基于單片機的智能循跡小車的硬件設(shè)計

3．3 電機驅(qū)動模塊
驅(qū)動電機控制選用MC33886 H橋電機驅(qū)動芯片，其整個驅(qū)動電路如圖5所示。在此應(yīng)用中，MC33886的作用是將恒定的直流電源電壓(電池電壓)調(diào)制成頻率一定、寬度可變的PWM脈沖電壓序列，從而改變輸出平均電壓的大小。為了增強驅(qū)動電機的能力，可將兩片MC33886并聯(lián)。而為了提高控制精度，則可將MC9S12XSl28單片機內(nèi)部的PWM2和PWM3兩個通道8位寄存器級聯(lián)成16位寄存器，并從PWM3通道輸出脈沖。同理。可將PWM4和PWM5兩個通道8位寄存器也級聯(lián)成16位寄存器，也從PWM5通道輸出脈沖，PWM2和PWM3通道與引腳PP3和PP5復(fù)用，MC9S12XSl28單片機的PP3和PP5引腳輸出的PWM脈沖經(jīng)器件6N137光耦隔離后，通過信號INl和IN2進(jìn)入MC33886 H橋輸入端，MC33886 H橋輸出端OUTl和OUT2分別接電機電樞兩端，從而控制電機的四象限運行。

3．4 車速檢測模塊
為了構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，需要檢測小車速度。本系統(tǒng)中的反饋通道中采用了歐姆龍公司的增量型旋轉(zhuǎn)編碼器E6A2CS3C，并采用五線制(三根脈沖線，2根電源線)，分辨率為200P／R。由于只測量車速，故只需3線，即棕色線(7．2 V電壓)、黑色線(A相輸出脈沖)和藍(lán)色線(接地)，其中黑色線(A相輸出脈沖)引入單片機PT0引腳，以統(tǒng)計脈沖個數(shù)，獲取電機速度。車速檢測模塊的接線如圖6所示。

3．5 舵機模塊
本設(shè)計采用的是Futaba S3010型號的舵機，其接線如圖7所示。該舵機實質(zhì)上是一個位置隨動系統(tǒng)，它由舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計、直流電機和控制電路組成，通過內(nèi)部位置反饋，可使它的舵盤輸出轉(zhuǎn)角正比于給定控制信號，這樣，在負(fù)載力矩小于其最大輸出力矩的情況下，它的輸出轉(zhuǎn)角就會正比于給定的脈沖寬度。Futaba S3010型號舵機的接口是三根線，黑線(接地)、紅線(電源線)和白色線(控制信號線)。為了提高舵機的響應(yīng)速度，一般選擇最大的工作電壓7．2 V，并將單片機內(nèi)部PWM0和PWMl兩路8位輸出級聯(lián)成一個16位PWM輸出，然后從PWMl通道輸出脈沖。同時由于PWMl通道和引腳PPl復(fù)用，因此，引腳PPl便可輸出控制脈沖給舵機。

4 結(jié)束語
本文介紹了黑線循跡智能車的硬件系統(tǒng)實現(xiàn)方法，實踐證明，該車自動循跡效果好，響應(yīng)速度快，在規(guī)定的賽道上能跑出20秒的好成績，從而證明了該系統(tǒng)硬件設(shè)計的正確性。