一種基于FPGA的智能小車(chē)設(shè)計(jì)方案

　　超聲波發(fā)射電路如圖7所示。

　　3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，L298N是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，其響應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)。表1為L(zhǎng)298N功能表。L298N的5、7、10、12四個(gè)引腳接到FPGA上，通過(guò)對(duì)FPGA的編程就可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)直流電機(jī)的PWM調(diào)速控制，其驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)如圖8所示。

　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)采用PWM來(lái)調(diào)節(jié)直流電機(jī)的速度，通過(guò)VHDL語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)FPGA的邏輯門(mén)控制。小車(chē)進(jìn)入循跡模式后就開(kāi)始不停地掃描與紅外探測(cè)器連接的單片I/O口，一旦檢測(cè)到某個(gè)I/O口有信號(hào)變化，就執(zhí)行相應(yīng)的判斷程序，把相應(yīng)的信號(hào)發(fā)送給電動(dòng)機(jī)從而糾正小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)。小車(chē)循跡避障流程圖分別如圖9、圖10所示。

　　5 系統(tǒng)測(cè)試

　　為了測(cè)試智能小車(chē)系統(tǒng)的正常運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)場(chǎng)景對(duì)循跡小車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試路線是用黑色的電工膠布來(lái)鋪設(shè)，鋪設(shè)在淺色地板上，該軌道為S型，在起點(diǎn)處以及各個(gè)目的地的終點(diǎn)處，有一條貫穿軌道的黑色橫線，以此來(lái)指明停車(chē)點(diǎn)，S型軌道結(jié)束后，地面的任意擺上幾個(gè)障礙物，走完障礙物路面到達(dá)指定地點(diǎn)停車(chē)。

　　通過(guò)軟硬件調(diào)試，在Quartus II軟件上得到的仿真波形如圖11所示。

　　6 結(jié)論

　　文中設(shè)計(jì)的智能小車(chē)，采用紅外傳感器TRTC5000為循跡模塊、FPCA為主要控芯片。小車(chē)使用單元模塊化的電路設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，響應(yīng)快、性能穩(wěn)定，經(jīng)測(cè)試小車(chē)實(shí)現(xiàn)了避障循跡功能。