飞思卡尔智能车光电传感器知识

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1、第三章电路设计方案3.1直流电机驱动电路的设计直流电机的控制一般由单片机的PWM信号来完成，驱动芯片采用飞思卡尔半导体公司的半桥式驱动器MC33886。PWM频率采用了10KHZ,使用半桥：由于赛车过程中不时用倒车，所以只使用其中的半桥；并且将两个半桥并联，扩大芯片的驱动能力。如图3.1所示。图3.1采用MC33886的直流电机驱动电路3.2液晶模块现场调试时，液晶显示的数值主要有如下几个：1）光电码盘的反馈值2）光电传感器检测到的模拟量的值，通过小板上的8个AD转换，可以显示八路光电传感器检测的值。方便了在现场的调试。3.2.1GD

2、M12864E简介点阵图形型液晶显示模块GDM12864E内嵌ST7920型中文字型点阵LCD控制／驱动器，通过对控制／驱动器写指令，可以显示数字、字母、汉字以及自定义图形。控制／驱动器ST7920的ROM中包括8192个16×16点的中文字型，以及128个16×8点半宽的数字、字母字型；RAM中包括1个128×64点的软件绘图区域（GDRAM）和4个16×16点的软件造字区域（CGRAM）。GDM12864E模块共有20个引脚。1－VSS，系统地；2－VDD，系统电源（＋5V）；3－VO，显示对比度调节；4－RS，数据／指令寄存器选

3、择信号；5－RW，读／写模块数据选择信号；6－E，使能信号端，上升沿（前沿）锁存选择信号，下降沿（后沿）读／写数据或命令：7～14为8位数据输入／输出总线；17－液晶复位控制脚；18－VEE，液晶模块升压输出用于对比度调节；15和19－A，LED背光的电源正极：16和20－K，LED背光的电源地。其中串口模式下4－CS为液晶使能脚，一般接高电平即可，5－SID为串行数据口，6－SCLK为串行时钟口。3.2.2GDM12864E与MC9S12DG128的接口本设计采用了串口的通讯方式。飞思卡尔主控制板的SPI口与液晶通讯，只需CLK和M

4、OSI两根线即能完成对液晶的控制，非常方便。硬件接口如图3.2所示。图3.2GDM12864E与MC9S12DG128的接口电路　　3.2.3串口数据线模式数据传输串口数据线模式数据传输过程如图3.3所示。图3.3串口数据线模式数据传输3.3CCD电路设计3.3.1系统框图CCD电路系统框图如图3.4所示。图3.4CCD电路系统框图.3光电传感器的选择目前检测灰度用的光电传感器一般都是使用红外光电对管，其优点主要有：受光线影响小，响应速度快，外围电路图简单等。红外对管分发射端和接收端，发射端通常用的是发光二极管，接收端为光敏元件可以为

5、光敏二极管、光敏三极管或光敏电阻。我们测试了包括GK-SB10，LTH1550-1，OPB606，FS048W，GP2A25等型号的光电管如图3.4。最后选定GK-SB10型的光电对管，GK-SB10型的光电对管的发射端为红外光电管，接收端为光敏三极管。光敏三极管输出的光电流可达mA级，第三章硬件电路设计无需放大可直接接电阻得到合适的电压。当传感器遇到黑线时，发光二极管发射出来的光被吸收，光敏三极管光电流较低。当传感器遇到白线时，光反射进入光敏三极管，使三极管光电流增大。由电流的变化，引起接收端串联的电阻两端电压变化，再通过LM339

6、比较器比较，直接输出5V的高低电平，如图3.3。在实际调试中，我们测出来的GK-SB10的接收端电压在黑线情况下为4.6V，白线情况为2.8V，我们将LM339的比较电压调为4V，工作正常。在制作过程中，我们希望光电管的有效距离越远越好，这样小车的前瞻性要好，使得车子有更好的预判能力，所以我们想出通过镜子反射的原理，让传感器感知镜子里面的东西，而镜子可以通过改变角度，看到不同距离的路面。但是，通过试验，此法不成立。502R410KR2R310K10KR51MR610KR723647185LM339U1Optoisolator1VCCV

7、out3KR1图3.3光电传感器电路图表3.1　传感器测试（表中测试均接LM339比较输出后测试）传感器类型最大测量距离(cm)GK-SB1010LTH1550-18OPB6068FS048W7第三章硬件电路设计GP2A25(反射型)５图3.4测试的传感器种类（左一为最后选定的Gk-SB10）3.4测速传感器车速的控制对车模沿线行驶的能力有很大的影响。车速的高低将直接影响车模的转弯半径，所以，我队的车模安装了测速传感器，来实现速度的闭环控制。常用的测速传感器-光电编码器分为增量型和绝对型两种。增量型：就是每转过单位的角度就发出一个脉冲

8、信号（也有发正余弦信号，然后对其进行细分斩波出频率更高的脉冲），通常为A、B、Z相输出，A、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A、B的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲