智能避障车电路设计(源程序)

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1、第三届全国大学生智能汽车大赛由于今年组委会光电管和摄像头分开比赛。所以传感器部分我们选择了光电管，比赛以小车的速度记成绩，为了让小车更快更稳得跑完全程，传感器的探测距离必须要远，既要有大的前瞻，普通的红外对管由于功率较小，探测距离增大时，干扰严重，所以我们自制了大功率对管，同时采用了程序控制脉冲发光的办法，有效的降低了发热，提高了系统的稳定性。系统采用采用了7.2V2000mAhNi-Cd蓄电池作为系统能源，并且通过稳压电路分出6伏，5伏已分别给舵机和单片机供电。直流电机驱动模块接收速度控制信号

2、控制驱动电机运行，达到控制车速目的。转向伺服模块控制舵机转向，进而控制智能车转弯。速度测量模块实时测量智能车车速，用于系统的车速闭环控制，以精确控制车速。系统充分使用了MC9S12DG128单片机的外围模块，具体使用到的模块包括：ADC模拟数字转换模块、定时器模块、PWM脉冲宽度调制模块、中断模块、I/O端口和实时时钟模块等。系统调试过程中，使用了组委会提供的代码调试环境CodeWarriorIDE，同时使用了清华的Plastid2软件进行了仿真试验。图1.1系统结构框图3.1舵机部分为了使转弯

3、更加灵活，对舵机相关部分作了部分改动。首先，我们将舵机力臂加长85mm。这样，对于同样的转弯角度值，只需更小的舵机转角，减小了舵机转弯时惯性带来的弊端。其次，我们将舵机反装，使舵机连杆水平，因为此时舵机提供的力全部用在转弯上。37第三届全国大学生智能汽车大赛3.2前轮部分为了增加前轮转弯时的稳定性，对前轮相关部分进行了部分改动。首先，更改前后垫片的数量，使前轮主销后倾，这样，车轮具有更好的自动回正功能。其次，更改连杆的长度，使车轮外倾，车轮转弯时，前半部分重心上移，促使赛车转弯更加稳定。再次，我

4、们通过更改舵机连杆的长度，增加前轮前束，同样增加了前轮的稳定性。3.3底盘部分为了提高赛车运行时的稳定性，对地盘相关部分作了部分改动。首先，前轮相关位置加垫片，降低了前轮重心。其次，更改后轮车轴处的调节块，使后轮重心升高，这样，车身前倾，一定程度上，增加了车的稳定性。3.4后轮部分首先，更换后轮轮距调节块，使后轮两轮之间间距加大。这样，车在转弯时不容易产生侧滑。其次，调节后轮差速，使赛车转弯更加灵活。4.1电源部分37第三届全国大学生智能汽车大赛为了能使智能车系统能正常工作，就需要对电池电压调节

5、。其中，单片机系统、车速传感器电路需要5V电压，路径识别的光电传感器和接收器电路电压工作为5V、伺服电机工作电压范围4.8V到6V(或直接由电池提供)，直流电机可以使用7.2V2000mAhNi-cd蓄电池直接供电。考虑到由于驱动电机引起的电压瞬间下降的现象，因此采用低压降的三端稳压器成为必然。我们在采用lm7805，和lm7806作为稳牙芯片。经试验电压纹波小，完全可以满足要求。电池（7.2v）2000mAhNi-cd稳压电路5V6V7.2V电机单片机舵机测速板Encoder对管图4.1系统电

6、压调节图图4.27805电路图37第三届全国大学生智能汽车大赛图4.3电源模块示意图4.2电机驱动电路电机驱动使用飞思卡尔专用电机驱动芯片MC33886。驱动电路如图4.4所示。为了增大驱动能力，减少单片发热量，电路采用两片MC33886并联的方案。系统使用PWM控制电机转速，充分利用单片机的PWM模块资源。电机PWM频率设定为8KHz。MC33886芯片的工作电压为5-40V，导通电阻为140毫欧姆，PWM频率小于10KHz，具有短路保护、欠压保护、过温保护等功能。电机驱动芯片安装在制作的电机

7、驱动PCB板上，在PCB板设计时，考虑到芯片散热问题，在芯片腹部设计了方型的通孔，实际运行效果表明芯片散热均匀，设计合理。为了防止电动机突然停止时产生的电磁干扰，在电动机的两端焊接了一个0.1μF滤波电容。37第三届全国大学生智能汽车大赛图4.4两片MC33886并联使用图4.5两片MC33886并联使用的实物图在图中可以看到，我们使用PWM23和PWM45作为电机驱动PWM信号，两个PWM通道级联可以使其输出更加精确。在程序中，我们把PWM值直接转换成了以米/秒为单位的绝对速度，这样使智能车的

8、速度更加直观切易于调试。4.3测速电路37第三届全国大学生智能汽车大赛由于考虑到成本需要，我们采用了红外对管和黑白码盘作为测速模块的硬件构成。其中码盘为32格的黑白相间圆盘，如下图所示：图4.5码盘红外传感器安装在正对码盘的前方，虽然这样做精度比编码器要低很多，但是成本低廉制作容易，如果智能车速度较快，可以考虑再减少码盘上黑白色条的数量即可。当圆盘随着齿轮转动时，光电管接收到的反射光强弱交替变化，由此可以得到一系列高低电脉冲。设置9S12的ECT模块，同时捕捉光电管输出的电脉冲的上升沿和下降沿。