基于CCD视频传感器的智能车路径识别控制系统下.DOC

基于CCD视频传感器的智能车路径识别控制系统（下） 4.2电源管理模块设计 电源是一个系统正常工作的基础，电源模块为系统其他各个模块提供所需要的能源保证，因此电源模块的设计至关重要。模型车系统中接受供电的部分包括：传感器模块、单片机模块、驱动电机模块、转动电机模块以及其它的外围辅助模块等。设计中，除了需要考虑电压范围和电流容量等基本参数外，还要在电源转换效率、噪声、干扰和电路简单等方面进行优化。可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。 全部硬件电路的电源由7.2V，2A/h.1所示。 电源模块由若干相互独立的稳压电源电路组成。在本系统中，除了电机驱动模块的电源是直接取自电池外，其余各模块的工作电压都需要经电源管理芯片来实现。 5V电源的实现是通过电源管理芯片TPS7350来实现的。TPS7350是一款低压稳压芯片，能提供5V的固定电压输出。TPS7350低压差稳压芯片克服了早期稳压芯片的缺点，而且还增加了如节电待机模式和供电管理等功能。与其它的稳压芯片一样，TPS7350需要外接一个输出电容来保持输出的稳定性。出于稳定性考虑，需要在稳压输出端和地之间接一个10uF低等效电阻的电容器。除非该等效电阻小于1.2欧姆，否则引入的陶瓷电容或薄膜电容器会使输出的电压不稳定。在很小或根本就没有旁路电容的情况下，输出电容可以减少到4.7uF，所提供的等效电阻维持在0.7到2.5欧姆。因为电容的等效电阻很小，有必要串联一个0.5～11.5欧姆。 表4.1 系统所用到的电压 电压/V 是否经过 电压转换 用 途 备 注 5 是 单片机、电机驱动芯片、转速测量芯片 该电压要求稳定、噪声小 、电流容量大于500mA 6 是 舵机 电流在几十毫安左右 7.2 否 电机 该电压为电池两端电压 12 是 CCD传感器 图4.2是6V电压生成电路。该电路与5V实现电路最大的区别就是在图2.2使用了两个二极管D202和D203来提高TPS7350的地电位，实现6V电压输出。 图4.2 TPS7350（6V）工作原理图 在上图中，注意到TPS7350有一特殊的输出引脚，该引脚为复位(RESET)。TPS7350的复位引脚（RESET）作用是：控制输入端电压，以调节输出端电压，当输出电压高于4.65V时，复位输出端RESET为高电平。当输出电压低于4.65V时，RESET输出低电平。当输出电压又变为高于4.65V时，RESET在保持200ms的低电平后，变为高电平。 另外，CCD传感器还用到了12V电压，所以还要用MAX734来实现12V的电压输出。如图4.3所示，通过电感L301和电容C301、C302 网络的7.2V的电源电压，在经过电源管理芯片MAX734后，输出+12V的稳定电压。SHDH为闭锁引脚，低电平有效。SS为软启动引脚，在SS和地之间的电容提供了软启动和短路保护的功能。CC为电容补偿输入，构成补偿反馈环。VOUT为输出引脚，固定的+12V电压输出，V+为电压输入引脚，将通过滤波后的电源电压引入该引脚。 图4.3 MAX734工作原理图 4.3视频分离电路LM1881 视频分离芯片LM1881如图所示，1脚为复合同步输出（COMPOSITE SYNC OUTPUT）端口，将该端口的信号作为行同步的标志，当该端口有信号输出时，表示采集到一行数据，将它的输出作为行同步信号，连接到单片机的IRQ端口，在IRQ中断中对采集到的视频信号进行处理。2脚为视频信号的输入端，该端口接收CCD传感器采集到的视频信号。3脚为垂直同步输出(VERTICAL SYNC OUTPUT)引脚，该引脚的信号作为场同步信号，当该引脚有信号输出时，表示采集到一新场，将它连接到H端口。 图.4 LM1881外围电路MC33886电机驱动H桥芯片作为电机的驱动芯片，通过S12PWM信号来控制电机。如图4.5所示。 VPWR为电源电压7.2V，当D1接低电平，D2接高电平时，电机驱动芯片MC33886开始作用。IN1和IN2是该芯片的两个输入引脚，OUT1和OUT2是芯片的输出引脚（各有两个，可同时控制2个电机的运转，因模型车只有一个电机，所以可以将它的两个OUT1和两个OUT2并在一起，增大芯片的带负载能力），它们随着输入PWM信号的占空比的不同，输出的电压不同，从某种意义上说，MC33886就是一款将占空比转换为电压的芯片。在本系统中，引入了可接跳线的插孔，可以方便地对MC33886的各个引脚进行控制。因为当MC33886正常工作时，需要将使能端D1和D2分别接地和高电平。所以，除了用单片机的输出引脚对D1和D2 进行控制外，可以使用跳线将D1和D2直接与地和电源相连。而且，从图中还可以看到，当用跳线将J4相连后，输出端OUT2的经过发光二极