1. 浅析的制作.pdf

浅谈智能车的制作 1 、选择微控制器 常用的主控制器芯片主要有 STC 89C52/STC12C5A60S2 (51 系列) 、 ATMEGA16/128 （AVR ）、PIC16F877 （PIC ）、MSP430F149 （MSP430 ）、 STM32F103VET6(STM32) 、EP2C8Q208C8 （CPLD/FPGA ）、LPC2103(ARM7)、S3C2440 （ARM9 ）等。一般的单片机都可以输出 PWM 波用来控制电机转速，调节小车 的车速和转向。51 单片机的PWM 输出是使用内部程序模拟出来的（当然部分增 强型的 51 除外），其他系列的单片机如AVR 、PIC、MSP430、MC9S 系列等等的 IC 都具有PWM 输出功能，只要操作单片机内部的寄存器即可输出不同频率不同 占空比的PWM 波。另外，比如定时器、中断数量、运行速度等因数也可能会影 响到单片机的选型。并不是芯片越高级越好，比如FPGA、DSP、ARM9 等用在这 个地方很大程度上可以说是资源浪费或者是杀鸡用牛刀大材小用或说是用错 了地方。在这里我推荐大家使用稍微高级的单片机（相对51 而言），原因有二： 1.功能相应的强大很多，不仅仅是 PWM 输出功能。有些内部还集成 AD 转化的 接口等，这对于我们来说为设计提供了很多的方便。2.作为学习，51 真的是简单 得不能再简单了(当然了，还有些是4 位的单片机，我们在这不讨论)，我们应当 抱着追求更多知识的心态，学习和探索高深的宇宙奥妙，要不然你还真的得意忘 形会觉得你单片机已经学到家了。 2、电机的选择 常用的电机一般有3 种：直流(减速) 电机、步进电机和舵机。在智能车制作 中而又前者 较为常用。 现在我们要讨论的不是结构和工作原理，主要来说说如何控制改变转向和转 速。 直流(减速) 电机：利用电压的大小和方向来改变转速和转向。使用PWM 电 机驱动（下个小节会讲到）来控制电机时，占空比的大小调速实际就是改变电机 两端电压的平均大小。至于控制引脚的高低电平使之转向无非就是改变电机两端 电压的方向。 步进电机：使用频率来调节转速。改变各相的通电顺序即可改变转速。 舵机：可以不用驱动芯片直接用I/O 口控制。控制采用一定频率的PWM 波。 一般PWM 频率为50Hz 。高电平时间0.5ms—2.5ms 对应舵机转向-90 °—+90 °。 3. 电机驱动的选择 直流电机驱动芯片常用主要有：晶体管或者MOS 管搭建的H 桥、集成L293、 L298N、MC33886、BTN7960B 等。使用上一个很大的区别就是工作电流的范围不 同。最常用的就当属L298N(双H 桥、两路直流、一路步进、双路2A) 了。 ULN2003/ULN2803(达林顿管) 、L297+L298N、TA8435H 、THB7128 等，还有市 面上常见的大功率的驱动模块。有些驱动具有细分的功能，能够使步进电机一个 脉冲输入转动很小的角度。电路的原理及电路图在这就不提了。 4 、转速的测量 不管使用什么器件，什么原理，最终都基本是靠测脉冲的形式来测量轮子转 速。常用的传感器有：霍尔传感器+磁钢、光电传感器+黑胶带、光电传感器+编 码盘以及飞思卡尔智能车比赛中常见的测速编码器等。原理不解释，测量转速实 质就是测脉冲频率。方法有测频法、测周法、输入捕获等。当然了，这些方法除 了可以用于速度的检测之外，还可以计算路程、实现较为精准的拐角功能等。相 比霍尔传感器使用光电编码盘精度要稍微高很多。在淘宝上可以买到常用的100 线的光电编码盘，价格在20 元左右。 5、时间的测量 在题目中一般都对时间有要求。时间的测量常用两种吧：一就是使用单片机 内部的定时器定时；二就是使用实时时钟芯片，如DS12C887、DS1302 等（只能 测量到秒，如果对时间测量要求不高、定时器不够而且I/O 口足够的话可以使用 此方法）。 6、循迹传感器 循迹基本是黑白线(也有可能是走方格) 。常用的传感器主要有：ST188 、 RPR220、TCRT5000 、红外收发管、激光传感器、摄像头等。而又属ST188 和RPR220 最为常用，在电路设计中电平的转换常用反相器或者比较器。 还有一种，黑线不作为引导线而是边界的情况。如201