1、FREESCALEFREESCALE智能车智能车 硬软件设计硬软件设计 1 本讲主要内容本讲主要内容 n n 1 1、智能车外观介绍、智能车外观介绍 n n 2 2、智能车硬件部分介绍、智能车硬件部分介绍 n n 3 3、智能车软件设计、智能车软件设计 n n 4 4、高级技巧、高级技巧车体的改装车体的改装 n n 5 5、有待实现的技术、有待实现的技术 2 1 1、智能车外观介绍、智能车外观介绍 路径检测装置 CMOS摄像头 转向装置 舵机 前轮 主控板镍镉电池 后轮 电机驱动板直流电机底盘 3 路径检测装置路径检测装置 n n 使用红外传感器（红外对管）或摄像头使用红外传感器（红外对管）或
2、摄像头 n n 用于路径（直道、转弯、交叉）的识别用于路径（直道、转弯、交叉）的识别 n n 对管多个一起使用，摄像头一个即可对管多个一起使用，摄像头一个即可 4 前后轮前后轮 n n 前轮负责转向前轮负责转向 n n 后轮负责动力后轮负责动力 n n 橡胶质地，内部塞有海绵，可以更换橡胶质地，内部塞有海绵，可以更换 5 舵机舵机 n n PWMPWM波输入，控制左、右转向波输入，控制左、右转向 n n 驱动电压：驱动电压：6V6V n n 马达：马达：Tricore GM1510Tricore GM1510 n n 体积：体积：40.0*20*38.1 mm40.0*20*38.1 mm n
3、 n 重量：重量：41g41g n n 引线长：引线长：300mm300mm n n 动作角度：动作角度：60106010 n n 详细参数请参阅技术手册详细参数请参阅技术手册 6 直流电机直流电机 n n 驱动电压：驱动电压：7.2V7.2V n n 工作温度：工作温度：10103030摄氏度摄氏度 n n 无负荷转速：最小无负荷转速：最小12000rpm12000rpm n n 无负荷电流：最大无负荷电流：最大630mA630mA n n 详细参数请参阅技术手册详细参数请参阅技术手册 7 镍镉电池镍镉电池 n n 标称电压：标称电压：7.2V7.2V（实际要高于这个值）（实际要高于这个值）
4、 n n 正确充电正确充电 n n 不正确充电会缩减电池寿命不正确充电会缩减电池寿命 n n 使用防过充的充电器使用防过充的充电器 n n 合理放电合理放电 n n 不合理放电会降低电池容量不合理放电会降低电池容量 n n 放电不可以越过阀值（不可过量放电）放电不可以越过阀值（不可过量放电） n n 电池电压过低会造成摄像头、电机驱动芯片工电池电压过低会造成摄像头、电机驱动芯片工 作异常作异常 8 电机驱动板电机驱动板 n n 独立的独立的PCBPCB板，安装在直流电机上方板，安装在直流电机上方 n n 使用两片使用两片MC33886MC33886并联并联 n n PWMPWM控制控制 9 主
5、控板主控板 n n 最小系统板插口最小系统板插口 n n 电源电路，输出电源电路，输出7.2V7.2V，6V6V和和5V5V n n 电机驱动电路（两片电机驱动电路（两片MC33886MC33886并联）并联） n n 视频分离电路视频分离电路* * n n 拨码开关拨码开关 n n 舵机，电机，摄像头，对管阵等插头舵机，电机，摄像头，对管阵等插头 10 2 2、智能车硬件部分介绍、智能车硬件部分介绍 n n 车模的组装车模的组装 n n 各个零部件的安装各个零部件的安装 n n 电池的安装电池的安装 n n 舵机的安装舵机的安装 n n 摄像头摄像头/ /红外对管的安装红外对管的安装 n n
6、 主控板的安装主控板的安装 n n 码盘的安装码盘的安装 11 2 2、智能车硬件部分介绍、智能车硬件部分介绍 n n 控制电路介绍控制电路介绍 n n RPR220RPR220对管路径检测电路对管路径检测电路 n n MC33886MC33886电机驱动电路电机驱动电路 n n 舵机控制电路舵机控制电路 n n 拨码开关电路拨码开关电路 n n 电路连接方法电路连接方法 n n 视频分离电路视频分离电路* * 12 各个零部件的安装各个零部件的安装 n n 包括舵机的安装、对管加固连接部分的安包括舵机的安装、对管加固连接部分的安 装等等。装等等。 n n 主要参考车模的配套资料。主要参考车模
7、的配套资料。 n n 对管：多个对管焊接到一个对管：多个对管焊接到一个PCBPCB板上，横向板上，横向 排列在智能车的前方，红外发射头距离地排列在智能车的前方，红外发射头距离地 面距离适当，车身长度不可以超过面距离适当，车身长度不可以超过4040厘米厘米 。 n n 主控板：通过螺丝固定在底盘上。主控板：通过螺丝固定在底盘上。 n n 码盘：固定在传动齿轮上。码盘：固定在传动齿轮上。 13 赛道说明赛道说明 n n 赛道路面用专用白色基板制作赛道路面用专用白色基板制作 n n 中心有连续黑线作为引导线，黑线宽中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm25mm n n 跑道最小曲率半径不小于跑道最
8、小曲率半径不小于500mm500mm n n 跑道可以交叉，交叉角为跑道可以交叉，交叉角为9090 n n 赛道直线部分可以有坡度在赛道直线部分可以有坡度在1515度之内的坡度之内的坡 面道路，包括上坡与下坡道路面道路，包括上坡与下坡道路 n n 赛道有一个长为赛道有一个长为1000mm1000mm的出发区的出发区 14 20072007年华北区预赛适应赛道年华北区预赛适应赛道 15 20072007年华北区预赛比赛场地年华北区预赛比赛场地 16 RPR220RPR220红外传感器工作原理红外传感器工作原理 RPR220由一个 红外线发光二极管和 光敏三极管组成。如 右图所示。 工作时，二极管
9、向反射表面（赛道面）发射红 外线。光敏三极管如果接收到反射回的红外线则导通 ，反之则关断。 在赛道上，白色的表面有利于反射红外线，而 黑色的轨迹则吸收红外线。 17 RPR220RPR220对管路径检测电路对管路径检测电路 根据我们讲述的原 理，当对管检测到黑线时 ，会输出一个电平较低的 模拟量；当对管检测到白 色的底板时，会输出一个 电平较高的模拟量。 在实验中发现，白 线模拟量约为800左右， 黑线模拟量约为550左右 。设置门限为680，则为 1，则为0。 18 多个多个RPR220RPR220的使用的使用 19 多个多个RPR220RPR220的使用的使用 上图中我们看到9号和10号传
10、感器检测到黑线， 我们得到一组模拟数据： 756 560 523 723 766 798 821 835 833 840 836 假设门限为680，经过运算得到数据： 1、0、0、1、1、1、1、1、1、1、1 判断0在数组中的位置，便可以得到黑线位置。 20 黑线位置信息的使用黑线位置信息的使用 n n 根据黑线位置控制舵机及时转向根据黑线位置控制舵机及时转向 n n 如果黑线位置很偏，则认为车即将冲出跑如果黑线位置很偏，则认为车即将冲出跑 道，必须减速道，必须减速 n n 如果检测不到黑线，则认为车已经冲出跑如果检测不到黑线，则认为车已经冲出跑 道，可以停车或者极限转弯道，可以停车或者极限
11、转弯 21 MC33886MC33886电机驱动电路电机驱动电路 22 MC33886MC33886简介简介 n n PWMPWM输入频率为输入频率为20KHz20KHz ，使用，使用PWM3PWM3 n n 可以输出可以输出6A6A的直流电流的直流电流 n n 工作电压为工作电压为536V536V n n 四象限操作四象限操作 n n 两片并联使用可以增大两片并联使用可以增大 驱动能力，减少单片发驱动能力，减少单片发 热量热量 23 舵机控制电路舵机控制电路 n n 舵机由舵机由78067806提供提供6V6V电压电压 n n 使用使用DG128DG128单片机的单片机的PWM1PWM1 输
12、入输入 n n PWMPWM波占空比越小，左转波占空比越小，左转 角度越大；反之，右转角度角度越大；反之，右转角度 越大。越大。 n n 舵机的中心点必须由实验确定。舵机的中心点必须由实验确定。 24 拨码开关电路拨码开关电路 n n 可以实现无程序下载的参数修改可以实现无程序下载的参数修改 n n 在比赛时具有非常重要的意义在比赛时具有非常重要的意义 25 电路连接方法电路连接方法 n n 电机：连接到电机：连接到MC33886MC33886的的OUT1OUT1和和OUT2OUT2提提 供驱动电流。供驱动电流。 n n 舵机：通过插头连接舵机：通过插头连接PWM1PWM1，6V6V和和GND
13、GND。 n n 电池：通过插头固定到主控板电源。电池：通过插头固定到主控板电源。 n n 路径检测板：通过插头接入路径检测板：通过插头接入VCCVCC和和GNDGND， 1111路模拟量信号接到单片机的路模拟量信号接到单片机的A/DA/D引脚。引脚。 n n 最小系统板：编程完毕后直接插到主控板最小系统板：编程完毕后直接插到主控板 。 26 3 3、智能车软件设计、智能车软件设计 n n 路径检测、判断与转向路径检测、判断与转向 n n 速度控制速度控制 n n SCISCI通信通信 27 路径检测与判断原理路径检测与判断原理 n n 通过传输而来的通过传输而来的1111个模拟量值和门限值生个模拟量值和门限值生 成成1111个数的数组，通过数组内个数的数组，通过数组内0
