基于自主尋跡智能車控制電路制造技術

一種基于自主尋跡智能車控制電路，屬于智能控制技術領域，該控制電路包括單片機、視頻信號分離芯片、ＣＣＤ傳感器、頻壓轉換芯片、測速裝置、電機驅動芯片、電機、電平轉化芯片、藍牙模塊、舵機、背景調試模塊和ＰＣ機，其中測速裝置包括光柵碼盤和Ｕ型對射式紅外管。本實用新型專利技術的優點：該控制電路集成了外圍模塊電路，形成了功能完備，體積小的控制系統，同時，充分利用了單片機的各功能模塊，提高了單片機的利用率，進而提高智能車的響應速度。同時，通過對各模塊芯片電路板的合理布線，使智能車功耗低，同時，抗干擾強，運行穩定。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于智能控制
，特別涉及一種基于自主尋跡智能車控制電路。
技術介紹
目前由于智能車電路板的制作過程，很多人都選擇了使用市場上的成品，即帶有 MC9S12DG128的通用的開發，再根據系統需求，將各個模塊開發后，通過插槽的鏈接到已有 的通用開發板上，這樣就造成了，在智能車運行時，由于震動等物理因素，造成數據線連接 不好，導致系統運行性能不穩定。而且由于通用開發板帶有其他模塊，功耗大，致使智能車 電池消耗較快；同時，由于通用開發板沒有對信號干擾，電池干擾進行有效的屏蔽措施，在 靜電較強的環境中，會造成經常復位以及性能上的不穩定，另外人工自制電路板，還有很多 問題。1)芯片選擇問題，尤其是電源芯片選擇由為重要，提供一個低功耗，穩定輸出的電源 對整個系統的穩定非常重要。以前設計人員只追求功能上實現，造成了電路中電流過大，時 常會出現燒壞芯片的情況。即使不少壞，也會出現較強的電磁干擾，影響穩定性。2)對于測 速模塊的選擇，以往的人員為了便捷，不計成本，選擇了已有的產品測速電機，然而沒有考 慮到模型車行駛過程中對速度的精度并不是要求特別精確的實際情況。測速電機的使用帶 來了兩個弊端A，它本身重量過重，一方面是智能車運行時需要更大的功耗，另一方面，也 影響了智能車本身重心等物理性能。B，一般的測速電機比較昂貴。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本技術提供一種基于自主尋跡智能車控制電路，通過 電路各個模塊集成在一起，以達到降低了電路復雜性，提高單片機利用率的目的。該控制電路包括單片機、視頻信號分離芯片、CXD傳感器、頻壓轉換芯片、測速裝 置、電機驅動芯片、電機、電平轉化芯片、藍牙模塊、舵機、背景調試模塊和PC機，其中測速 裝置包括光柵碼盤和U型對射式紅外管。該控制電路連接CCD傳感器輸出端連接視頻信號分離芯片的輸入端，視頻信號 分離芯片的輸出端連接單片機的中斷請求端口 ；電平轉化芯片包括兩組輸入輸出接口，其 中一組輸入端連接單片機的數據發送接口，相應的一組輸出端連接單片機的數據接收接 口，電平轉化芯片的另一組輸入端和輸出端連接一個串口的接頭，通過串口接頭，與藍牙模 塊連接，用于向電腦傳送智能車圖像信息和接受電腦的指令；電機的驅動芯片的輸入端連 接單片機PWM端口，輸出端得到與單片機PWM輸出端口相應的并可以驅動直流電機的PWM 信號；頻壓轉換芯片的IRspeed接口連接單片機的AD轉換接口，輸入端口連接U型對射式 紅外管采集到的脈沖信號，U型對射式紅外管與光柵碼盤連接；背景調試模塊的BKDG引腳 連接單片機的復用引腳，背景調試模塊通過接口連接PC機，舵機連接單片機PWM端口。本技術的控制過程本方案單片機為控制核心，由安裝在模型車前部的CCD 攝像頭傳感器負責采集路徑信息，并將采集到的電平信號傳入核心控制單元，通過AD轉換模塊，核心控制單元對信號進行判別處理。根據采集到的具體的路徑信息，通過PWM輸出2 路PWM波，分別對轉向舵機、直流電機進行控制，舵機直接接收PWM信號，完成智能車轉向控 制，電機控制的實現是通過MC33886芯片完成的，PWM信號輸入到電機驅動芯片，再經電機 驅動芯片產生出控制電機的信號，實現智能車的加減速控制，智能車的后輪轉軸上還安裝 有光電傳感器，用于采集車輪轉速反饋的脈沖信號，將頻率信號輸入到頻壓轉換芯片中，轉 化成相應的電壓值，經AD模塊，反饋到核心控制單元，并經由核心單元對實際運行速度與 理想速度值進行比較后，調節輸入到電機驅動模塊的PWM波占空比，從而控制小車速度。本技術的優點該控制電路集成了外圍模塊電路，形成了功能完備，體積小的 控制系統，同時，充分利用了單片機的各功能模塊，提高了單片機的利用率，進而提高智能 車的響應速度。同時，通過對各模塊芯片電路板的合理布線，使智能車功耗低，同時，抗干擾 強，運行穩定。附圖說明 圖1本技術基于自主尋跡智能車控制電路方框圖；圖2本技術基于自主尋跡智能車控制電路中單片機電原理圖；圖3本技術基于自主尋跡智能車控制電路中視頻信號分離芯片電原理圖；圖4本技術基于自主尋跡智能車控制電路中頻壓轉換芯片電原理圖；圖5本技術基于自主尋跡智能車控制電路中電機驅動芯片電原理圖；圖6本技術基于自主尋跡智能車控制電路中電平轉化芯片電原理圖；圖7本技術基于自主尋跡智能車控制電路中背景調試模塊電原理圖；圖8本技術基于自主尋跡智能車控制電路中12V供電模塊電原理圖；圖9本技術基于自主尋跡智能車控制電路中5V供電模塊電原理圖；圖10本技術基于自主尋跡智能車控制電路中6V供電模塊電原理具體實施方式本技術一種基于自主尋跡智能車控制電路詳細結構結合實施例及附圖加以 詳細說明。如圖1所示，在本實施方式中單片機選取MC9S12DG128、視頻信號分離芯片選 取LM1881、頻壓轉換芯片選取LM2907、電機驅動芯片選取MC33886、電平轉化芯片選取 MAX232、藍牙模塊選取DC219159BL、背景調試模塊選取BDM模塊。單片機MC9S12DG128如圖2所示，其中引腳名稱和作用如表1所示表1 視頻信號分離芯片LM1881用于分離C⑶攝像頭采集的視頻信號，提取場中斷信 號，行中斷信號，提取出有效的視頻信號輸入單片機進行AD轉換，其引腳和功能為1腳為 復合同步輸出(COMPOSITE SYNC OUTPUT)端口，將該端口的信號作為行同步的標志，當該端 口有信號輸出時，表示采集到一行數據，將它連接到單片機的IRQ端口，在IRQ中斷中對采 集到的視頻信號進行處理；2腳為視頻信號的輸入端，該端口接收CCD傳感器采集到的視頻 信號；3腳為垂直同步輸出(VERTICAL SYNC OUTPUT)引腳，該引腳的信號作為場同步信號， 當該引腳有信號輸出時，表示采集到一新場；7腳為奇、偶場輸出端口，輸出經LM1881處理 后的視頻信號；4腳接地；8腳接電源，圖3為LM1881芯片的視頻信號分離電路。將視頻信 號通過一個電容接至LM1881的2腳，即可得到控制單片機進行A/D采集的控制信號一行 同步信號CSO與奇偶場同步信號0DDEVEN。本系統將CSO作為行同步信號，與IRQ引腳相連 接，當LM1881分離出行同步信號時，觸發IRQ中斷。將7腳奇偶場同步信號0/E與PHO 口 連接，作為場中斷的觸發信號。4腳接地；8腳接電源。對于速度的采集這可以通過車速檢測裝置實現。在車輪沒有打滑的情況下，車速 與驅動電機的轉速成正比關系，為了滿足安裝簡便，價格低廉，測速準確等要求，該測速裝 置包括光柵碼盤和U型對射式紅外管，其中光柵碼盤具有13個凹槽，直徑與輪子內徑相同 即4cm;測速裝置的工作原理為光柵碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵碼盤與電動 機同時旋轉，當光柵碼盤凹槽時通過U型對射式紅外管，紅外對射管接收端導通，輸出高電 壓，當光柵碼盤葉片經過U型對射式紅外管時，紅外對射管接收端導斷開，輸出低電壓。隨 著車輪帶動光柵碼盤旋轉，U型對射式紅外管檢測輸出若干通斷的脈沖信號，將信號連接到 頻壓轉換芯片LM2907，通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數，通過與參考電壓比較，得 到相應速度的電壓值，頻壓轉換芯片LM2907如圖4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于自主尋跡智能車控制電路，其特征在于：該控制電路包括單片機、視頻信號分離芯片、ＣＣＤ傳感器、頻壓轉換芯片、測速裝置、電機驅動芯片、電機、電平轉化芯片、藍牙模塊、舵機、背景調試模塊和ＰＣ機，其中測速裝置包括光柵碼盤和Ｕ型對射式紅外管；該控制電路連接：ＣＣＤ傳感器輸出端連接視頻信號分離芯片的輸入端，視頻信號分離芯片的輸出端連接單片機的中斷請求端口；電平轉化芯片包括兩組輸入輸出接口，其中一組輸入端連接單片機的數據發送接口，相應的一組輸出端連接單片機的數據接收接口，電平轉化芯片的另一組輸入端和輸出端連接一個串口的接頭，通過串口接頭，與藍牙模塊連接；電機的驅動芯片的輸入端連接單片機ＰＷＭ端口，輸出端得到與單片機ＰＷＭ輸出端口相應的并可以驅動直流電機的ＰＷＭ信號；頻壓轉換芯片的ＩＲｓｐｅｅｄ接口連接單片機的ＡＤ轉換接口，輸入端口連接Ｕ型對射式紅外管采集到的脈沖信號，Ｕ型對射式紅外管與光柵碼盤連接；背景調試模塊的ＢＫＤＧ引腳連接單片機的復用引腳，背景調試模塊通過接口連接ＰＣ機，舵機連接單片機ＰＷＭ端口。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張明慧，陸振林，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：實用新型
國別省市：89[中國|沈陽]