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基于LM3S811的智能避障小车

作者:杨汝军时间:2013-02-20来源:电子产品世界

  硬件电路的设计

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/142137.htm

  小车所能实现的功能:主动识别障碍物,并对障碍物自动做出反应,实现自动避障功能。整个系统大致分为以下五个主要部分:电源模块、微控制器单元模块、电机控制模块、传感器模块、机身模块。以下就各部分进行详细的说明。

  电源模块

  本系统选择了8.2V的直流电压源为整个系统进行供电,电机部分需要7~12V的直流电源,采用电压源直接为其控制驱动芯片来供电,传感器模块需要5V的直流电源,采用SPX1117M3_5V的稳压芯片来输出恒定的5V电压,微控制器模块需要3.3V的直流电源,我采用SPX1117_M3_3.3V的稳压芯片来为其提供恒定的电压源。

  微控制器模块

  整个系统的控制单元采用(与LM3S615全兼容)。是32位的基于Cortex_M3 V7M架构的微控制器;具有32KB的Flash和8KB的SRAM;可以达到50MHz的工作频率;集成了嵌套向量中断控制器(NVIC)以提供明确的中断处理,有29个中断,带8个优先级;具有丰富的外设资源,多达3个通用定时器,2个UART、1个SSI、ADC、I2C、3个PWM发生器模块,多达34个通用GPIO。本系统主要使用到的部分是JTAG口下载和调试测序,PWM模块以驱动红外线传感器,GPIO口以驱动步进电机,ADC模块检测电池电压。

  电机控制模块

  电机控制模块主要负责控制的运动,包括电机和电机驱动电路两部分。电机为两个两相四线制步进电机,工作电压为8.2V。电机驱动芯片采用BA6845FS,每个芯片包含2个H桥,它的最大驱动电流为1A,且在输入逻辑的控制下输出有3种模式:正向、反向和停止。

  传感器模块

  传感器单元选用IRM-8601S红外线一体化接收头;普通红外线发射管。红外发射管SIR563ST3F具有以下特性:最大辐射角约为30°,工作中心频率38kHz,940nm波长,PWM调制。红外线接受管IRM8601S为一体式红外线接收头,其最佳工作波长为940nm,视角45˚,38kHz带通滤波。使用PWM模块产生38kHz的红外调制信号经红外发射管发出,当一体化接收头接收到38kHz的红外发射信号时将产生低电平,否则为高电平。采集接收端的信号状态来判断是否有墙壁。

  机身模块

  结合的外型尺寸、迷宫格的大小以及电脑鼠走迷宫竞赛的比赛要求,我们对电脑鼠机身进行了设计,并交由工厂加工制作。

  底层算法的研究

  搜集查阅相关资料,对各部分功能进行需求分析,制作程序流程图,对各部分代码进行编写。

  传感器驱动

  通过调节电位器阻值的大小,改变有效发射信号强度,当接收头刚好能接收到信号时,记录下此时发射的强度,这样也就可以大致测算出距离。让五个发射头轮流发射38kHz及35kHz的调制信号,改变有效发射信号的强度,从而能够粗略判断障碍物的远近距离,指示出有没有障碍物。



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