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2018-6-4 02:42 上傳
5.1 軟件開發(fā)平臺(tái)
此次智能車軟件開發(fā)環(huán)境采用了飛思卡爾 HCS12 系列單片機(jī)開發(fā)軟件Freescale CodeWarrior。該軟件具有支持多種語言、開發(fā)界面統(tǒng)一、交叉開發(fā)平臺(tái)以及支持插件工具等特點(diǎn)。在 CodeWarrior 界面完成編譯后，通過 BDM FOR S12工具，在CodeWarrior 環(huán)境下向 MC9S12模塊下載程序。BDM FOR S12工具使用簡(jiǎn)單，十分方便且支持在線調(diào)試。
5.2 軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要用到了單片機(jī)5個(gè)基本功能模塊：PLL模塊、PWM輸出模塊、ECT模塊、PIT模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊。通過配置寄存器先對(duì)所用到的模塊進(jìn)行硬件初始化，并通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器或狀態(tài)寄存器的讀寫，實(shí)現(xiàn)期望的功能。為實(shí)現(xiàn)期望的功能所需芯片資源如表4.2.1所示。
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2018-6-4 02:43 上傳
4.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
驅(qū)動(dòng)芯片我們?nèi)稳谎赜昧擞w凌公司的大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)半橋芯片BTS7970。其輸出最大電流68A，內(nèi)部帶有一個(gè)P 溝道的高邊MOSFET、一個(gè)N 溝道的低邊MOSFET和一個(gè)驅(qū)動(dòng)IC。BTS7970 通態(tài)電阻典型值為16mΩ 。P 溝道高邊開關(guān)省去了電荷泵的需求, 因而減小了EMI(Electro Magnetic Interference)。集成的驅(qū)動(dòng)IC 具有邏輯電平輸入、電流診斷、斜率調(diào)節(jié)、死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生和過溫、過壓、欠壓、過流及短路保護(hù)的功能。
但在使用中，發(fā)現(xiàn)BTS7970應(yīng)對(duì)B型車電機(jī)RS_540發(fā)熱嚴(yán)重，我們采取了直接并聯(lián)多片，或者更改電機(jī)的控制頻率，效果都不是很好，最后，我們選用了導(dǎo)通內(nèi)阻更小，輸出電流更大的 MOS 管來搭建 H 橋驅(qū)動(dòng)電路。其電路圖如圖 4.3.1所示。
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4.5 速度檢測(cè)模塊
速度檢測(cè)模塊是為了反饋小車當(dāng)前速度，獲知小車當(dāng)前狀態(tài)并決定控制策略的一個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們直接選用了歐姆龍 E6A2-CS3C 型 360 線編碼器，其輸出脈沖穩(wěn)定，360線足以滿足精度要求，且其數(shù)字量輸出，可供單片機(jī)直接采集以獲得速度值。安裝圖如圖3.5.1所示。
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4.6 起跑線檢測(cè)
經(jīng)過測(cè)試，在滿足檢測(cè)空間距離的前提下，我們選擇了干簧管。干簧管是一種磁敏的特殊開關(guān)，它的兩個(gè)觸點(diǎn)由特殊的材料制成，被封裝在真空的玻璃管里， 只要用磁鐵接近它，磁場(chǎng)達(dá)到一定強(qiáng)度，干簧管兩個(gè)觸點(diǎn)就會(huì)吸和在一起，使電路導(dǎo)通。應(yīng)用此原理可以準(zhǔn)確的檢測(cè)起跑線處的高強(qiáng)度磁場(chǎng)。但要注意的是當(dāng)干簧管經(jīng)過磁鐵正中央時(shí)，兩個(gè)簧片受力相同，出現(xiàn)干簧管不吸合的現(xiàn)象，即干簧管的盲區(qū)。電路圖如圖4.6.1所示。
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4.8 小車底板設(shè)計(jì)
前期的小車底板我們直接采用萬通板搭建，中期我們做過 PCB 板，但由于實(shí)驗(yàn)室制板條件限制，只能做單面 PCB 板，一布局困難，二不容易更改。所以我們最終直接用萬通板搭建小車底板，同樣獲得很好的效果。底板實(shí)物圖如圖 4.7.1所示。
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