【正文】 ....................... 10 電源電路設(shè)計 ........................................................................................................... 11 5V 電源電路設(shè)計 .......................................................................................... 11 6V 電 源電路設(shè)計 .......................................................................................... 12 12V 電源電路設(shè)計 ........................................................................................ 12 直流電機及電機驅(qū)動電路 ....................................................................................... 14 電機 RS380 簡介 .......................................................................................... 14 電機驅(qū)動電路 ................................................................................................ 14 視頻采集電路 ........................................................................................................... 16 V CCD 攝像頭的工作原理 ............................................................................... 16 視頻分離電路 ................................................................................................ 17 舵機及舵機驅(qū)動電路 ............................................................................................... 18 紅外對管電路 ........................................................................................................... 19 第四章 軟件設(shè)計 .................................................................................................................... 21 主函數(shù) ....................................................................................................................... 21 初始化程序設(shè)計 ....................................................................................................... 22 鎖相環(huán)初始化設(shè)計 ........................................................................................ 22 TIM 模塊初始化設(shè)計 .................................................................................... 22 PIT 模塊初始化設(shè)計 ..................................................................................... 23 PWM 模塊初始化設(shè)計 .................................................................................. 24 AD 轉(zhuǎn)換初始化 設(shè)計 .................................................................................... 24 道路模塊程序設(shè)計 ................................................................................................... 25 道路信息采集程序設(shè)計 ................................................................................ 25 引導(dǎo)線提取程序設(shè)計 .................................................................................... 27 交通燈模塊程序設(shè)計 ............................................................................................... 28 小車自動入庫程序設(shè)計 ........................................................................................... 29 第五章 總結(jié) ............................................................................................................................ 31 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 32 附錄 A：系統(tǒng)硬件仿真 原理圖 .............................................................................................. 34 附錄 B1：最小系統(tǒng) PCB 原理圖 ........................................................................................... 35 附錄 B2：電機驅(qū)動 PCB 原理圖 ........................................................................................... 35 附錄 B3：電源模塊 PCB 原理圖 ........................................................................................... 36 附錄 C：系統(tǒng) C 語言源程序 .................................................................................................. 37 1 第一章 引言 設(shè)計背景及意義 智能停車場實驗室是我校信息工程學(xué)院為本科研究生實踐訓(xùn)練和課程研究搭建的模擬平臺，該實驗室可以為自動化和測控專業(yè)在數(shù)字電路實驗、模擬電路實驗和嵌入式實驗等方向上提供支持，為我院學(xué)生的學(xué)習(xí)生活又增添了一種新的方式。此外，通過這個實驗室還可以增進與其他院校的交流，以達(dá)到相互學(xué)習(xí)共同進步的目的。 2 設(shè)計目標(biāo) 本設(shè)計是在飛思卡爾智能小車的基礎(chǔ)上進行的，首 先要按照飛思卡爾大賽的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出智能車系統(tǒng)，其系統(tǒng)主要包括 微 控制器模塊、電源管理模塊、路徑識別模塊、電機驅(qū)動模塊及轉(zhuǎn)向舵機控制模塊等 [2]。每個模塊都包括硬件和軟件兩部分，硬件為系統(tǒng)工作提供硬件實體，軟件為系統(tǒng)提供各種算法。路徑識別的主要要求是準(zhǔn)確、快速、盡量超前地采集路面信息，把它轉(zhuǎn)變成點信號，傳送到單片機中處理。 （三）、 采用攝像頭采集的路徑識別方案 使用攝像頭采集路徑信息的原理是 通過調(diào)整攝像頭鏡頭的焦距，可以采集到小車前方不同范圍的道路圖像，得到智能車前方的道路信息，對圖像中的道路參數(shù)進行檢測。 綜上所述，在這次設(shè)計中路徑識別模塊選用 CCD 圖像傳感器的攝像頭方案。最嚴(yán)重的問題是光敏電阻受環(huán)境影響 很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能實現(xiàn)車庫的精確定位。 攝像頭安裝位置的高低對智能車行駛過程中路徑識別的范圍，以及路徑識別的準(zhǔn)確性和實時性具有直接的影響。安裝在車庫門口的紅外對管，其裝在右側(cè)還是左側(cè)取決于該車庫相對于主干道的位置。此模塊是一個可編程的、智能的直接內(nèi)存存取模塊，可以進行通信處理、中斷處理和數(shù)據(jù)預(yù)處理。并聯(lián)型電路連接如圖 31 所示。 10 圖 32 單片機復(fù)位電路 系統(tǒng)上電時，復(fù)位按鈕處于松開狀態(tài)，由于電容 C1 要進行充電，所以電壓不會突然變化而只能緩慢上升，這樣就可以在復(fù)位引腳上保持一段時間的低電平。 圖 33 BDM 接口電路 11 為了充分保護單片機的引腳，通常串聯(lián)如圖所示的電阻 R13，其典型阻值為 51 歐姆，此外單片機的工作模式?jīng)Q定了要在 MODC 引腳與電源之間串聯(lián)一個 的電阻。 LM2940 穩(wěn)壓芯片的典型 壓降只有 ，其最大輸出輸出電流可達(dá) 1A，并且具有短路保護的特點。 圖 35 6V 穩(wěn)壓電路圖 當(dāng)引腳 ON/OFF 為高電平時，芯片被關(guān)閉，引腳 OUTPUT 輸出電壓為 0V， 反之當(dāng)其接低電平時 ， 芯片 被 開啟 ， 有電壓輸出。 MC34063 片內(nèi)的恒流源不斷對接在 CT 引腳上的定時電容進行充電和放電，從而使振蕩器產(chǎn)生震蕩波。 12V 穩(wěn)壓電路如圖 36所示。 電機是小車動作的主要執(zhí)行機構(gòu)，在這我們選用 RS380 直流電機作為驅(qū)動電機。通過調(diào)節(jié)電機導(dǎo)通的時間，達(dá)到控制電機轉(zhuǎn)速的目的，當(dāng)無需電機轉(zhuǎn)動時，讓四個三極管都不導(dǎo)通即可。BTS7960 電源輸入為 5～ 25V，通態(tài)電阻典型值為 16mΩ，驅(qū)動 電流可達(dá) 43A。 IS 引腳是電流檢測輸出引腳，正常情況下片內(nèi)電流源與該引腳直接相連，根據(jù)計算可得該電阻阻值為。當(dāng)掃描完一行，視頻信號端就輸出一低于最低視頻信號電壓的電平，并保持一段時間，即緊接著每行圖像對應(yīng)的電壓信號之后都會有一個電壓凹槽，此凹槽叫做行同步脈沖，它是掃描換行的標(biāo)志。 視頻分離電路 為了提取出視頻電壓中的有用信號，首先要分離出 信號中的行同步脈沖，消隱脈沖和場同步脈沖。所用舵機接線如圖 311所示。 90/ XT ?? （ 33） 由上式可知舵機轉(zhuǎn)動 1度時，所需脈沖高電平時間為 。 在有紅外線光照時， 攜帶能量的紅外線光子進入 PN 結(jié)后，把能量傳給 共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產(chǎn)生電子空穴對 。 21 第四章 軟件設(shè)計 主函數(shù) 主函數(shù)是整個程序的入口，實現(xiàn)軟件功能的主體，這里主要完成的任務(wù)是對系統(tǒng)進行初始化及在不同條件下調(diào)用各種函數(shù) [26]。 MC9S12XS128 單片機內(nèi)部集成了時鐘產(chǎn)生模塊，可利用外部穩(wěn)定的振蕩器頻率，鎖定內(nèi)部更高的壓控振蕩器頻率作為系統(tǒng)時鐘，其鎖相環(huán)時鐘可達(dá) 80MHz，即使內(nèi)部總線時鐘達(dá)到 40MHz[27]。 與輸入捕捉功能相關(guān)的寄存器有定時器系統(tǒng)控制寄存器 1（ TSCR1）、定時器輸入捕捉 /輸出比較選擇寄存器（ TIOS）、定時器控制寄存器 3（ TCTL3）、定時器控制寄存器 4（ TCTL4）及定時器中斷使能寄存器（ TIE）等。此外，其他的寄存器決定了 PIT 的主要工作功能，定時器的定時通道選擇 0，多路選擇寄存器的值設(shè)置為 0x00，即設(shè)定通道 0 連接的微定時基準(zhǔn)計數(shù)器也是 0，同時要開啟定時器中斷使能。 P W M P E RT ?? 時鐘周期 （ 43） 上面已經(jīng)設(shè)置了時鐘周期為 4 毫秒，又因為要求 PWM 周期為 20ms，由此可計算出通道周期寄存器的值為 5000。此外，設(shè)置 AD 模塊在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下工作，其轉(zhuǎn)換結(jié)果從結(jié)果寄存器的第一位開始依次存放，用到最后一個結(jié)果寄存器，再返回到第一個接著