飞思卡尔智能车电路设计

1、电源模块滤波电路 S12 系列单片机内部带有电压调整器,它主要负责为单片机的内部提供不同的电压，其中为锁相环 电路提供的电压为2.5V，因此其电源端VDDPLL(43 引脚)与XFC(44 引角)需要外部连接滤波电路才 能保证其正常运行。同样FREESCALE 也要求我们为S12 单片机的VDD1(13 引角)VDD2(65 引角)外接 滤波电容。当然单片机的其他的各个外接电源端也一定要有滤波电路，demon 将在外接电源电路设 计中向你好好阐述。以下是锁相环的滤波电路设计例图：下图为VDD1(13 引角)，VDD2(65 引角)的滤波电路设计例图：5伏电压引脚C9S12 系列单片机的外部供电

2、电压为5V，分别为单片机的内部电压调整器，IO 端驱动器，AD 转换器提供电源，详细情况如下:使用5v 供电的端口有VDDR(41 引脚) 接+5V VSSR(40 引脚) 接地 内部电压调整器供电端VDDX(107 引脚) 接+5V VSSX (106 引脚) 接地 IO 驱动供电端VDDA(83 引脚) 接+5V VSSA(86 引脚) 接地 AD 转换器供电端使用2，5v 供电的端口有(内部电压调整器开启时不必进行外部供电)VDDPLL(43 引脚) 接+2.5V VSSPLL(45 引脚) 接地 锁相环供电端VDD1(13 引脚) 接+2.5V VSS1(14 引脚) 接地 内部电源供

3、电端1VDD2(65 引脚) 接+2.5V VSS2(66 引脚 ) 接地 内部电源供电端2此外还有VRH (84 引脚) VRL (85 引脚) AD 转换器参考电压（不得大于5V）VREGEN(97 引脚) 电压调整器使能端 (上拉3.3K 电阻或直接连接可开启内部电压调整器)复位电路MC34064为复位芯片7.2.2 电源管理单元 同光电管方案比较，摄像头方案的电源管理单元就显得复杂得多。根据系统各部分正常工作的需要，各模块的电压值可分为2.5 V, 5 V, 6.5 V, 7.2 V, 12 V五个挡，主要包含以下五个方面： 7.2.2 电源管理单元 （1）采用稳压管芯片LM2576将

4、电源电压稳压到5 V后，给单片机系统电路、车速检测的转角编码器电路供电，且为后面的升压降压做准备； （2）经过一个二极管降至6.5 V左右后供给转向伺服电机； （3）直接给直流驱动电机、驱动芯片MC33886电路供电； （4）采用升压芯片B0512S将5 V电压升压到12 V后，给摄像头供电； （5）采用稳压芯片LT1764将5 V电压稳压到2.5 V后，作为单片机A/D模块参考电压。 7.2.2 电源管理单元 由于稳压芯片LM2576的额定输出电流较小，故采用两片LM2576分别对单片机电路、车速检测电路供电，以保证系统正常运行。 其电源分配图如图7.2所示。 6.2.2 电源管理单元 同时

5、考虑到稳压芯片L7805CV的额定输出电流较小，故采用两片L7805CV分别对单片机电路、车速检测电路、驱动芯片电路和光电传感器电路供电，以保证系统正常运行。其稳压电路如图6.8所示。 MC34063A升压稳压电路升压稳压电路 AD参考电压模块参考电压模块-LM336说明 上图中的上图中的C15为输出电压稳定电容为输出电压稳定电容47uF。 LM336集成电路是精密的集成电路是精密的2.5V并联稳压器，并联稳压器，其工作相当于一个低温度系数的、动态电其工作相当于一个低温度系数的、动态电阻为阻为0.2的的2.5V齐纳二极管，其中的微调齐纳二极管，其中的微调端端(adj)可以使基准电压和温度系数得

6、到微可以使基准电压和温度系数得到微调。调。降压模块降压模块-LM1117-5 单片机，单片机，LCD，CS3020，74HC1G14，ZLG728，LM336的标准供电电压都是的标准供电电压都是5V，所以需要一个降压稳压芯片所以需要一个降压稳压芯片LM1117-5来将来将电池电压降到需要的电池电压降到需要的5V。考虑到单片机的。考虑到单片机的核心地位及单片机需要很大的输入电流核心地位及单片机需要很大的输入电流(输输入电流过小时，单片机会重启动入电流过小时，单片机会重启动)，拟定用，拟定用两片两片LM1117-5。一片单独给单片机提供电。一片单独给单片机提供电源，一片给剩余的源，一片给剩余的LC

7、D，CS3020等供电。等供电。设计电路图如图设计电路图如图3.10。LM1117-5降压稳压电路降压稳压电路 电源管理舵机CCD传感器电源管理MCU( 9 S 12 DG128)MC 33886电池电机转速测量+ 5 V+ 7 . 2 V+ 7 . 2 v+ 6 V+ 12 V+ 5 V7.2.3 路径识别单元 摄像头视频信号端接LM1881的视频信号输入端，同时也接入S12的一个A/D转换器口（选用PAD1）。 LM1881的行同步信号端（引脚1）接入S12的一个外部中断IRQ口。 LM1881的奇-偶场同步信号输出端接S12的普通I/O口即可（选用PORTM0）。 视频信号分离电路视频信

8、号分离电路电机驱动电路电机驱动电路说明 设计中采用两片设计中采用两片MC33886并联驱动，这样并联驱动，这样做有两个优点，其一是提高电机的输入电做有两个优点，其一是提高电机的输入电流，增大电机的实际功率，使电机能在不流，增大电机的实际功率，使电机能在不增加动力源的情况下，性能大幅度提高；增加动力源的情况下，性能大幅度提高；其二是减小单片其二是减小单片MC33886的功耗，的功耗，MC33886发热现象比较严重，上面须加上发热现象比较严重，上面须加上一定面积的散热片来缓和一下，在这里用一定面积的散热片来缓和一下，在这里用两片两片MC33886来为同一个电机供能，可以来为同一个电机供能，可以有效

9、地减小单片有效地减小单片MC33886的功耗，发热现的功耗，发热现象也可以得到部分缓解。这里有三象也可以得到部分缓解。这里有三 注意事项避免利用稳压电源为电机供电避免利用稳压电源为电机供电如果利用稳压电源而不是未稳压电源为电机供电，稳压器提供的噪声和电源的隔离功如果利用稳压电源而不是未稳压电源为电机供电，稳压器提供的噪声和电源的隔离功能将大受影响。电机噪声将不再流经稳压器的输入滤波电容，而是直接进入稳压电路。能将大受影响。电机噪声将不再流经稳压器的输入滤波电容，而是直接进入稳压电路。此外，整个电路的芯片将不得不不与电机竞争从稳压器输出的电流。此外，整个电路的芯片将不得不不与电机竞争从稳压器输出

10、的电流。利用未稳压电源为电机供电，以获得最大的物理功率。利用未稳压电源为电机供电，以获得最大的物理功率。首先，利用具有最高电压和较低内阻的电源为电机供电，可以使其获得最大的物理功首先，利用具有最高电压和较低内阻的电源为电机供电，可以使其获得最大的物理功率率(速度和转矩速度和转矩)。由于线性稳压器的输入电压通常比输出电压高，利用较高的未稳定输。由于线性稳压器的输入电压通常比输出电压高，利用较高的未稳定输入电压为电机供电通常在性能上超过利用较低的稳定输出电压为电机供电。入电压为电机供电通常在性能上超过利用较低的稳定输出电压为电机供电。此外，稳压器不能像电池一样快速地传送电流的变化。由于当电机启动时

11、电池能够提此外，稳压器不能像电池一样快速地传送电流的变化。由于当电机启动时电池能够提供一个较大的，低内阻的电流，所以利用电池为电机供电通常在性能上超过了利用稳供一个较大的，低内阻的电流，所以利用电池为电机供电通常在性能上超过了利用稳压电源为电机供电。压电源为电机供电。注注:这里所说的这里所说的”通常在性能上超过通常在性能上超过”是在假定电机的额定电压与电池相匹配的情况下是在假定电机的额定电压与电池相匹配的情况下得出的结论。得出的结论。避免将电机接到稳压器上增加稳压器的负载避免将电机接到稳压器上增加稳压器的负载不利用稳压电源为电机供电的第二个原因是，稳压器限制它能提供的最大电流。例如不利用稳压电

12、源为电机供电的第二个原因是，稳压器限制它能提供的最大电流。例如7805CT限制的最大电流为限制的最大电流为1A。用户并不希望耗电量很大的电机耗掉稳压器所提供的。用户并不希望耗电量很大的电机耗掉稳压器所提供的大部分电流。大部分电流。H型驱动模块的设计 说明 当为高电平，为低电平时，、管导通，、管截止，电动机正转。当为低电平，为高电平时，、管截止，、管导通，电动机反转。电机工作状态切换时线圈会产生反向电流，通过四个保护二极管D1、D2、D3、D4接入回路，防止电子开关被反向击穿。 采用PWM方法调整马达的速度，首先应确定合理的脉冲频率。脉冲宽度一定时，频率对电机运行的平稳性有较大影响，脉冲频率高马达运行的连续性好，但带负载能力差；脉冲频率低则反之。经试验发现，脉冲频率在50Hz以上，电机转动平稳，但智能车行驶时，由于摩擦力使电机转速降低，甚至停转。当脉冲频率在10Hz以下时，电机转动有明显的跳动现象，经反复试验，本车在脉冲频率为1520Hz时控制效果最佳。为方便测量及控制，在实际中我们采用了20Hz的脉冲。nCPU最小系统实现方案和试验结果n CP