智能车设计v201511

1、智能车设计潘日敏浙江师范大学智能车协会学分制教学班要点智能车竞赛概况智能车竞赛概况智能车基本结构、主要部件和模块智能车基本结构、主要部件和模块智能车主要模块智能车主要模块设计：设计： 电源电源、电机驱动、传感器检测、电机驱动、传感器检测、转向控制、转向控制、主控制器主控制器智能车控制程序设计智能车控制程序设计智能车的调试方法智能车的调试方法车模的车模的PID控制算法控制算法智能车作品验收与小组赛，技术报告撰写智能车作品验收与小组赛，技术报告撰写2-3人组队智能车竞赛的“7颗龙珠”卓晴卓晴知识技能关系图卓晴智能车导图知识储备C语言编程（单片机、语言编程（单片机、C51）飞思卡尔单片机飞思卡尔单片

2、机电源、模拟电路、数字电路电源、模拟电路、数字电路感测技术、电机控制感测技术、电机控制电子系统设计电子系统设计电路板电路板(PCB)设计设计机械结构机械结构智能车系统框图Freescale单片机转速传感器驱动电机电机驱动电路赛道检测电磁/光电/摄像头转向控制舵机/差速人机界面参数修改及存储上位机串口/无线模块1 or 2电源模块7.2/6/5/3.3电源模块电源模块“降压降压”几种降压的方式：串联、线性稳压（几种降压的方式：串联、线性稳压（LDO）、开关电源）、开关电源DC-DC（隔离、非隔离）（隔离、非隔离）一个优秀电源电路是电子产品的可靠性保障线性稳压输入：输入电压范围，输入：输入电压范围

3、，最小压差，静态电流最小压差，静态电流输出：输出电压，输出电流，输出纹波输出：输出电压，输出电流，输出纹波(电压调整率、负载调整率电压调整率、负载调整率)低压差线性稳压(LDO, LOW-DROPOUT)0.xV1.x重点重点DC-DC开关稳压电源相关PCB线路布线注意事项滤波电容滤波电容电源线耦合干扰电源线耦合干扰去去耦电容原理耦电容原理去去耦电容位置原则耦电容位置原则滤波去耦电容的选型滤波去耦电容的选型参见Launchpad口袋实验平台（指导书）.pdf：p7-11滤波电容用途：减小电源电压纹波。用途：减小电源电压纹波。选型要求：选低等效串联电阻选型要求：选低等效串联电阻ESR的电容，的电

4、容，如如胆电容胆电容或或铝电解电容铝电解电容直插封装胆电容475 (4.7uF)/16V贴片封装胆电容476(47uF)/35V划横线的为阳极直插封装电解电容 4.7uF/400V长脚为阳极电源线耦合干扰去耦电容位置原则尽量靠近芯片的尽量靠近芯片的VCC和和GND引脚引脚滤波电容、去耦电容的选型滤波电容：针对电源而言滤波电容：针对电源而言去去耦电容：针对用电者耦电容：针对用电者(芯片芯片)而言而言两者本质相同两者本质相同选型要求：选型要求：选选低低等效串联电阻等效串联电阻ESR的的电容电容多个电容并联原则：多个电容并联原则： 不同材质 不同容量（差2个数量级）电容器实际模型一般来说，容量大的电

5、容频率特性差（转折频率 f0 低），容量小的电容频率特性好（转折频率 f0 高）。“高频小容量”与“低频大容量”正好互为补充。所以，并联不同种类的电容，可以实现全频率范围内的滤波。模拟地、数字地及共地问题不共地可以吗？不共地可以吗？如何共地？一点共地如何共地？一点共地【图图】电路设计中的模拟地和数字地电路设计中的模拟地和数字地http:/ LED 上再串联一个稳压二极管，这样可以精确控制LED 的亮灭条件，例如只要电源电压降低 0.2V ，LED 就根本不亮。这种方案经常用于电池供电设备的指示中，因为可以不待电池逐渐耗尽，指示灯便可提前熄灭，提醒更换电池。调速环路Freescale单片机转速传

6、感器驱动电机电机驱动电路赛道检测电磁/光电/摄像头转向控制舵机/差速人机界面参数修改及存储上位机串口/无线模块1 or 2电源模块7.2/6/5/3.3本节提纲：本节提纲：第一部分第一部分 驱动驱动、正反转、正反转、PWM控控速速第二部分第二部分 测速测速/调速、控制周期、调速、控制周期、PID调速调速电机被控对象电机，电机，Motor(马达马达)电能转换成机械能，电能转换成机械能，电路中用字母M表示分类分类：按按工作电源种类划分工作电源种类划分：直流电机（有刷、无刷）直流电机（有刷、无刷）和和交流电机交流电机(单相、三相单相、三相)。按结构和工作按结构和工作原理划分：直流电动机原理划分：直流

7、电动机、异步电动机、同步电动机、异步电动机、同步电动机。按用途可划分：驱动用电动机和控制用电动机（步进电动机和伺服电动机）按用途可划分：驱动用电动机和控制用电动机（步进电动机和伺服电动机）。电机 百度百科http:/ -50V,500MAL298(双H桥驱动) -46V,2A*2L298(双H桥驱动) -46V,4A总L298应用电路DRV8833 双H电机驱动器双双通道通道H桥电流控制电机驱动器桥电流控制电机驱动器 能够驱动两个直流能够驱动两个直流(DC)电机或一个步进电机电机或一个步进电机 低低MOSFET导通导通电阻（电阻（HS+LS360m） 每个每个H桥的输出电流为桥的输出电流为1.5-ARMS、2APP（在（在VM=5V和和25条件下）条件下） 宽电源电压宽电源电压范围：范围：2.7V至至10.8V PWM绕组电流调节绕组电流调节/限制限制TIDRV8833 双H电机驱动器DRV8833应用电路MC33886 H桥, 5A, 540V, 120 MFreescaleBTS7960 半桥, 43A, 7M+ 9M英飞凌MOS管+MOS管驱动器TC4427是一个1.5A双通道高速的MOSFET