飞思卡尔智能车培训之硬件篇

一、对车模的整体认识二、硬件框架三、各模块的方案建议四、对布线的一些建议概要：第一页，共三十三页。智能车的整体认知电机电池舵机调速电源管理电机驱动主控——软件部分第二页，共三十三页。硬件框图主控电机驱动电机舵机电池电池管理传感器键盘、显示等辅助第三页，共三十三页。主控模块和传感器主控就是一块单片机

这个型号官方指定了几种，我们只要买个最小系统板就行，型号的话，推荐Ｋ６０和１２８系列，资料比较多。传感器

光电组：ＣＣＤ 摄像头组：摄像头 电磁组：电感电容检测磁场变化第四页，共三十三页。关于舵机驱动舵机内部结构舵盘、齿轮组、位置反馈电位计、直流电机、控制电路板等。工作原理脉宽信号给定参考位置，舵机内部电路通过反馈控制调节舵盘角位。舵盘角位由PWM控制信号的脉宽决定。第五页，共三十三页。关于舵机驱动舵机控制方法三线连接方式红线：电源线黑线：地线白线：PWM控制信号第六页，共三十三页。标准驱动模型第七页，共三十三页。实测波形（0度）第八页，共三十三页。实测波形（15度）舵机的控制方法第九页，共三十三页。实测波形（30度）第十页，共三十三页。实测波形（-15度）舵机的控制方法第十一页，共三十三页。实测波形（-30度）第十二页，共三十三页。转角与脉宽舵机的控制方法第十三页，共三十三页。脉宽与转角第十四页，共三十三页。电机驱动正转反转第十五页，共三十三页。电机驱动第十六页，共三十三页。电机驱动第十七页，共三十三页。电机驱动第十八页，共三十三页。电机驱动——NMOS方案第十九页，共三十三页。电机驱动——BTN7971半桥实物图内部原理第二十页，共三十三页。电机驱动——BTN7971方案第二十一页，共三十三页。电机驱动——驱动隔离为什么要隔离？

电机是电感性器件，电流不容易轻易改变，当电机反转或者频繁地启动停止时会产生反向电动势，这个反向电动势很大，一般有电源电压的几倍甚至几十倍，如果对这个电压经过隔离，一旦反串到单片机就会直接烧坏单片机。怎么隔离？1、光耦隔离2、用缓冲器74LS244隔离第二十二页，共三十三页。电机驱动——驱动隔离光耦隔离原理：

光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离作用。第二十三页，共三十三页。电机驱动——驱动隔离缓冲器74LS244相当于一个缓冲池，可以一定程度上隔离反向电动势。第二十四页，共三十三页。电机测速通过检测脉冲数计算转速将测得的转速与设定值比较调整，得到想要的转速值。第二十五页，共三十三页。电池参数：电压：1.2×6=7.2v容量：2000mAh放电曲线（在3A的大电流放电条件下得到的结果）第二十六页，共三十三页。电源管理——电池使用注意事项正确放电：由于镍镉电池具有记忆效应，对电池的不完全放电将会人为的降低电池的容量；从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压也会逐渐降低，当电压降低到某个阈值后继续放电，电池电压将很快的跌落。这个阈值就是电池的放电下限电压。厂家给出了放电下限电压为6V，也就是放电到低于6V，电池就很容易报废。因此，在使用时，最后对电池电压进行实时反馈，可以对电池电压进行采样，然后显示在显示屏上。实际上，电池放电到6.8V左右就基本上无法驱动电机了，这时会导致电压不稳定，电源管理模块无法正常工作，单片机没会跑飞。所以，一旦发现车子异常或者车速变慢，要即使检查电池电压，及时充电。第二十七页，共三十三页。三端线性稳压LM2940-5.0输出电压：5V输出电流：1A第二十八页，共三十三页。三端线性稳压LM1117-3.3输出电压：3.3V输出电流：800mA第二十九页，共三十三页。开关电源LM2596-5.0输出电压：5.0V输出电流：3V第三十页，共三十三页。ADJ可调输出电压以LM117-ADJ为例第三十一页，共三十三页。电源分配电池7.2V舵机4.8-6V主板及辅助模块5V（如果是K60可能还要3.3V）电机7.2V建议：1、舵机独立供电。舵机正常工作电流在200mA左右，但因 为力矩的变化，电流变化很大，独立供电可以避免电流变化 导致电压变化对其他器件的影响。2、3.3V稳压输入为5Ｖ。线性稳压器如果输入和输出压差过 大会导致效率下降，致使器件发热严重，甚至烧毁。