内容发布更新时间 : 2024/5/21 16:28:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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④供电电路主要是由单片机提供+5V电源；

⑤复位电路是通过一个复位按键给单片机一个复位信号，调试过程中非常有用； ⑥调式按键和单片机的PORTA口相连，调试小灯和PORTB口相连，供程序调试使用[8]。

路径识别模块 BDM模块 舵机控制信号 舵机驱动模块 车速信号 测速模块 MC9S12 单片机控制 核心 后轮驱动 PWM方波信号 直流电机驱动模块

图3.2 单片机接口框图

3.3 电源管理及分布

电源模块为系统其他各个模块提供所需要的电源。设计中除了需要考虑电压范围和电流容量等基本参数之外，还有在电源转换效率、降低噪声、防止干扰和电路简单等方面进行优化。

全部硬件电路的电源由7.2V 、2A/h的可充电你个蓄电池提供。由于电路中的不同电路模块所需要的工作电压和电流容量各不相同，因此电源模块应该包含多个稳压电路，将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。

5V电压。主要为单片机、红外管以及部分接口电路提供电源，电压要求稳定、噪声小，电流容量大于500mA。

6V电压。主要是为舵机提供工作电压。实际工作室，舵机所需要的工作电流一般在几十毫安左右，电压无需十分稳定。

7.2V电压。这部分直接取自电池两端电压，主要为后轮电机驱动模块提供电源。

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7.2V、2A/h 充电电池 7.2V LM2940 5V TPS7350 5V 7.2V或6V 电机 红外发射接收管 单片机 舵机 图3.3 电源管理示意图

3.4 光电传感器布局 3.4.1 赛道识别传感器模块

相对于单排的光电管，双排的可以获取道路的中心位置，同时还可以得到方向信息，本系统采用双排分布来进行道路信息采集。

红外管的供电电压为5V,由LM2940供电，供电电路如下图：

图3.4 赛道识别传感器模块供电电路

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由于红外发射管是基于漫反射原理的，其发射的红外光可能影响到安装在附近的红外接收管。消除这种干扰可以采取以下几种措施：

选择发射与接收方向性好的红外传感器；

选择发射与接收一体化的红外传感器，它的外壳可以抑制相邻干扰；

在红外接收管上安装黑色套管，使其只接收前方一定角度内的红外光线，这种减小互扰动的措施效果较好。

使相邻的红外发射/接收管交替工作。这种方法不仅减小了相邻红外传感器之间的干扰，同时也降低了整体传感器的功耗。

本系统采用双排结构，上面一排采用发射与接收方向性好的红外传感器，并且在接收管安装热缩管，减小相互之间的干扰。对下面一排的红外传感器采用TCRT5000即发射与接收一体化的红外传感器。实验得到较好的效果。 3.4.2 测速模块

本智能车在调试最后阶段将光电编码盘改装至左后轮，采用大直径编码盘，目的是提高测速精度，便于对车模速度的精确控制。

小车后轮旋转带动光码盘旋转，当红外发射管发射出的红外光遇到法兰盘的齿的时候，红外光被遮挡，至红外接收管接收不到发射管发射的红外光，光电开关处于断开状态；而当红外光遇到间隙的时候，接收管便可接受到红外光线，红外光线处于导通状态。这样，红外接受管输出间隔的高低电平。将此信号再通过CD40106进行整形，送入单片机中，便可实现对车速的检测。

测速盘安装如图 3.5，选用的对射管型号是IRT8105，发射端需要串接120Ω的限流电阻，接收端需要串联10KΩ下拉电阻，在试验中有时因为转速过快出现检测不出脉冲信号的情况，通过增大发射端的限流电阻可以解决这种问题。

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图 3.5 测速模块实物安装图

3.5 电机驱动模块

模型车在启动过程中往往会产生很大的冲击电流，一方面会对其他电路产生电磁干扰；另一方面由于电池内阻造成电池两端的电压下降，甚至会低于稳压电路所需要的最低电压值，产生单片机复位现象。为了客服启动冲击电流的影响可以再电源中增加电容值较大的电解电容，在启动时驱动电路输出电压有一个渐变的过程，使得电机启动速度略为降低从而减小启动冲击电流的幅度。

电机型号为RS-380，工作电压7.2V 空载电流0.5A，转速16200r/min，在工作电流为3.3A，转速为14060r/min时，工作效率最大。

图3.6 智能车电机实物图

MOSFET管的优点是开关速度快, 通路电阻低和电压门信号低, 适合于大电流和