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图2-8 路面信息检测原理图
图2-9 传感器示意图
2.5 车速检测模块
旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
本系统车速检测单元采用日本OMRON公司的E6A2-CW3C型旋转编码器
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作为车速检测元件。因为其精度达到车轮每旋转一周，旋转编码器产生200个脉冲，不仅硬件电路简单，而且信号采集速度快、精度高，满足模糊控制精度要求。其硬件电路如图2-10所示。旋转编码器旋转编码器的工作电压为5—24伏，输出为一系列脉冲。
因为E6A2-CW3C型旋转编码器的输出方式为电平输出，所以本系统将旋转编码器的输出接一个2K上拉电阻再与MC9S12DG128的I/O口PT0相连。PT0采用16位输入脉冲累加模式对旋转编码器的输出脉冲进行累加计数。在旋转编码器的中轴上安装一个直径为4cm，齿数76，传动比1：1的齿轮，并将该齿轮与同轴于后轮的传动齿轮咬合。如此则后轮旋转的同时将通过传动齿轮带动旋转编码器一同旋转。此时只需要测量一定时间(10ms)旋转编码器输出的脉冲数就能准确计算出车速。车速的计算公式如公式（2-1）所示：
v??dn200T （2-1）
(d为小车后轮直径,n为采样时间内旋转编码器产生脉冲数,T为采样周期)
图2-10 车速检测硬件电路图
2.6 舵机控制单元
本系统舵机控制单元采用S3010型舵机作为智能车方向控制部件。舵机控制采用电压反馈闭环控制时，由于采用电位器检测反馈电压作为反馈回路，
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其检测精度不高，达不到较好的控制效果，故舵机采用PWM信号开环控制。小车转向角的控制通过输入PWM信号进行控制。根据检测的不同路径，判断出小车所在位置，按不同的区间给出不同的舵机PWM控制信号，小车转过相应的角度。考虑到实际舵机的转向角与所给PWM信号的占空比基本成线性关系，所以舵机的控制方案采用查表法。在程序中预先创建控制表，路径识别单元检测当前的路况，单片机通过查表可知当前的路况，然后给出相应的PWM信号控制舵机的转向。
如图2-11所示。多少的脉宽对应多少的转角一目了然。
实验证明：舵机的开环转向力矩足够，可以满足给定PWM信号与角度的一一对应，控制电路简单且能满足控制要求。其硬件电路如图2-12所示。舵机的工作电压为6.5伏左右，输入为PWM信号，相应输出一定转角。
舵机的控制信号线与MC9S12DG128的PWM3口相连，为提高舵机的精度，加大PWM信号控制范围，将2个8位PWM信号寄存器合并作为一个16位的寄存器进行输出。本系统采用PWM2和PWM3合并当作PWM23给舵机作控制信号输入口，同时为保证整个小车的重心在小车的中心线上，将舵机安装在前轮靠后的部位，使得整个小车行驶时更加平稳可靠。
图2-11 转角与脉宽关系
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OUTPUT VCC 6.5V PWM SERVO 图2-12 转向伺服电机控制电路
2.7 直流驱动电机控制单元
系统直流驱动电机控制单元采用RS380-ST型直流电机，由于路况十分复杂，弯道多，直道少，所以采用MC33886电机驱动H桥芯片作为电机的驱动元件。通过MC9S12DG128输出的PWM信号来控制直流驱动电机。MC33886内部具有过流保护电路，接口简单易用，能够提供比较大的驱动电流，考虑到实际驱动电流可能很大，故采用2片MC33886并联方式驱动电机。但考虑到采用全桥时，均流问题可能引起2片MC33886不同时工作，所以我们采用半桥驱动。为了提高PID控制的精度，将PWM0和PWM1两个8位寄存器合并成PWM01。其硬件电路如图2-13所示。MT_VCC为5伏，IN1和IN2分别为MC33886的PWM信号输入端口。MC33886的输出端口OUT1和OUT2分别接驱动电机的两端。D1、D2为芯片的使能端。
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图2-13 电机驱动电路图
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