第三届全国大学生智能汽车竞赛技术报告
利工艺制造，将高密度/高速逻辑与精密的模拟和高压/大电流电源电路集成在一起,关键特性有内置限流、内置热关机、内置欠压关机、多种输出控制及负载状态指示等。此外，MC33886还具有鲁棒的内置保护、逻辑电平控制及通讯功能，有助于简化嵌入式系统设计、降低系统成本、提高系统的可靠性。
在本系统中智能车采用后轮直流电机驱动方式。下图为本系统的电机驱动电路原理图。由于赛车过程中不使用倒车，所以将两个半桥并联使用，以扩大芯片的驱动能力。
图4.4 MC33886电机驱动电路
4.3 舵机驱动模块
舵机控制模块采用组委会统一提供的HS-925舵机。舵机的控制电路接收来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵盘的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路搬，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。
舵机的控制信号为PWM信号，其中脉宽从0.5ms-2.5ms对应多盘的位置为－90°－＋90°，呈线性变化。即给它提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相应的角度上，无论外界转矩怎样改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应的位置。
控制舵机的PWM波形的频率范围在50－200Hz，即输出PWM波的周期为20ms－5ms。舵机的偏转角度只与PWM波的脉宽有关，而与PWM的周期无关，但是PWM波周期愈短，信号刷新频率愈快，舵机的反应速度愈快。
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第4章 硬件电路设计
4.4 测速电路
在测速模块中，我们采用了透射式的红外发收对管和自制的光电码盘，在满足要求的基础上，节约了成本用透射式红外收发对管可以方便识别光电码盘，其驱动电路如图10所示。在小车电机带动车轴转动起来时，固定在车轴上的码盘随之转动，当发射管发出的红外光透过光栅镂空的透光缝，接收管接收到光信号输出高电平。反之输出低电平，即在小车行驶过程中会产生一系列的脉冲，但由于外界干扰等因素影响，脉冲需进一步进行整形，然后才可以将此信号输送到单片机处理。我们利用一片CD40106整形，CD40106是14脚的六施密特触发器，它可以将任意波形整成方波。其引脚图如图4.6所示。通过检测脉冲周期就可以计算出智能车模当前的速度值。
图4.5 透射式红外收发对管驱动电路
VCCR1100U1OPTOISO1R2120KFLP
图4.6 CD40106引脚图
转动车轮一周可使法兰盘产生40个脉冲，如图2.20所示。每产生一个脉冲车轮转动的角度是：
360 / 40 = 9（度）;
智能车模车轮的直径是50mm，车轮每转一圈，智能车模行走的距离是：
2πR=2*3.14*（50/2）= 157（mm）;
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每一个脉冲智能车模行走的距离应该是： 157 / 40 ≈ 3.93（mm） ;
通过上面计算，3.93mm就是记忆路况的最小精度。通过估算智能车模速度不会超过3m/s，也就是说一个脉冲的周期最小也是3.4ms，足以让单片机记忆下脉冲个数和每个脉冲下的舵机驱动信号和当时的速度，这三个量也是记忆算法中及其重要的参数。
车速：V?(n?1)?D; (2) tC(n?1)?D; (3) C路程：S?其中n为单片机读入的脉冲数，D为后轮直径，t为采样计时时间， C＝20为遮光板上栅格数。
4.5 无线通讯模块
为了能及时了解小车的行驶情况，实时采集我们所需要的数据，我们在调试过程中采用了嵌入式无线通讯模块WAP200B与PC通讯。WAP200B具有 TTL接口内置有高性能CPU,可实现前向纠错处理，可以通过软件调整接口的波特率和串口接口模式。 其实物图为图4.7所示。
图4.7 通讯模块实物图
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第5章 机械结构调整
5.1 车体整体机械安装与调整
本小车本着稳定及实际用途为原则，除主工作电路外，小车后轮处安装了光电盘，用于小车速度的测量，在后轮上方安装了测速电路模块。为提高舵机的响应速度，我们还改变了舵机的安装方式。
5.2 车体各部分安装
车体的安装主要包括测速部分、光电部分、舵机部分及电路主板的安装。
5.2.1 测速部分安装
测速传感器的结构图下图所示所示，光电开关采用鼠标上现成的沟槽光电开关，此光电开关的光电管是经过配对的，性能比较好，电路参数也好调整。
码盘上开有40个大小和间距相等的缝隙，转轴每转动一周光电开关输出20个周期的信号，为了提高单位速度下的脉冲数，将码盘固定在转速最高的电机轴上。光电开关用一小块板子固定在码盘上方。
图5.1 测速模块实物图
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5.2.2 光电部分安装
我们采用了双排光电管检测道路信息，两块板子一前一后，一上一下，通过在小车前端钻孔用螺丝将板子固定，具体见下图。
图5.2 光电管安装图
5.2.3 舵机部分安装
舵机通过一对连杆分别连接两前轮内侧固定点，通过两连杆在舵机转动力带动下的横向运动来控制两车轮的转向，安装要注意的问题是是调整好两连杆的长度，使得两前轮保持平行并且使得舵机在零转角时车轮方向亦为零转角。保证两前轮的旋转平面在平行与车体的中轴线，确保直线行驶。为提高响应速度，我们的小车采用了立式安装的方法。 5.2.4 电路主板的安装
为了便于接线方便简洁及故障的的检测，我们电源模块，电机驱动模块等坐在了一个板子上，并在板子钻了三个孔，把这三个孔用螺丝帽加紧即可将板子固定。单片机固定此板子之上，如图5.3所示。
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