第四章 智能汽车硬件设计
系统主要由S12单片机、SCI、视频采集、驱动电机、舵机、转速传感器等功能模块组成。如图4.1。
MC9S12单片机的主频高达25MHz，同时片上还集成了许多标准模块，包括2个异步串行通信口SCI、3个同步串行通信口SPI、8通道输入捕捉/输出比较定时器、2个10位8通道A/D转换模块、1个8通道脉宽调制模块、49个独立数字I/O口(其中20个具有外部中断及唤醒功能）、兼容CAN2．0A/B协议的5个CAN模块以及一个内部IC总线模块；片内拥有256kB的Flash EEPROM，12kB的RAM、4kB的EEPROM[1]。这些资源能够满足完成智能车所需要的所有的条件。以下即是单片机周围硬件模块设计。
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图4.1 .系统功能结构图 |
电源模块为系统其它各个模块提供所需要的电源，设计中，除了要考虑到电压范围和电流容量等基本参数之外，还要在电源转换效率、降低噪声、防止干扰和电路简单等方面进行优化。可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。
4.1.1 5V供电电源
5V电压用来供给MC9S12单片机，红外传感器、MAX232串口、无线串口等，因此采用两片稳压芯片进行并联供电。
选用的是型号为LM2940和LM1117_5.0型号的稳压芯片，LM2940具有大电流、低功耗、电路简单可靠的优点。电路图如图4.2所示[2]。
4.1.2 6V供电电源
6V供电电压用来给舵机供电。本次大赛中，使用的是LM1117稳压芯片，LM1117内部由过热过流保护，静态功耗为4mA，最大输出电流为1A,完全能够满足舵机所需要的电压和电流。电路图如图4.3所示[2]。
4.1.3 12V升压电路
摄像头需要用12V供电，本系统中采用PWM斩波升压方式得到12V，电路图如图4.4所示。
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图4.2 5V供电压供电电路 |
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图4.3 6V电压供电电路 |
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图4.4 12V斩波升压电路 |
在本次大赛中，由于需要单片机处理的数据量大，速度快，所以在单片机外部使用了16M的外部晶震，同时通过使用单片机内部的锁向环的功能，使得最终单片机的总线频率达到了24M，满足了本次比赛的要求。外部时钟接线电路如图4.5所示。
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图4.5外部振荡电路 |
