第三章 系统硬件电路设计
智能车系统是以单片机MC9S12DG128为核心，配合有面阵CMOS摄像头传感器、转速传感器、直流电机、舵机、电池以及相应的驱动电路构成。总体硬件框图如图3.1所示
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图3.1 系统整体硬件框图 |
电源分配电路中，所用电池为电压＋7.2V，容量1800mAh的六芯镍镉电池组。电池可直接给舵机和直流电机供电。而通过 稳压至＋5V给单片机和光电码盘供电，通过DC-DC升压模块给CMOS摄像头传感器供电。如图3.2所示：
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图3.2 电源分配电路 |
极品Ⅰ号安装了CMOS摄像头对赛道信息进行采集。我们所选的是体积小巧、质量轻、分辨率高的针孔摄像头，通过试验测定，该摄像头能够清晰获得图像，摄像头的接口电路如图3.2所示。
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图3.3 图像采集电路 |
路径识别电路分为两部分：硬件二值化电路和视频分离电路，调试实验板如图3.3所示
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图3.4 视频分离和二值化电路的实验板 |
极品Ⅰ号的电机驱动使用的MC33886。为了获取足够的驱动电流，采用了两片驱动芯片脚对脚并联的方式。这样做在提高了驱动能力的同时，降低了发热量。电路如图3.4所示。
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图3.5 电机驱动电路 |
极品Ⅰ号采用500线光电码盘对车速进行测量。码盘的输出送入单片机的脉冲计数器中，通过周期性的读取计数器的值，获得速度信息，用计数器值作为速度的度量。
4、硬件电路技术参数
为提高车模的控制电路的稳定性，极品1号安装的稳压芯片为LM2940，该稳压片为低压差稳压片，能在压差高于1V的条件下稳定工作，能够输出最大1A的输出电流。为摄像头供电，极品Ⅰ号上选用了升压模块B0512D，该模块的输出功率和摄像头刚好匹配，且散热小体积小重量轻。
在电路的设计过程中，还需要考虑电机对电池电压的影响。车模在连续的加减速过程或启动过程都会使电车电压突然下降，虽然这知识瞬间响应，但是足以使单片机复位。为解决上述现象，须在电路中加入大的电容，使电路稳定。
比赛规则中限制了电容的使用，极品Ⅰ号的电容分配如下：各逻辑电路、单片机使用电容容量为小于230微法，5V电源使用500微法，电池两端使用1000微分。极品Ⅰ号总电容使用量小于1730微法，符合比赛规则要求。
