3.1系统设计要求
硬件系统的设计目标是保证智能车运行的可靠与稳定性,因此我们在设计硬件电路时考虑了以下因素:
① 合理分配单片机的I/O口,因为随着设计的进行,可能要更改某些电路或增加某些功能,所以我们在设计时要考虑好单片机的物理结构,预留一部分单片机的I/O口;
② PCB板的外形尺寸要与车体的机械结构一体化;
③ 设计出的控制部分要尽量轻,以减轻车的重量;
④ 由于比赛要求给整个智能车供电的电源只有一块2000mA/h的7.2V可充电电池,电源有限,故设计时要考虑将电路的功耗控制到一个较低的水平。
硬件电路都是基于以上思想设计的。
3.2 MC9S12DG128B模块的I/O分配

3.3各功能模块电路设计
3.3.1电源电路设计
常见的电源滤波电路分为三种:电容滤波,RC滤波及π型滤波。电容滤波是最简单常见的滤波电路,只要把滤波电容并联在电路的输出端与负载之间即可。但对于大电流的电路,为了要让电路有稳定的直流输出、较低的涟波直流 变化,往往需要加大滤波电容的容量。RC滤波的效果比电容滤波效果更佳。对于大电流的电路,会产生大的压降。π型滤波用在负载直流电流较大的场合,压降较小,能得到更好的消除涟波效果。在本设计中,由于是用电池供电,电压的稳定性和功耗对我们的设计很重要。因此,π型滤波是我们的最佳选择。
本电路中,我们所使用的稳压器为LM2940,其不仅外接电路简单,而且带负载能力比较强。LM2940的输出电流为1A,在输出为1A的情况下,其典型的压降只有0.5V。图3.1为5V电源产生电路,其中C6、L1和C7组成π型滤波器,这样使输出电压更稳定;C8、C10为存能、滤波电容。图3.2为舵机电源电路,在设计中,考虑到尽量使用相同芯片的原则,由于舵机电压需6V,因此在G脚并联两个二极管(D8为肖特基管,D9为普通二极管)使输出电压升高。

电池只能够提供7.2V 电压,所以要选用升压电路来升压为摄像头提供12V的稳定电压。升压芯片我们选用的是摩托罗拉公司的MC34063API,转换效率高, 升压的范围也比较广,最大能够提供1.5 A 的电流,足够CMOS使用。所需的外围器件也较少。其电路原理图如图3.3 所示。



