基于红外传感器的智能车系统设计-工业控制
摘要：以飞思卡尔半导体公司的MC9S12DGl28B系列MCU为核心，设计智能车的系统框架，软件和硬件的设计方案。详细介绍了电源模块和电机驱动模块在设计过程中遇到的问题和解决方案。
关键词：智能车；HCSl2单片机；红外传感器
0 引言
“飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国，是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。我校于2007年8月参加第三届大学生智能模型车竞赛，并取得三等奖的好成绩。
1 系统分析
智能车系统一般由电源模块、传感器模块、直流电机驱动模块、路径识别模块、通讯及调试模块、单片机模块等组成。
本智能车的核心处理单元采用飞思卡尔半导体公司的MC9S12DGl28B系列MCU，系统框图如图l所示，本智能车的设计采用了多模块技术：运用反射式红外传感器设计路径检测模块和速度监测模块；采甩PWM技术，控制舵机的转向和电机转速：系统还扩展了液晶显示屏和键盘模块实现人机交互操作，以便于智能车的相关参数调整。此外，PID寻迹算法结合ABS(Anti—skid Brake System．：防抱死系统)技术，使我们的小车能在曲折的赛道上以较快的速度稳定行驶。
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2．1 电源部分硬件各部分所需的电源大小不一样，为满足这一要求，本系统对电源部分进行设计。供电电源为配发的标准车模用7．2V 2000mAh Ni—cd蓄电池，通过稳压芯片分别提供6V、5V电压以及接地端。6V稳压电路如图2所示。其中6V电压供给伺服电机，5V的电压供给单片机系统、路径识别的光电传感器和接收器电路、车速传感器电路，LCD显示电路。在电路设计中，考虑到由于电机驱动所引起的电源输出不稳定(主要为瞬态脉冲)，在电源输出端，各芯片电源引脚都加入了滤波电路。为了避免由于驱动电机转动时所引起的电磁干扰，在印制板上做了敷铜处理，将电路中的“地”与敷铜面相连接。
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2．2 信息采集模块在该模块中包括速度信息采集和位置信息采集两个子模块，分别采集智能车当前的位置信息和速度信息，并将采集到的信息传给MCU，其核心是反射式红外传感器。测速传感器安装于智能车右后轮附近，在靠近车轮的轴上贴一黑白相问、36等分的圆盘，用反射式红外传感器检测黑线，通过对黑色标志的记数可得车轮转过一周所用的时间T，通过公式进行计算即可得到智能车当前的运行速度V。
2．3 信息处理模块信息处理模块包括信息处理和控制模块，
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