飞思卡尔智能车的研发制作
飞思卡尔智能车的研发制作
摘要:随着自动化科技水平的不断提高，社会的自动化程度也会不断加强。21世纪的汽车概念将发生根本性的变化。现在的“汽车”是带有一些电子控制的机械装置，将来的“汽车”将转变为带有一些辅助机械的机电一体化装置，汽车的主要部分不再仅仅是个机械装置，它正向消费类电子产品转移。同时，智能汽车在传统汽车上配备了远程信息处理器、传感器和接收器，通过无线网络获取前方交通状况信息，引导汽车自动行驶。而当下各高校所致力于的飞思卡尔智能车研发制作则为未来的智能汽车设计提供了模板和基础技术。 关键词：飞思卡尔智能车、研发制作、硬件、软件。
引言：从根本上来看，飞思卡尔智能车主要由硬件和软件两部分组成。硬件是智能车系统的基础，没有一个好的硬件平台，智能车就无法运行。而软件部分则是整个智能车系统的灵魂，软件的核心是控制算法，完成这些任务的编程语言有汇编语言和C语言。智能车的制作是一个繁杂而又细致的工作，这就要求我们在制作智能车时要有足够的毅力、耐心和细心。本文将通过介绍光电智能车的大致制作框架来让大家了解飞思卡尔智能车的制作过程和技术要求。
一、飞思卡尔智能车的硬件制作 飞思卡尔智能车的硬件包括组成车体的底盘、轮胎、舵机装置、马达装置、道路检测装置、测速装置和控制电路板等。准备好车模（模型车，包括底盘、轮胎、电机和光电编码器等）和各种配件后，控制电路板的制作便成了硬件制作的基础。控制电路板的制作要经过原理图设计、PCB元器件封装、将原理图转印至铜板、电路板砖孔和元件焊接等过程。其中原理图的设计和PCB元器件封装需要运用电路板设计软件，本文推荐protel 99se。 Protel 99SE是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的电路板设计软件。 该软件功能强大，虽然本版本是电路板设计软件系列中的较低版本，人机界面友好，易学易用，足以应对飞思卡尔智能车这类简单电路板的设计。
电路原理图主要包涵电源模块、电机模块、传感器模块和舵机模块。
1、 电源模块。电源模块应由若干相互独立的稳压电路组成，并且一般采用星型结构，以减少各模块之间的相互干扰。因为飞思卡尔智能车所提供的电池输出电压为7.2伏，但是电机驱动、舵机驱动、传感器及其他芯片等所需的额定电压并不全都等于7.2伏。如电机为7.2伏，舵机6伏，红外发光管2伏，红外接收管和单片机5伏。所以除电机驱动模块的电源可以直接取自电池之外，其余各模块的工作电压则需要从电池电压通过变换稳压获取，一般采用各种集成稳压芯片实现。降压稳压电路可以采用串联稳压和开关稳压两种芯片，如在电池与舵机之间可以采用串联稳压器，电池与红外发光管之间可以采用开关稳压器。选择稳压芯片时除了考虑输出电压和电流容量参数外，还需对稳压芯片的工作最小压差留有一定的余量，这是由于电池两端的电压在模型车运行过程中会逐步降低。特别是再模型车启动过程中，电池提供大的启动电流时，电池两端电压会降低很多，所以需要选择一些工作压差小的稳压芯片。
2、 电机驱动模块。通过电机驱动模块，控制驱动电机两端电压可以使模型车加速运行，也能对模型车进行制动。由于比赛中不需要模型车倒车，所以电机只工作在正转方向上做工与发电两个状态。可以使用大功率晶体管、全桥或者半桥电路，输出PWM波形实现对于电机的控制。虽然电机驱动电路的选择很多，但必须综合考虑驱动电路的优越性和可行性。所以为了简化电机驱动电路设计，多数参赛队伍采用了集成电机驱动芯片完成对于电机的控制。
3、 舵机模块。在模型车上，舵机的输出转角通过连杆传动控制前轮转向。此外，也可以利用舵机进行机械刹闸制动、位置传感器主动扫描等操作。舵机本身是一个位置随动系统。
它由舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机和控制电路组成。通过内部的位置反馈，使它的舵盘输出转角正比于给定的控制信号，因此对于它的控制可以使用开环控制方式。在负载力矩小于其最大输出力矩的情况下，它的输出转角正比于给定的脉冲宽度。控制舵机的脉冲可以使用MCS9S12DG128的1路PWM产生。
4、 传感器模块。传感器模块主要应用于红外线信号的发射和接受，以及通过光电编码器来
测量模型车的速度。
用protel 99se设计好各个模块的电路之后就可以进行下一步的工作并最终做出智能车的控制电路板。完成电路板的安装后紧接着就是要安装模型车的其他部件，包括激光传感器、舵机、电池、轮胎和光电编码器等。在安装这些部件时必须要考虑到部件安装对车身重心和稳定性的影响