[9]。方案二：TC364系列芯片是英飛凌系列常用芯片。同樣采用了多核的結(jié)構(gòu)，支持DSP指令。該芯片可在3.3V至5V的電壓下正常工作，內(nèi)核頻率最大可達(dá)300MHz（不超頻）。Flash存儲(chǔ)器有4MB大小，可用JTAG和SWD兩種方法調(diào)試，支持5個(gè)異步收發(fā)器（UART）模塊，符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)，支持ASIL-D級(jí)別同時(shí)支持三路SPI通信、兩路IIC通信，和兩路CAN總線通信，1個(gè)4通道可編程中斷定時(shí)器和1個(gè)低功耗定時(shí)器[11]，兩個(gè)雙通道正交解調(diào)器和16個(gè)通用定時(shí)器。對(duì)于本課題的設(shè)計(jì)，只需對(duì)處理工字電感信號(hào)和距離信號(hào)等信息量較少的數(shù)字信號(hào)，和對(duì)賽道元素的判定和處理，并不需對(duì)圖像等信息量較大的信息進(jìn)行采集和處理，和同系列TC36芯片相比，TC264雖然最高工作頻率較低，但完全能夠滿足本課題的信息數(shù)據(jù)處理，而且價(jià)格相對(duì)與TC364比較低，外設(shè)豐富，。有多路最高精度達(dá)16位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，共40個(gè)AD通道，共有144個(gè)GPIO引腳，支持定時(shí)中斷和外部中斷，完全能滿足現(xiàn)在電磁越野小車的功能需要。1.1.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊本課題中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是由四個(gè)增強(qiáng)型NMOS管IR7843組成一個(gè)H橋，通過(guò)半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104S來(lái)控制每一個(gè)H橋橋臂的打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)而控制智能越野小車電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，由于越野小車是在戶外的環(huán)境下運(yùn)行的有坡道、沙坑等比較復(fù)雜的賽道環(huán)境，因此需要電機(jī)提供更大的功率和動(dòng)力，而驅(qū)動(dòng)芯片IR7843的最大驅(qū)動(dòng)電流達(dá)195A，能給越野小車提供足夠的動(dòng)力使小車行駛。但TC264主控芯片的運(yùn)行電流只達(dá)到幾百毫安。故為了防止電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路中的大電流對(duì)主控電路的干擾，在驅(qū)動(dòng)電路中使用74HC244D光耦隔離芯片來(lái)設(shè)計(jì)隔離電路，使主控制器與驅(qū)動(dòng)電路有良好的信號(hào)隔離，以保證電路安全穩(wěn)定性。1.1.3電源管理模塊本課題的供電采用的是比賽官方規(guī)定的7.2V的專用電池，該電池如果充滿電可以達(dá)到8V左右，通過(guò)升壓芯片MC34063將電源電壓提升到12V，為后面電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路提供合適的工作電壓，通過(guò)穩(wěn)壓芯片AS1015把電源電壓降低為6.0V為需要大電流的SD5舵機(jī)提供正常的工作電壓，經(jīng)過(guò)SPX2904-5.0V降壓芯片把電源電壓降至到5.0V為主控芯片、編碼器模塊、無(wú)線串口模塊、電磁采集模塊提供電壓，另一路通過(guò)SPX2913-3.3V降壓芯片把電壓降為3.3V為1.8寸的TFT屏幕、ICM20602模塊提供電壓，其中整體模塊供電圖如圖3所示。圖3模塊供電圖1.1.4編碼器模塊因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)要適應(yīng)坡道、沙坑、草地等各種模擬的環(huán)境下行駛，并且要保持速度穩(wěn)定，而且在室外的環(huán)境中會(huì)有風(fēng)沙、強(qiáng)光等外界環(huán)境影響。因?yàn)閷?duì)射式光柵受外界因素比較大，所以本設(shè)計(jì)采用了光電編碼器來(lái)檢測(cè)智能車的實(shí)時(shí)速度，以便于主控芯片能根據(jù)實(shí)際的路況調(diào)整智能車的速度。此款編碼器具有抗干擾性強(qiáng)，、測(cè)量準(zhǔn)確、輕小方便攜帶等特點(diǎn)，所以此款編碼器被應(yīng)用于控制速度和角度的各個(gè)場(chǎng)合。應(yīng)用此款編碼可以經(jīng)過(guò)TC264定時(shí)器進(jìn)行正交解碼然后得到兩路信號(hào)的相位差的步進(jìn)脈沖，然后就經(jīng)過(guò)主控計(jì)算得到小車的實(shí)時(shí)速度。1.1.5通信模塊通信模塊采用的是比賽官方指定的逐飛科技有限公司提供的無(wú)線串口模塊，該模塊相比于以前的藍(lán)牙通信具有多頻道:126個(gè)頻道，可以進(jìn)行多點(diǎn)通信和調(diào)頻通信;超遠(yuǎn)距離傳輸:最大傳輸距離約為,100m(無(wú)電磁干擾、250kpbs空速)，遠(yuǎn)超一般的藍(lán)牙(10m)的傳輸距離。如有需要可將USB轉(zhuǎn)SI24R1模塊上的無(wú)線模塊取下，自行連接帶PA的無(wú)線NRF，可以實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離通信;轉(zhuǎn)發(fā)速度快:本模塊采用高性能cortex-M3單片機(jī)(72MHz主頻）來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)速度更快;最大傳輸速度:模塊最大傳輸速度能夠達(dá)到40KB/S以上(無(wú)電磁干擾);支持自定義配置參數(shù):采用AT指令可以對(duì)模塊進(jìn)行參數(shù)配置等特點(diǎn)，而且采用的是5.0V供電，功耗小，無(wú)線傳輸模塊如圖4所示。圖4無(wú)線傳輸模塊1.1.6顯示模塊為了能時(shí)刻了解智能車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)參，故選取了1.8寸的TFT顯示屏，該顯示屏具有分辨度高、層次感分明、對(duì)比度明顯、應(yīng)用廣泛、價(jià)格低廉、使用壽命比較長(zhǎng)等特點(diǎn)。而且支持多種通信方式，僅占用六個(gè)主控的I/O口引腳，兼容3.3V和5.0V電壓，使用方便。1.1.7電磁檢車模塊電磁檢測(cè)模塊系統(tǒng)作為智能小車的重要組成部分,相當(dāng)于對(duì)人體的一種視覺(jué)系統(tǒng),作為對(duì)智能小車的一個(gè)信息采集模塊,用來(lái)判斷一輛小車的位置。該模塊由感應(yīng)段、選頻段、放大段、檢波四個(gè)組成。由七個(gè)工字電感和OPA4377運(yùn)放芯片組成的電磁檢測(cè)模塊檢測(cè)交變的電磁場(chǎng)，然后利用麥克斯韋電磁場(chǎng)可知電感和電容并聯(lián)的線圈可以在信號(hào)源產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的原理，感應(yīng)到產(chǎn)生的微弱電流信號(hào)經(jīng)過(guò)OPA4377運(yùn)放芯片構(gòu)成的放大電路的放大為電壓信號(hào)，然后傳遞給TC264主控芯片經(jīng)過(guò)主控轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，用作智能車方向的原始數(shù)據(jù)。1.1.8電感的選擇安裝電感負(fù)責(zé)采集賽道信息，所以對(duì)于電感的排布位置至關(guān)重要。電感的排布位置主要考慮到以下幾個(gè)方面第一:檢測(cè)范圍廣，能夠覆蓋到整個(gè)賽道;第二:整輛車的重心要盡量處在車的中心;第三:能夠?qū)④噷?duì)于賽道的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的劃分。在電感與車體的安裝位置方面，考慮到重心問(wèn)題，所以電磁桿不能太長(zhǎng)，以免造成車頭下壓的情況產(chǎn)生，又考慮到對(duì)于整個(gè)賽道的精準(zhǔn)檢測(cè)，電感排布如圖5所示圖5電磁安裝圖1.1.9舵機(jī)模塊舵機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)屬于一個(gè)特殊的閉環(huán)系統(tǒng),當(dāng)給予舵機(jī)一個(gè)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)動(dòng)和發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)時(shí),智能汽車就可以根據(jù)這個(gè)信號(hào)在相應(yīng)的高電平時(shí)刻轉(zhuǎn)動(dòng)到相應(yīng)地方向,從而改變智能汽車的正常前進(jìn)。通過(guò)主控芯片TC264產(chǎn)生的PWM信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果當(dāng)一個(gè)想要舵機(jī)向左偏轉(zhuǎn)90度,則需要高電平在0.5ms時(shí),如果當(dāng)一個(gè)想要舵機(jī)向右偏轉(zhuǎn)90度時(shí),則需要高電平的工作周期為1.5ms,當(dāng)一個(gè)想要的舵機(jī)向左轉(zhuǎn)動(dòng)這兩個(gè)之間的相同角度時(shí),則需要高電平工作周期在0.5ms和1.5ms之間,電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度圖如圖6所示圖6舵機(jī)轉(zhuǎn)角圖1.3本章小結(jié)本章主要介紹了小車的器件選型和小車的機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題以