本帖最后由 bkn1860-199212 于 2016-7-12 14:14 编辑
小车跑起来已经好多天了,前几天事情比较多,今天赶紧抽空对小车的硬件部分实现做一下总结,希望对大家有所帮助。闲话少说,先上一张小城总体的控制框图:1.电源 先从小车的供电说起,这次使用到的FRDM-K64引出的管脚兼容了Arduino的管脚。引脚图如下图所示: 可以通过J3端口中的P5-9V_VIN-16接入5V~9V之间的电压输入,通过P5_USB-10接入5V电压。开发板内部通过LDO将这些电压转换为MCU工作所需要的3.3V直流电压。电源转换部分原理图如下图: 这次DIY采用的是直接从P5_USB-10接入的5V电源。L298N模块板载7805芯片,可以将锂电池的7.4V电压转换到控制板所需的5V电压。 2.电机驱动 L298N模块采用的是ST的H桥驱动IC L298,L298内部结构如下图所示: 从上图可以看到模块内部包含了两个由三极管构成的H桥,三极管的驱动部分每个桥臂由前级的门电路对驱动信号做了反向,这种情况下完全避免了出现上下桥臂直通的情况,所以用在这次的设计中安全可靠。小车总共有4个电机需要驱动,设计中选用了2个L298N模块对4个电机进行控制。 FRDM-K64F的PTD0、PTD2用做左边电机的驱动信号,两个电机的驱动信号并联输入。PTD1和PTD3用做右边电机的驱动信号,两个电机驱动信号并联输入。开关频率15KHz,占空比调节范围0~80%。 下图是典型的H桥驱动电机的原理图,当Q1以15KHz的频率工作时,Q4一直处于导通状态,这样调节Q1的PWM占空比就可以调节电机的正向转速。 电流经过Q1和Q4形成回路,当Q1关闭时,Q2导通,电流Q4和Q2形成续流回路。 当Q3以15KHz的频率工作时,Q2一直处于导通状态,调节Q3的占空比可以调节电机的反向转速。电流经过Q3和Q2形成回路,当Q3关闭时,Q4导通,电流Q2和Q4形成续流回路。
3.蓝牙 蓝牙模块和MCU之间是UART通信,选用了开发板的PTC16、PTC17,具体的工作方式会在软件篇中做详细说明。 4.超声波 超声波模块需要用到一个触发信号(PTC2)、一个捕获信号(PTC3),触发信号用于控制超声波模块发出测距用的超声波信号。捕获信号用于捕获超声波模块输出的高电平的时间长短,用于计算测量到的障碍物距离。计算公式为 s=340×T/2。(声速为340m/s)
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