一種基于32位mcu智能光電小車控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種智能小車控制系統，尤其涉及的是一種基于32位MCU智能光 電小車控制系統。
【背景技術】
[0002] 隨著自動駕駛的應用領域不斷擴展，人們希望智能車輛能自動適應各種復雜的路 面，并根據預定軌跡運行。近年來，隨著計算機技術、企業生產工藝和人工智能的快速發展， 智能控制在汽車行業的應用越來越廣泛。如2005年，首輛城市無人駕駛汽車在上海交通大 學成功研制；2015年，谷歌的無人駕駛車輛在德州奧斯汀市的道路上繼續測試，同年5月， 我國在文件《中國制造2025》中指出了要加快汽車行業智能化改造的任務。由此可見傳統 汽車行業必將逐步走向智能汽車行業的轉變。
【發明內容】
[0003] 為了克服現有的小車的智能化程度較低、控制精度較低、集成度較小的不足，本實 用新型提供一種智能化程度較高、控制精度較高、集成度較大的基于32位MCU智能光電小 車控制系統。
[0004] 為了解決上述技術問題提供的技術方案為：
[0005]-種基于32位MCU智能光電小車控制系統，包括MCU控制器（1)、穩壓電源單元 (2)、整車結構（3)、光電傳感器單元（4)、舵機控制單元（5)、速度控制單元（6)、數據通訊單 元（7)、轉向舵機（8)、扭轉舵機（9)、驅動單元（10)、電機（11)、編碼器單元（12)、上位機單 元（13)、藍牙單元（14)、外圍接口單元（15)、按鍵輸入單元（16)和撥碼開關單元（17);
[0006] 所述MCU控制器安裝在整車結構內，所述MCU控制器同時與穩壓單元、光電傳感單 元、速度控制單元、舵機控制單元、數據通訊單元以及外圍接口單元連接，所述速度控制單 元與驅動單元、編碼器單元連接，所述驅動單元與所述電機連接，所述舵機控制單元與所述 轉向舵機、扭轉舵機連接，所述數據通訊單元與所述上位機單元、藍牙單元連接，所述外圍 接口單元與所述按鍵輸入單元、撥碼開關單元連接。
[0007]進一步，所述控制系統還包括液晶顯示單元（18)和蜂鳴器單元（19)，所述外圍接 口單元與所述液晶顯示單元、蜂鳴器單元連接。
[0008] 再進一步，所述穩壓電源單元包括線性電源和開關電源，線性電源含3. 3V、5V、 5. 5V、6. 5V四種類電源，其中3. 3V、5V電源各有三路不同的輸出，開關電源為一路12V電源。
[0009]所述MCU控制器為MKL26Z256VLL4。
[0010] 所述光電傳感器單元由上、中、下三個(XD組成，各前瞻分別為80cm、60cm和40cm。
[0011] 所述編碼器單元中的編碼器為500線編碼器。
[0012] 所述上位機以PYTH0N+QT4為核心編寫的上位機。
[0013] 所述按鍵輸入單元、撥碼開關單元、液晶單元形成人機交互界面組件。
[0014] 所述驅動單元為Η全橋驅動電路，由兩片雙路光耦芯片HCPL2630、兩片半橋驅動 芯片IR2104和四片MOSFET芯片LR7843組成。
[0015] 本實用新型的有益效果為：功能完善、高度集成、模塊化設計，智能化程度較高。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型提供的一種基于32位MCU智能光電小車控制系統的示意圖。
[0017]圖2為本實用新型提供的一種基于32位MCU智能光電小車控制系統的控制模塊 流程圖，其中，圖2(a)為控制主程序的流程，圖2(b)所示為定時器中斷服務程序的流程。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0019] 參照圖1和圖2, 一種基于32位MCU智能光電小車控制系統，包括MCU控制器（1)、 穩壓電源單元（2)、整車結構（3)、光電傳感器單元（4)、舵機控制單元（5)、速度控制單元 (6)、數據通訊單元（7)、轉向舵機（8)、扭轉舵機（9)、驅動單元（10)、電機（11)、編碼器單 元（12)、上位機單元（13)、藍牙單元（14)、外圍接口單元（15)、按鍵輸入單元（16)和撥碼 開關單元（17);
[0020] 所述MCU控制器安裝在整車結構內，所述MCU控制器同時與穩壓單元、光電傳感單 元、速度控制單元、舵機控制單元、數據通訊單元以及外圍接口單元連接，所述速度控制單 元與驅動單元、編碼器單元連接，所述驅動單元與所述電機連接，所述舵機控制單元與所述 轉向舵機、扭轉舵機連接，所述數據通訊單元與所述上位機單元、藍牙單元連接，所述外圍 接口單元與所述按鍵輸入單元、撥碼開關單元連接。
[0021] 所述穩壓電源單元用于為其他單元提供穩定、高效的電壓；光電傳感器單元用于 采集賽道信息并區分不同賽道類型；編碼器單元用于采集小車速度信息，實現對小車的速 度閉環控制；藍牙單元和上位機單元用于實現小車與PC機的數據通訊并使各數據圖形化 顯示；按鍵輸入單元和撥碼開關單元用于實現參數外部給定功能；MCU控制器用于通過采 集的賽道信息和小車速度信息分別控制轉向舵機、扭轉舵機的打角和電機的轉速以及實現 對光電小車的智能控制。
[0022] 進一步，所述控制系統還包括液晶顯示單元（18)和蜂鳴器單元（19)，所述外圍接 口單元與所述液晶顯示單元、蜂鳴器單元連接。
[0023] 穩壓電源單元作為整個系統的供電所在，尤為重要，常見的穩壓電源分為線性電 源和開關電源兩類，線性電源的優點在于電壓紋波小，但其電壓輸出效率低；開關電源的優 點在于電壓輸出效率高，但由于其開關特性，輸出電壓的紋波較大，因此對于不同的模塊， 分別采用不同的電壓供電。本實用新型專利的穩壓電源單元包含3. 3V、5V、5. 5V、6. 5V四種 類電源，其中3. 3V、5V電源各有三路不同的輸出，開關電源為一路12V電源。其中線性3. 3V 電源分別給MCU控制器、光電傳感器單元、按鍵輸入單元、薄碼開關單元、液晶顯示單元供 電；線性5V電源分別給編碼器單元、藍牙單元、蜂鳴器單元供電；線性5. 5V電源給轉向舵 機供電；線性6. 5V電源給扭轉舵機供電；開關12V電源給驅動單元供電。
[0024] 光電傳感器單元由上、中、下三個C⑶組成，各前瞻分別為80cm、60cm和40cm。（XD 中文全稱電荷耦合元件，可以把光學影像轉化成數字信號，CCD上整齊排列的光電二極管能 感應光線，并將其轉化成電信號。通過三個CCD的協同工作，可以精確的識別各種賽道類 型，能給出足夠多的賽道信息。
[0025] 編碼器單元中的編碼器為500線編碼器，編碼器能把角位移信號轉換成電信號， 再把電信號轉換成計數脈沖，以此用計數脈沖的個數就能反映其位移大小。另外編碼器的 精度與其線數有關，500線的編碼器足夠保證測速精度。
[0026] 上位機以PYTH0N+QT4為核心編寫，PYTHON為常用的腳本語言，被稱為膠水語言， 能把其他各類語言輕松的聯結起來；QT4主要用于繪圖應用和窗口設計。該上位機先使用 PYTHON快速生成程序的原型，再把圖形顯示模塊用QT4重寫，然后封裝為PYTHON的擴展庫 而成。通過上位機，可以把數據圖像化，便于對數據的觀察與分析。
[0027] 按鍵輸入單元、撥碼開關單元、液晶單元共同實現了人機交互功能，能實現參數外 部給定等功能。在實際操作中，往往需要調整部分控制參數，這是可以通過安檢單元和液晶 單元一起由外部輸入任意的參數值，該參數值一般存儲于控制芯片的RAM內，所以可以擦 除并重寫，當然也可以直接由撥碼開關直接設置已給定的參數值。
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