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        關于瑞薩智能車比賽的電路

        作者:huqin   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2014年04月03日   【字體:

                前面已經介紹了電機、賽道等等,這次說一說電路部分。
                首先聲明,關于電路的細節和一些具體指標、術語等等,不是特別了解,論述可能存在錯誤。

        1.MCU
                比賽中指定用的控制器是瑞薩H8/3048F-ONE, 具體參數可以上瑞薩的網站查。 而組委會配發的CPU板其實不是瑞薩的產品,而是日本一家叫北斗電子的公司生產的,具體可以參考此鏈接(http://www.hokutodenshi.co.jp/7789/RY3048F-ONE.htm), 其中提供了關于CPU板的電路圖。
                H8是類似M16C, 飛思卡爾的S12系列的一款MCU,具體有什么顯著的特點,相對于M16C或S12, 我也沒太深的體會。H8的開發環境常用的自然是瑞薩的HEW,組委會提供了評估板的HEW,對于比賽而言基本上是足夠的了。當熱,也可以選擇GNU tools, 具體的tool chain, 可以在http://www.kpitgnutools.com上下載。
                使用H8的最大的問題在于沒有調試器,無法進行片上調試,只有編譯通過后,不斷地通過串口下載到MCU中,直接看效果, 如果有瑞薩的E10的話,自然不是問題。
                由于瑞薩的渠道問題,個人或小批量的購買H8是一件比較麻煩的事,一旦MCU板壞了(不能燒程序,PWM口出了問題等等),就只能再向組委會購買,這樣一來量少,二來貴,三來一去一回耗時間。 一個比較推薦的方法就是, 在設計調試過程中,用其他MCU(ARM7, M16c,S12等等)制成接口上,大小上與H8 MCU板相兼容的調試板,待設計成熟后最后把相關代碼移植到H8上去。 這要可以節省不少時間,并提高效率。當然,這樣做的一個前提就是要掌握基本的電子制作能力。

                在使用H8作為主控制器的前提下,使用一下輔助器件如FPGA,CPLD,乃至一些8位控制器是可以的,至少在日本的比賽中是允許的。這些輔助IC,主要用來實現速度控制,傳感器器信號濾波等等。

        2.驅動板
                驅動板為MCU提供電源,擴展部分功能,同時提供H橋電路控制電機。組委會提供的驅動板最大的缺點,就是體積有大,一塊驅動板只能控制兩路電機,性能上也不是非常好(主要和場效應管的性能有關)。 有能力話,最好自己重新設計制作驅動板。華科大的參賽隊,除第一屆使用組委會提供的驅動板外,往后都是自己設計制作的,采用貼片器件大大減少了驅動板的體積;選用更好的場效應管,提高了H橋電路的性能;增加了電池監控電路,保護電路,增加了 EEPROM, LED,按鍵,紅外接收等等功能電路以方便調試。

        3. 傳感器
                組委會提供了一組由8顆S7136組成的數字式傳感器。S7136是由日本著名光電子公司濱松(Hanematsu)生產的帶調制功能的紅外傳感器,特點是;貼片封裝體積小,集成度高,不易損壞,抗干擾性強(太陽,白熾燈的干擾基本對其無影響)。 缺點是: 作用距離小,只能貼地使用,購買困難,價格較貴(平均28-30,1個)。鑒于S7136的優異性能,推薦就使用組委會提供的傳感器。
                除數字式傳感器外,還可以使用模擬傳感器來實現巡線的功能。如果設計得當的話,將取得比數字傳感器更好的性能。模擬傳感器一般采用紅外對管制成。紅外對管在電子市場上比較常見,這里推薦的是Sharp的GPS2S40, 體積小,集成轉換電路, 輸出0-5V 電壓可以直接ADC。

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