一种基于32位mcu智能光电小车控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种智能小车控制系统，尤其涉及的是一种基于32位MCU智能光 电小车控制系统。
【背景技术】
[0002] 随着自动驾驶的应用领域不断扩展，人们希望智能车辆能自动适应各种复杂的路 面，并根据预定轨迹运行。近年来，随着计算机技术、企业生产工艺和人工智能的快速发展， 智能控制在汽车行业的应用越来越广泛。如2005年，首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大 学成功研制；2015年，谷歌的无人驾驶车辆在德州奥斯汀市的道路上继续测试，同年5月， 我国在文件《中国制造2025》中指出了要加快汽车行业智能化改造的任务。由此可见传统 汽车行业必将逐步走向智能汽车行业的转变。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有的小车的智能化程度较低、控制精度较低、集成度较小的不足，本实 用新型提供一种智能化程度较高、控制精度较高、集成度较大的基于32位MCU智能光电小 车控制系统。
[0004] 为了解决上述技术问题提供的技术方案为：
[0005]-种基于32位MCU智能光电小车控制系统，包括MCU控制器（1)、稳压电源单元 (2)、整车结构（3)、光电传感器单元（4)、舵机控制单元（5)、速度控制单元（6)、数据通讯单 元（7)、转向舵机（8)、扭转舵机（9)、驱动单元（10)、电机（11)、编码器单元（12)、上位机单 元（13)、蓝牙单元（14)、外围接口单元（15)、按键输入单元（16)和拨码开关单元（17);
[0006] 所述MCU控制器安装在整车结构内，所述MCU控制器同时与稳压单元、光电传感单 元、速度控制单元、舵机控制单元、数据通讯单元以及外围接口单元连接，所述速度控制单 元与驱动单元、编码器单元连接，所述驱动单元与所述电机连接，所述舵机控制单元与所述 转向舵机、扭转舵机连接，所述数据通讯单元与所述上位机单元、蓝牙单元连接，所述外围 接口单元与所述按键输入单元、拨码开关单元连接。
[0007]进一步，所述控制系统还包括液晶显示单元（18)和蜂鸣器单元（19)，所述外围接 口单元与所述液晶显示单元、蜂鸣器单元连接。
[0008] 再进一步，所述稳压电源单元包括线性电源和开关电源，线性电源含3. 3V、5V、 5. 5V、6. 5V四种类电源，其中3. 3V、5V电源各有三路不同的输出，开关电源为一路12V电源。
[0009]所述MCU控制器为MKL26Z256VLL4。
[0010] 所述光电传感器单元由上、中、下三个(XD组成，各前瞻分别为80cm、60cm和40cm。
[0011] 所述编码器单元中的编码器为500线编码器。
[0012] 所述上位机以PYTH0N+QT4为核心编写的上位机。
[0013] 所述按键输入单元、拨码开关单元、液晶单元形成人机交互界面组件。
[0014] 所述驱动单元为Η全桥驱动电路，由两片双路光耦芯片HCPL2630、两片半桥驱动 芯片IR2104和四片MOSFET芯片LR7843组成。
[0015] 本实用新型的有益效果为：功能完善、高度集成、模块化设计，智能化程度较高。
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型提供的一种基于32位MCU智能光电小车控制系统的示意图。
[0017]图2为本实用新型提供的一种基于32位MCU智能光电小车控制系统的控制模块 流程图，其中，图2(a)为控制主程序的流程，图2(b)所示为定时器中断服务程序的流程。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0019] 参照图1和图2, 一种基于32位MCU智能光电小车控制系统，包括MCU控制器（1)、 稳压电源单元（2)、整车结构（3)、光电传感器单元（4)、舵机控制单元（5)、速度控制单元 (6)、数据通讯单元（7)、转向舵机（8)、扭转舵机（9)、驱动单元（10)、电机（11)、编码器单 元（12)、上位机单元（13)、蓝牙单元（14)、外围接口单元（15)、按键输入单元（16)和拨码 开关单元（17);
[0020] 所述MCU控制器安装在整车结构内，所述MCU控制器同时与稳压单元、光电传感单 元、速度控制单元、舵机控制单元、数据通讯单元以及外围接口单元连接，所述速度控制单 元与驱动单元、编码器单元连接，所述驱动单元与所述电机连接，所述舵机控制单元与所述 转向舵机、扭转舵机连接，所述数据通讯单元与所述上位机单元、蓝牙单元连接，所述外围 接口单元与所述按键输入单元、拨码开关单元连接。
[0021] 所述稳压电源单元用于为其他单元提供稳定、高效的电压；光电传感器单元用于 采集赛道信息并区分不同赛道类型；编码器单元用于采集小车速度信息，实现对小车的速 度闭环控制；蓝牙单元和上位机单元用于实现小车与PC机的数据通讯并使各数据图形化 显示；按键输入单元和拨码开关单元用于实现参数外部给定功能；MCU控制器用于通过采 集的赛道信息和小车速度信息分别控制转向舵机、扭转舵机的打角和电机的转速以及实现 对光电小车的智能控制。
[0022] 进一步，所述控制系统还包括液晶显示单元（18)和蜂鸣器单元（19)，所述外围接 口单元与所述液晶显示单元、蜂鸣器单元连接。
[0023] 稳压电源单元作为整个系统的供电所在，尤为重要，常见的稳压电源分为线性电 源和开关电源两类，线性电源的优点在于电压纹波小，但其电压输出效率低；开关电源的优 点在于电压输出效率高，但由于其开关特性，输出电压的纹波较大，因此对于不同的模块， 分别采用不同的电压供电。本实用新型专利的稳压电源单元包含3. 3V、5V、5. 5V、6. 5V四种 类电源，其中3. 3V、5V电源各有三路不同的输出，开关电源为一路12V电源。其中线性3. 3V 电源分别给MCU控制器、光电传感器单元、按键输入单元、薄码开关单元、液晶显示单元供 电；线性5V电源分别给编码器单元、蓝牙单元、蜂鸣器单元供电；线性5. 5V电源给转向舵 机供电；线性6. 5V电源给扭转舵机供电；开关12V电源给驱动单元供电。
[0024] 光电传感器单元由上、中、下三个C⑶组成，各前瞻分别为80cm、60cm和40cm。（XD 中文全称电荷耦合元件，可以把光学影像转化成数字信号，CCD上整齐排列的光电二极管能 感应光线，并将其转化成电信号。通过三个CCD的协同工作，可以精确的识别各种赛道类 型，能给出足够多的赛道信息。
[0025] 编码器单元中的编码器为500线编码器，编码器能把角位移信号转换成电信号， 再把电信号转换成计数脉冲，以此用计数脉冲的个数就能反映其位移大小。另外编码器的 精度与其线数有关，500线的编码器足够保证测速精度。
[0026] 上位机以PYTH0N+QT4为核心编写，PYTHON为常用的脚本语言，被称为胶水语言， 能把其他各类语言轻松的联结起来；QT4主要用于绘图应用和窗口设计。该上位机先使用 PYTHON快速生成程序的原型，再把图形显示模块用QT4重写，然后封装为PYTHON的扩展库 而成。通过上位机，可以把数据图像化，便于对数据的观察与分析。
[0027] 按键输入单元、拨码开关单元、液晶单元共同实现了人机交互功能，能实现参数外 部给定等功能。在实际操作中，往往需要调整部分控制参数，这是可以通过安检单元和液晶 单元一起由外部输入任意的参数值，该参数值一般存储于控制芯片的RAM内，所以可以擦 除并重写，当然也可以直接由拨码开关直接设置已给定的参数值。
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