飞思卡尔智能车实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及实验教学仪器领域，尤其涉及一种飞思卡尔智能车实验装置，可供大学生参加智能车竞赛培训使用。
【背景技术】
[0002]飞思卡尔大学生智能车竞赛以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业。飞思卡尔大学生智能车竞赛一般分为光电、电磁、摄像头三个竞赛组别，以竞速赛为基本竞赛形式，以一定要求的硬件软件为技术平台，制作一部能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，并符合预先公布的其他规则，以完成时间最短者为优胜。竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，学生从中能初步体会一个工程性的研宄开发项目从设计到实现的全过程。
[0003]高校组织学生参加飞思卡尔智能车竞赛时，一般首先对学生培训智能车的相关基础知识，如单片机、传感器、电机等，借助实验装置可以提高学生的学习兴趣，使学生更好的掌握智能车的相关知识。而目前，尚无适用于智能车知识培训的实验装置。
【发明内容】
[0004]本发明要解决上述问题，提出一种飞思卡尔智能车实验装置。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:飞思卡尔智能车实验装置由电源模块、单片机模块、触摸屏模块、传感器模块、电机模块组成。
[0006]所述电源模块提供+3.3V、±5V、土 12V直流电压，向单片机模块、触摸屏模块、传感器模块、电机模块供电。
[0007]所述单片机模块包括MC子模块、MK子模块、MPC子模块，MC子模块6的单片机为MC9S12XS128MAL，MK子模块7的单片机为MK60DN512ZVLQ10，MPC子模块8的单片机为MPC5604BMLQ6。各子模块均由单片机、晶振、复位电路、LED灯、JTAG调试接口构成，晶振、复位电路、LED灯、JTAG调试接口分别连接到单片机。
[0008]所述触摸屏模块为一块分辨率为320X240的TFT彩色触摸屏，主要用于调节、显示智能车当前的参数及状态。
[0009]所述传感器模块包括电磁传感器、光电传感器、图像传感器、光电编码器、陀螺仪加速度传感器。电磁传感器用于电磁组，用来识别交变电流所产生的电磁场；光电传感器用于光电组，用来识别赛道边缘及标志；图像传感器用于摄像头组，用来识别赛道边缘及标志；光电编码器用来检测智能车行进的速度；陀螺仪加速度传感器用于调节智能车平衡。
[0010]所述电机模块包括舵机、直流电机、步进电机。舵机、步进电机用来控制智能车的行进方向；直流电机为智能车提供动力，驱动智能车行进。
[0011]所述触摸屏模块、传感器模块、电机模块均在单片机模块的控制下工作，单片机模块采集传感器模块的信息，控制电机模块运行，同时将传感器参数及电机运行状态通过触摸屏模块显示。
[0012]本发明的有益效果在于，飞思卡尔智能车实验装置采用模块化结构，能够根据培训需求进行灵活配置。装置集成了智能车竞赛所需的技术模块，资源丰富，有助于学生掌握智能车的相关知识。
【附图说明】
[0013]附图1为装置总体结构示意图。
[0014]附图2为单片机模块结构示意图。
[0015]附图3为电磁传感器电路原理图。
[0016]附图4为光电传感器电路原理图。
[0017]附图5为直流电机驱动电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]如附图1所示，飞思卡尔智能车实验装置由电源模块1、单片机模块2、触摸屏模块3、传感器模块4、电机模块5组成；电源模块I提供+3.3V、±5V、土 12V直流电压；单片机模块2包括MC子模块6、MK子模块7、MPC子模块8 ；触摸屏模块3为一块分辨率为320 X 240的TFT彩色触摸屏9 ;传感器模块4包括电磁传感器10、光电传感器11、图像传感器12、光电编码器13、陀螺仪加速度传感器14 ;电机模块5包括舵机15、直流电机16、步进电机17。
[0019]如附图2所示，单片机模块2的MC子模块6、MK子模块7、MPC子模块8均由单片机18、晶振19、复位电路20、LED灯21、JTAG调试接口 22构成，晶振19、复位电路20、LED灯21、JTAG调试接口 22分别连接到单片机18。MC子模块6的单片机为MC9S12XS128MAL，MK子模块7的单片机为MK60DN512ZVLQ10，MPC子模块8的单片机为MPC5604BMLQ6。
[0020]如图3所示，传感器模块4的电磁传感器10由选频电路、放大电路、检波电路三个部分构成，选频电路由电感L3、电容C19并联而成，并联电路的一端接地，另一端通过耦合电容C20连接到放大电路；放大电路包括Q6、Q7两级三极管放大电路，第一级三极管Q7放大电路的输入端通过耦合电容C20连接到选频电路，第一级三极管Q7放大电路的输出端通过耦合电容C18连接到第二级三极管Q6放大电路的输入端，第二级三极管Q6放大电路的输出端通过耦合电容C17连接到检波电路；检波电路由两个二极管D5、D6和R33、C21并联电路组成，。
[0021]如附图4所不，传感器模块4的光电传感器11由一个红外光电对管和两个电阻构成，红外光电对管选用TCRT5000，红外光电对管发射端的阳极通过电阻R2连接到电源，红外光电对管接收端的发射极通过Rl电阻接地。
[0022]传感器模块4的图像传感器12为0V7620摄像头。
[0023]传感器模块4的光电编码器13为E6A2-CW3C双相增量500线光电编码器。
[0024]传感器模块4的陀螺仪加速度传感器14为ENC-03MB陀螺仪，MMA7361三轴加速度传感器。
[0025]电机模块5的舵机15为MG995、步进电机17为28BYJ-48。
[0026]如附图5所示，电机模块5的直流电机16选用RS540，驱动电路采用双BTS7960驱动；BTS7960的引脚2、引脚3为控制信号输入，BTS7960的引脚6为电流取样诊断，BTS7960的引脚2、引脚3、引脚6与双排插针相连接；BTS7960的引脚4为输出端，与直流电机接口U4连接，并连接到输出指示灯D2、D3。
【主权项】
1.一种飞思卡尔智能车实验装置，其特征在于:飞思卡尔智能车实验装置由电源模块、单片机模块、触摸屏模块、传感器模块、电机模块组成，单片机模块包括MC子模块、MK子模块、MPC子模块，传感器模块包括电磁传感器、光电传感器、图像传感器、光电编码器、陀螺仪加速度传感器，电机模块包括舵机、直流电机、步进电机，触摸屏模块、传感器模块、电机模块均在单片机模块的控制下工作。2.根据权利要求1所述的飞思卡尔智能车实验装置，其特征在于:MC子模块的单片机为 MC9S12XS128MAL。3.根据权利要求1所述的飞思卡尔智能车实验装置，其特征在于:MK子模块的单片机为 MK60DN512ZVLQ10。4.根据权利要求1所述的飞思卡尔智能车实验装置，其特征在于:MPC子模块的单片机为 MPC5604BMLQ6。
【专利摘要】本发明提出一种飞思卡尔智能车实验装置，其特征在于：装置由电源模块、单片机模块、触摸屏模块、传感器模块、电机模块组成，单片机模块包括MC子模块、MK子模块、MPC子模块，传感器模块包括电磁传感器、光电传感器、图像传感器、光电编码器、陀螺仪加速度传感器，电机模块包括舵机、直流电机、步进电机，触摸屏模块、传感器模块、电机模块均在单片机模块的控制下工作。本发明集成了智能车竞赛所需的技术模块，能够根据教学培训需求进行灵活配置，有助于学生掌握智能车技术知识。
【IPC分类】G09B19/00
【公开号】CN104882044
【申请号】CN201510291637
【发明人】邓广福
【申请人】德州学院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月1日