基于MSP430智能小車(chē)的設計

摘要：介紹一種基于MSP430F2274單片機為核心的智能小車(chē)。小車(chē)采用超聲波測距技術(shù)實(shí)現自動(dòng)避障，同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音模塊來(lái)播報出小車(chē)與障礙物的距離。為了使測距不受溫度影響，用溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測小車(chē)周?chē)h(huán)境的溫度并修正距離計算公式的參數，采用光電編碼器來(lái)檢測小車(chē)的速度，運用PID控制算法和PWM來(lái)控制小車(chē)的精確穩定的運行，從而達到預期的設計目標。
關(guān)鍵詞：MSP430F2274；超聲波模塊；光電編碼器；PID控制算法

智能小車(chē)涉及到高級計算機控制、電子機械、自動(dòng)化等諸多學(xué)科，隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，智能電子產(chǎn)品發(fā)展步驟不斷加快，各種應用層次的機器人等大量出現，目前應用在智能小車(chē)或機器人的微控制器主要是8／16單片機或ARM和數字信號處理器DSP等。本設計采用TI公司生產(chǎn)的功耗低運行速度快且價(jià)格便宜的MSP430F2274為核心，避障檢測采用測距精準的超聲波傳感器，該傳感器采集小車(chē)周?chē)沫h(huán)境信息并傳遞給MSP430進(jìn)行程序判斷處理，從而達到控制小車(chē)自動(dòng)避障的目的。

1 系統的總體結構框圖
該系統主要由MSP430控制器，超聲波避障模塊，電機驅動(dòng)，測速，語(yǔ)音模塊，溫度模塊，小車(chē)的機械運動(dòng)部分采用四輪差速轉向式結構，前2個(gè)輪是驅動(dòng)輪，分別由電機控制其運動(dòng)，后兩輪為隨動(dòng)輪。采用MSP430F2274單片機作為主控制單元，小車(chē)裝有超聲波模塊來(lái)負責探測障礙物，做出避障決策。在小車(chē)的驅動(dòng)輪上裝有光電編碼器對小車(chē)進(jìn)行測速。為消除溫度對測距的影響，使用溫度傳感器模塊時(shí)刻檢測小車(chē)周?chē)臏囟惹闆r并修正。在小車(chē)上裝配語(yǔ)音播報功能模塊，能知道小車(chē)的位置和運行狀態(tài)，總體結構框圖如圖1所示。

2 智能小車(chē)的硬件設計
2．1 主控芯片
該設計是以MSP430F2274單片機為控制的核心部件。MSP430是一款16位的超低功耗單片機，采用了精簡(jiǎn)指令集(RISC)結構，具有豐富的尋址方式，片內資源豐富，處理能力強大、系統工作穩定，主要是它具有多路PWM輸出，以作為該設計電機控制的有利資源，系統主控設計圖如圖2所示。