基于A(yíng)Tmegal28L的智能探測車(chē)的設計與實(shí)現

2.2 JTAG接口電路

在設計系統中,引出ATmegal28L的JTAG接口進(jìn)行在線(xiàn)編程和下載,以方便調試和程序更新。對AVR器件進(jìn)行編程是由JTAG端口的TCK、TMS、TDI和TDO實(shí)現的。通過(guò)JTAG可以實(shí)現如下的編程功能：

(1)Flash編程及校驗;
(2)EEPROM編程及校驗;
(3)熔絲位編程及校驗;
(4)鎖定位編程及校驗。
電路如圖2所示。

2.3 電機驅動(dòng)電路

系統采用直流電機驅動(dòng)兩個(gè)前輪實(shí)現小車(chē)的前進(jìn)、后退、左轉、右轉。ATmega128L具有2個(gè)帶預分頻器和比較模式的8位定時(shí)/計數器、2個(gè)擴充的帶預分頻器和比較/捕獲模式的16位定時(shí)/計數器、2通道8位PWM、6通道2～16位精度：PWM。這里采用ATmegal281。的16位定時(shí)/計數器l來(lái)產(chǎn)生兩路PWM信號,分別接1298N的EN A和EN B,用于控制兩個(gè)電機的起停、轉向及速度。它工作在相位和頻率修正PWM模式下,該工作模式可以產(chǎn)生高精度、相位與頻率都準確的PWM波形。通常用OCRnA作為T(mén)OP值。改變TOP值即可改變PWM信號的占空比,從而改變電機轉速。

L1298N是SGS公司生產(chǎn)的恒壓恒流橋式2 A驅動(dòng)器件,內部包含4通道邏輯驅動(dòng)電路。1298N與單片機的連接如圖3所示。

系統采用了步進(jìn)電機來(lái)控制超聲波旋轉平臺的上下左右運動(dòng),驅動(dòng)電路與此類(lèi)似。

2.4 超聲波測物電路和紅外測障電路

系統采用一組超聲波傳感器和五組紅外傳感器感知環(huán)境信息。超聲波通過(guò)一個(gè)可以上下左右旋轉的平臺安裝在小車(chē)的正前方,用來(lái)測量物體的大小。在普通行車(chē)中,超聲波傳感器的用途和紅外傳感器一樣。紅外傳感器分別安裝在小車(chē)的左前方、右前方、左側、右側和后面。本系統利用ATmegal28I。產(chǎn)生40 kHz的脈沖信號,驅動(dòng)發(fā)射電路發(fā)送超聲波。紅外傳感器測量小車(chē)在五個(gè)方向的一定距離內(本系統為30 cm)是否有障礙物,輔助小車(chē)避開(kāi)障礙物。

2.5 無(wú)線(xiàn)發(fā)射接收電路

本系統選用集成度較高的無(wú)線(xiàn)數據傳輸產(chǎn)品nRF401來(lái)實(shí)現PC與小車(chē)的無(wú)線(xiàn)通信。 nRF40l收發(fā)模塊的主要特點(diǎn):工作頻段為433MHz;采用FSK調制,抗干擾能力強:頻率穩定性好;靈敏度高,功耗小;具有多頻段切換功能。

通過(guò)ATmega128L的PA5(AD5)控制PWR UP。當PWR-UP="l"時(shí)，表示進(jìn)入正常工作模式:當PWR-UP="0"時(shí),表示進(jìn)入接收待機模式。PANAD6) CS="1"時(shí),表示中心頻率為434.32 MHz,當CS="0"時(shí),表示中心頻率為433.92 MHz。PA7 (AD7)控制nRF40l的TXEN端,當TXEN="1"時(shí),表示進(jìn)入發(fā)送模式,當TXEN="0"時(shí),表示進(jìn)入接收模式。數據輸入端DIN與ATmegal28L的PEO(RXD0)相連。數據輸出端DOUT與ATmegal28L的PEl(TXD0)相接。

2.6 充電電路

由于電機啟動(dòng)時(shí)瞬間電流很大,且PWM驅動(dòng)的電動(dòng)機電流波動(dòng)較大,導致車(chē)載電源電壓不穩，從而影響其他電路的正常工作,所以系統采用雙電源供電的方法。將電機驅動(dòng)電源與單片機及傳感器電源完全隔離開(kāi)來(lái),利用耦合器進(jìn)行連接。