摘要：智能小車采用TI公司的MSP430F2274單片機(jī)作為核心控制芯片，由液晶顯示模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器模塊、電源模塊組成。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，用兩個(gè)直流電機(jī)作為兩個(gè)前輪，再外加一個(gè)從動(dòng)輪，使小車的轉(zhuǎn)向更加靈敏。采用PWM驅(qū)動(dòng)芯片控制電機(jī)，紅外LED和一體化接收頭來(lái)避障?；诳煽康挠布O(shè)計(jì)和穩(wěn)定的軟件算法，實(shí)現(xiàn)避障、測(cè)速等功能。
關(guān)鍵詞：MSP430；避障；PWM脈寬調(diào)制；低功耗；紅外傳感器

智能機(jī)器人的發(fā)展非常迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、交通等領(lǐng)域，人們也在不斷地著力于改進(jìn)機(jī)器人的智能，讓它更好地為人們提供便捷、舒適的生活。而智能電動(dòng)車作為機(jī)器人的典型代表，也在不斷地發(fā)展，方便人們對(duì)安全性能的追求。
文中智能小車采用TI公司的MSP430F2274單片機(jī)作為核心控制芯片，由液品顯示模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器模塊、電源模塊組成。基于可靠的硬件設(shè)計(jì)和穩(wěn)定的軟件算法，實(shí)現(xiàn)智能避障、測(cè)速等功能。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1．1 設(shè)計(jì)思路
本系統(tǒng)劃分為控制部分和信號(hào)檢測(cè)部分。其中信號(hào)檢測(cè)部分包括：障礙物探測(cè)模塊，路程測(cè)量模塊?？刂撇糠职ǎ弘姍C(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，顯示模塊，控制器模塊，計(jì)時(shí)模塊，狀態(tài)標(biāo)志模塊。模塊框圖如圖1所示。

1．2 設(shè)計(jì)方案
(1)控制器模塊
本系統(tǒng)的控制器主要用于各個(gè)傳感器信號(hào)的接收與辨認(rèn)、控制小車電機(jī)的動(dòng)作、控制顯示車速與運(yùn)行的時(shí)間以及小車在停止時(shí)發(fā)出聲光等信號(hào)。
本系統(tǒng)的控制器采用TI公司的MSP430單片機(jī)。MSP430在電池供電的低功耗應(yīng)用中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其工作電壓為1．8～3．6 V，正常工作時(shí)功耗可控制在200μA左右，低功耗模式可實(shí)現(xiàn)2μA甚至0．1μA的低功耗。MSP430系列單片機(jī)作為性能優(yōu)異的MCU在中國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。MSP430具有高集成度，通常在單個(gè)芯片上集成了12位的A／D轉(zhuǎn)換器、比較器、多個(gè)定時(shí)器，以及片內(nèi)USART、看門狗、片內(nèi)DCO等。一般單片就可滿足大多數(shù)的應(yīng)用需要。支持JTAG在線編程，可以方便地實(shí)現(xiàn)程序的下載、仿真、調(diào)試和升級(jí)。
(2)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路主要通過(guò)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)小車前后或者左右方向的選擇，并使用PWM控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制，L298芯片實(shí)現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
(3)顯示模塊
在小車運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)運(yùn)行的時(shí)間和路程做必要的顯示，系統(tǒng)選用液晶顯示屏顯示時(shí)間和路程。液晶顯示屏(LCD)具有輕薄短小、低耗電量、無(wú)輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
(4)障礙物探測(cè)模塊
采用左右兩個(gè)紅外傳感器。紅外傳感器，是目前使用比較普遍的一種避障傳感器，可調(diào)節(jié)紅外傳感器的檢測(cè)距離為10～80 cm，開關(guān)量輸出(TTL電平)，簡(jiǎn)單、可靠。
(5)計(jì)時(shí)模塊
計(jì)時(shí)模塊要求對(duì)小車從啟動(dòng)到停止的過(guò)程進(jìn)行計(jì)時(shí)，最小單位為0．01 s。由于本系統(tǒng)的控制器是由單片機(jī)構(gòu)成的，其內(nèi)部有很好的定時(shí)系統(tǒng)，因此系統(tǒng)使用MSP430F2274內(nèi)置的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)該模塊功能。
(6)電源模塊
雙電源供電。電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、顯示電路、紅外傳感器部分用小型蓄電池供電。小型蓄電池具有，輸出功率大，在負(fù)載不穩(wěn)定的情況下能保證合適的電壓和電流輸出的特點(diǎn)。單片機(jī)和傾角傳感器則對(duì)電壓參數(shù)要求比較高．使用9 V干電池穩(wěn)壓到5 V。這樣設(shè)計(jì)雖然不如單電源方便靈活，但可以將電極驅(qū)動(dòng)所造成的干擾有較高的抑制，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。

2 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2．1 控制電路的設(shè)計(jì)
單片機(jī)接收從傳感器檢測(cè)電路輸入的邏輯信號(hào)和脈沖信號(hào)，并將輸入的信號(hào)進(jìn)行處理運(yùn)算，以控制電流或控制電壓的形式輸出給被控制的單元電路，完成各項(xiàng)任務(wù)要求。