基于DSP的循迹及自平衡的智能小车设计

本系统选取了32位TMS320F28027作为运动物体的控制中心。TMS320F28027具有丰富的资源，拥有32位架构、高级外设、高度的模拟集成、高达128 KB的快闪存储器，同时还包括功能强大的ADC、高分辨率PWM以及湿著增强的捕获单元等众多特性优异的组件、高精度片上振荡器、模拟比较器、上电复位与掉电保护等在内的各种集成模块。本文以电动车跷跷板的设计为例，介绍了TMS320F28027的PWM电机调速、A/D采样、中断和I/O口等的操作和控制，以及LCD、L298n、红外循迹等外部扩展硬件的连接技巧和方法。

1 小车功能介绍

1.1 按键和显示功能

按键操作：使用3个按键分别进行选择、确认、退出功能操作，在系统上电后，显示界面进入主菜单，通过“选择”按键埘“板上寻平衡”、“上板寻平衡”两个功能进行选择，选定结束按下“确认”键，系统进入对应函数，此时可以按下“退出”键退出对应的功能函数。

显示功能：LCD实时显示小车的倾角和小车正在执行的功能，成功完成一项操作后LCD给出“OK”的指示，同时在每项操作进行时显示其操作所用时间，完成所有任务后显示出每项操作所耗时间。

1.2 “板上寻平衡”功能

在不加配重的情况下，电动车完成以下运动：

①电动车从起始端点A出发，快速行驶到中心点C附近;

②电动车在中心点C附近尽快使跷跷板处于平衡状态，保持平衡5 s，并给出明显的平衡指示;

③电动车从步骤②中的平衡点出发，快速行驶到跷跷板末端B处(车头距跷跷板末端B不大于50 mm);

④电动车在B点停止5 s后，快速倒退回起始端A，完成整个行程;

⑤在整个行驶过程中，电动车始终在跷跷板上，并分阶段实时显示电动车行驶所用的时间。

其中，到达C点附近和倒退回A点有红外循迹装置配合循迹标志完成，寻找平衡主要由倾角传感器检测小车状态控制小车前后移动完成。

基于DSP的循迹及自平衡的智能小车设计