一款基于DSP的循迹及自平衡的智能小车设计

(注意：当使能信号为0时，电机处于自由停止状态;当使能信号为1，且IN1和IN2为00或11时，电机处于制动状态，阻止电机转动。)

由于小车采用的是左右两侧速度差转向，所以为了节省I/O口，电机连接时使用一个I/O配合使能端控制一侧的两个电机的转向和转速使能端控制转速，I/O口控制转向。具体操作：同侧的两个电机并联，电机一端通过I/O口经L298N控制，另一端从同一I/O口引出一根信号线经一非门后由L298N控制。具体电路连接如图5所示(其中MG1～MG4为4个直流电机)。

方向设定主要函数如下：

配合循迹模块即可实现小车循迹功能。循迹模块分为前后4路，前4路的4个信号端口与后4路并联，前4路的4个红外循迹模块由一个I/O口供电，后4路供电由此I/O口经一非门供给。只需改变此I/O的高低电平即可完成前后循迹模块的切换。循迹程序框图如图6所示。

循迹主要程序如下：

2.3 LCD12864电路连接

为了节省I/O口，显示选用的LCD为SPI传输型，主要用于必要数据显示以及菜单和系统状态显示。该模块一共有10个引脚，其中除去电源引脚和空引脚还有RET引脚用于上电复位，CS引脚传输主从状态选择，SCK引脚时钟信号输入，SDA引脚数据输入，BUSY引脚判忙接口。由于I/O口的限制，我们采用的并非SPI数据传输模式，而是选用的模拟SPI数据传输。模拟SPI主要是对数据传输时序进行模拟。

模拟SPI数据传输，只能对数据进行一位一位的传输。因为此时序为上升沿触发，所以在传输之前时钟信号置低，传输结束后置高。但是程序的编写比较麻烦，因为此LCD的命令和数据都是8位数据。所以选择按位与加移位实现输入8位数据，具体程序如下：

在实际操作中，每次上电需要对LCD进行复位设置(RST先置低10 ms左右，然后置高20 ms左右)这样才能保证LCD正常显示，同时在命令和数据传输之前需要对LCD进行初始化操作，即对LCD进行清屏操作(清除上电一瞬间的乱码显示)，然后根据需求进行亮度设置。由于此设计中LCD只需进行数据的接收，所以CS片选端直接接地，设置LCD为从输入设备即可。具体电路连接如图7所示。

2.4 倾角传感器电路连接

倾角传感器选用的是数字信号传输的MMA7361，此模块能够检测器件的X/Y/Z三轴的倾斜角度，以及期间的加速度。小车在跷跷板上寻找平衡只需一个轴检测倾角即可，所以任选一轴与小车车面平行，竖直指向车头即可。

当小车发生前后倾斜时，输出电压改变，通过输出电压的线性变化反映小车的倾角、运动加速度，以及运动的方向。通过A/D采样进行相应的电压/角度、电压/加速度转换，这样便可以时刻调节小车姿态。

倾角传感器A/D采样程序设定如下：

结语

本文只用了TMS320F28027的部分功能，算法也比较简单，只是为大家的学习交流抛砖引玉而已。TMS320F28027还有很多强大的功能，有待以后大家的学习和使用。

个人的使用经验表明TMS320F28027运算速度快，而且操作简单易学，不仅适合完成各种业余的电子设计制作，而且也能满足专业人士的大部分需求，是性价比较高的芯片。在配合外部扩展硬件的使用过程中，需仔细阅读TMS320F28027和硬件模块的电气参数，以防止元器件的损毁。