基于LM3S811的智能避障小车

硬件电路的设计

小车所能实现的功能：主动识别障碍物，并对障碍物自动做出反应，实现自动避障功能。整个系统大致分为以下五个主要部分：电源模块、微控制器单元模块、电机控制模块、传感器模块、机身模块。以下就各部分进行详细的说明。

电源模块

本系统选择了8.2V的直流电压源为整个系统进行供电，电机部分需要7～12V的直流电源，采用电压源直接为其控制驱动芯片来供电，传感器模块需要5V的直流电源，采用SPX1117M3_5V的稳压芯片来输出恒定的5V电压，微控制器模块需要3.3V的直流电源，我采用SPX1117_M3_3.3V的稳压芯片来为其提供恒定的电压源。

微控制器模块

整个系统的控制单元采用LM3S811(与LM3S615全兼容)。LM3S811是32位的基于Cortex_M3 V7M架构的微控制器;具有32KB的Flash和8KB的SRAM;可以达到50MHz的工作频率;集成了嵌套向量中断控制器(NVIC)以提供明确的中断处理，有29个中断，带8个优先级;具有丰富的外设资源，多达3个通用定时器，2个UART、1个SSI、ADC、I2C、3个PWM发生器模块，多达34个通用GPIO。本系统主要使用到的部分是JTAG口下载和调试测序，PWM模块以驱动红外线传感器，GPIO口以驱动步进电机，ADC模块检测电池电压。

电机控制模块

电机控制模块主要负责控制电脑鼠的运动，包括电机和电机驱动电路两部分。电机为两个两相四线制步进电机，工作电压为8.2V。电机驱动芯片采用BA6845FS，每个芯片包含2个H桥，它的最大驱动电流为1A，且在输入逻辑的控制下输出有3种模式：正向、反向和停止。

传感器模块

传感器单元选用IRM-8601S红外线一体化接收头;普通红外线发射管。红外发射管SIR563ST3F具有以下特性：最大辐射角约为30°，工作中心频率38kHz，940nm波长，PWM调制。红外线接受管IRM8601S为一体式红外线接收头，其最佳工作波长为940nm，视角45?，38kHz带通滤波。使用PWM模块产生38kHz的红外调制信号经红外发射管发出，当一体化接收头接收到38kHz的红外发射信号时将产生低电平，否则为高电平。采集接收端的信号状态来判断是否有墙壁。

电脑鼠机身模块

结合电脑鼠的外型尺寸、迷宫格的大小以及电脑鼠走迷宫竞赛的比赛要求，我们对电脑鼠机身进行了设计，并交由工厂加工制作。

底层算法的研究

搜集查阅相关资料，对各部分功能进行需求分析，制作程序流程图，对各部分代码进行编写。

传感器驱动

通过调节电位器阻值的大小，改变有效发射信号强度，当接收头刚好能接收到信号时，记录下此时发射的强度，这样也就可以大致测算出距离。让五个发射头轮流发射38kHz及35kHz的调制信号，改变有效发射信号的强度，从而能够粗略判断障碍物的远近距离，指示出有没有障碍物。