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惯性导航系统电路设计原理剖析—电路精选(25)

  车载导航是运用车载GPS(全球定位体系)合作电子地图来进行的,它能便利且精确地告知驾驶者去往目的地的最短或许最快途径,是驾驶员的好帮手。   而本文介绍的是研制一个轮式小车惯性…

  车载导航是运用车载GPS(全球定位体系)合作电子地图来进行的,它能便利且精确地告知驾驶者去往目的地的最短或许最快途径,是驾驶员的好帮手。

  而本文介绍的是研制一个轮式小车惯性导航体系,可以经过wifi完成PC终端和手持终端操控轮式小车举动以及小车所收集数据的传输。建立如下图1所示的体系,TI公司的浮点DSPTMS320F28335芯片作为主数字信号处理器,收集各MEMS惯性传感器的信号并处理,处理成果经过WIFI将数据输送到PC终端;PC终端担任显现定位成果和地图显现,并向小车驱动体系发送操控指令,一起接纳驱动体系反应的里程计信息。

  

  图1 整体架构

  硬件规划上,首要分为中心板和驱动板。中心板包含DSP最小体系,JTAG下载口规划,体系电源供应电路和MEMS传感器,WIFI模块等。而驱动板首要规划的内容是直流大电机的驱动模块。

  电路原理

  电源电路规划

  

  图2 DSP电源规划

  TMS320F28335作业时需求的电压不同:内核电压(1.9 V)与I/O供电电压(3.3 V),关于电源比较灵敏,所以电源部分运用两路输出电源器材TPS767D318来完成,如图2所示。一起依据仿真试验和实践焊接电路的测验,电源模块输出端最好运用一些容值不小于10uf的维护电容,且不能运用贴片%&&&&&%,不然作业不稳定。

  在电源规划中,考虑到TPS767D318芯片可以发生复位信号,所以在中心板上并没有再别的为DSP规划复位电路。

  JTAG下载口电路规划

  

  图3 JTAG电路规划

  图3为JTAG电路,依照仿真器的通讯引脚挑选14脚的仿真接口,一起要留意EMU0和EMUl信号有必要经过上拉电阻衔接至电源,其中上拉电阻为10kΩ。

  小车驱动板规划

  

  图4 驱动模块电路规划

  在本设备中,咱们选用BTS7960作为直流电机驱动芯片。BTS7960是集成的大电流半桥驱动,其内部包含了一片NMOS、一片PMOS和一片半桥门集驱动,在IOUT = 9 A,VS= 13.5V,Tj = 25 °C 时,其内阻抗为17mΩ。设备选用了两个直流大电机,如图4所示为驱动单个电机前后转向的电路图。

  

  图5 TLP521阻隔电路

  在电机驱动这儿,需求留意一个细节,便是电机在滚动进程中有或许会发生反向的电动势,使电流一会儿过大,导致单片机复位甚至有或许烧坏芯片。因此在规划进程中,可以考虑在单片机PWM输入到电机驱动接口的当地增加光耦器材阻隔或许二极管。如图5所示,驱动板挑选了tlp521-4这种光耦器材规划阻隔电路,减小电压的搅扰,减化电路的规划,一起也把四路PWM的I/O电平从3.3上拉到5V。

  编者结语

  本文所规划的轮式小车室内惯性导航设备,剖析了该软件规划的各个模块的详细完成办法。经试验成果表明,该规划可以实时监测到移动机器人的方位信息,并对其能完成有用操控。一起其低成本、高精度、易操作的特点将进一步使用于例如巡查机器人、救援机器人等专业范畴,必将招引国内外很多的出资商对其出资并进行更进一步的研制与使用,使其有着非常广阔的立异创业远景、使用远景和市场远景。

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