嵌入式智能小车的设计技巧

前言
　　传统智能小车，特别是嵌入式系统，一般都是基于单片机或者ARM的嵌入式系统，基本上都由软件系统和硬件系统组成的，硬件系统方面，跟传统的搭建硬件环境一样，只能做相对裁剪和功能拓展，但是，本项目的课题是通过xilinx的FPGA开发板搭建嵌入式的硬件环境，从最小系统到IP核的添加，都是根据需要进行拓展的，实现一对一的拓展，不浪费资源，而且基于FPGA的嵌入式系统的最大有优点是，既有PFGA的并行执行效率，又有嵌入式软件的逻辑过程分析控制。
　　总体方案设计
　　
　　图1 系统硬件结构框图
　　使用Spartan-6 的XC6SLX16 CSQ234 作为主控制器，传感器使用摄像头ov6620图像采集模块（兼测路径），使用超声波模块（HCSR04）测距，由于两者具有互补特性，所以能够很好的控制小车的运行状态，采用模糊算法计算出电机所需要的转速，和舵机的转角，从而实现稳步渐进。
　　1主控制器的选择
　　解决方案：采用可编程逻辑器件FPGA作为控制器。FPGA可以实现复杂的逻辑功能，规模大，密度高，体积小，稳定性高，IO资源丰富，易于外围功能扩展，随着FPGA的成本逐步降低，而且基于FPGA的嵌入式系统的搭建也成为可行，既有传统嵌入式的软件灵活性，也有FPGA的并行快速执行效率。
　　综上所述，我们选用的Nexys3 Spartan-6作为系统的主控制器。
　　2电源稳压芯片的选择
　　本系统中，Spartan-6主控制器。
　　解决方案：由于直流电机的功耗大，决定采用7.2V，2000mAh的电池为供电源，采用LM25xx系列单片集成开关电源作为降压芯片，可以提供大功率的输出，转换效率高，性能稳定。
　　3电机驱动选择
　　解决方案：采用BTS7960B搭建全桥驱动，可以满足大功率的输出，分别驱动两个电机。
　　
　　驱动模块电路
　　摄像头模块的选择
　　方案：采用数字摄像头ov6620，控制简单，价格合适，信号稳定。