论文总字数：15850字

摘 要

本文主要进行以LPC54606J512BD100微控制器为核心控制单元的智能车系统硬件设计，采用恩智浦组委会规定的C型车模。机械结构包括底盘，前轮和各器件选择安装等方面的调整与优化；在原理图和PCB的设计过程中考虑到系统的稳定、可靠、高效、实用、简洁等，包括各个功能模块的设计以及相互之间的防干扰措施。学会原理图和PCB图的绘制，了解各功能模块的原理和作用。绘制了包括最小系统供电模块、外设供电模块，舵机供电模块和电机驱动供电模块以及电机驱动模块、电磁传感器模块、编码器模块、摄像头模块和辅助调试模块，尽可能的完善小车的功能。

关键词：智能车 原理图 PCB

The Design of Multi-Sensor Smart Car

Abstract

This paper mainly designs the hardware of the smart car system with the LPC54606J512BD100 microcontroller as the core control unit, and adopts the C-type car model specified by the NXP Organizing Committee. The mechanical structure includes adjustment and optimization of the chassis, front wheel and various components. The design of the schematic and PCB is considered to be stable, reliable, efficient, practical, and concise, including the design of each functional module. Interference prevention measures between each other. Learn the schematic and PCB diagrams to understand the principles and functions of each functional module. The system includes the minimum system power supply module, peripheral power supply module, servo power supply module and motor drive power supply module, as well as motor drive module, electromagnetic sensor module, encoder module, camera module and auxiliary debugging module, to improve the function of the car as much as possible.

Key Words: Smart Car； Schematic； PCB

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1智能小车背景 1

1.1.1. 发展历史 1

1.1.2. 应用前景 1

1.2总体设计方案 2

1.2.1. 总体结构 2

1.2.2. 硬件组成 3

1.3应用软件介绍 3

1.3.1. 简介 3

1.3.2. 文件组成 3

1.3.2. 结构组成 4

1.3.3. 文件类型 4

1.3.4. 设计流程 5

第二章 机械结构 6

2.1车体机械建模 6

2.2前轮倾角的调整 6

2.3底盘高度的调整 7

2.4编码器的安装 7

2.5舵机安装结构的安装 8

2.6摄像头的安装 8

第三章 硬件电路设计 9

3.1总体设计说明 9

3.1.1. 易造成干扰的电路——大功率电路 9

3.1.2. 耦合作用及其应对方法 10

3.2传感器选择说明 10

3.2.1. 摄像头传感器的选择 10

3.2.2. 编码器的选择 11

3.3电路模块设计说明 11

3.3.1. 最小系统供电稳压模块 11

3.3.2. 外设供电稳压模块 12

3.3.3. 5V供电稳压模块 12

3.3.4. 舵机供电稳压模块 13

3.3.5. 电机驱动供电稳压模块 14

3.4单片机外围电路设计说明 14

3.5电机驱动模块设计说明 15

3.6编码器设计说明 16

3.7电磁传感器模块设计说明 17

3.8摄像头设计说明 18

3.9辅助调试模块设计说明 18

第四章 PCB设计 20

4.1 设计中层的概念 20

4.1.1. Top/Bomttom layer： 20

4.1.2. Top/Bomttom Solder： 20

4.1.3. Top/Bomttom Overly: 20

4.1.4. Keepout layer 20

4.1.5. Mechanical layer： 20

4.2设计流程 20

4.3布局注意点 21

4.3.1. 模块分置： 21

4.3.2. 间距问题： 21

4.3.3. 电容位置： 21

4.3.4. 其他 21

4.4布线事项 22

4.4.1. 线宽线长线距： 22

4.4.2. 倒角： 23

4.4.3. 过孔处理原则： 23

4.4.4. 其他： 24

4.5其他注意事项 25

4.5.1. 补泪滴： 25

4.5.2. 极性标注： 25

4.5.3. 模拟地与数字地分离： 25

4.5.4. 规则检查 25

4.5.5. 元器件摆放 26

4.5.6. 重要原件的摆放 26

4.5.7. 模块布局 26

4.5.8. 封装 27

4.5.9. 走线 27

结语 28

参考文献 30

致谢 32

第一章 引言

1.1智能小车背景

随着现代科技的发展，电子工业的不断进步，智能控制技术渗入到各个工业、生活领域的方方面面。在智能车辆方面，国外研究起步早，技术水平高。相反，国内起步相对较晚，但伴随着一代代人的拼搏我国也取得了不俗的成绩。智能化必然是今后社会科技发展的方向，它能够在无人监控的情况下根据预先控制模式自动运行完成既定目标。一般来说，智能小车的目标就是在白底黑边的赛道上，根据赛道元素自主控制电机转速和舵机打角完成整个赛道，实现小车的自主智能控制。

• • 1. 发展历史

智能车发展历史还是比较久远的，从二十世纪五十年代开始国外已经率先进行研究。1954年第一台自主引导车AGVS在美国Barrett Electronics公司面世用于提高仓库货物运输的效率。1986年欧洲成立普罗米修斯项目开始对智能车辆领域进行探索。包括美国卡内基梅隆大学，日本大阪大学Shirai实验室和韩国理工大学都在智能车辆领域钻研，突破。

相对的，我国在这方面的研究开始的就晚很多了。从二十世纪八十年代起步，而且只是针对于某些单项技术研究的阶段。2003年，中国一汽和国防科技大学合作，中国第一台自主驾驶汽车问世。之后清华大学，南京理工大学等多个高校合作研究了7B.8军用室外自主车。学术界在智能车辆的研究也从来没有停滞。包括来自桂林理工大学的黄建能等研发的无线遥控小车，于连国等研发的能够自动往返智能电动车以及葛广军设计的循迹智能小车等。

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