基于MSP430智能小車的設計

摘要：介紹一種基于MSP430F2274單片機為核心的智能小車。小車采用超聲波測距技術實現自動避障，同時通過語音模塊來播報出小車與障礙物的距離。為了使測距不受溫度影響，用溫度傳感器實時檢測小車周圍環境的溫度并修正距離計算公式的參數，采用光電編碼器來檢測小車的速度，運用PID控制算法和PWM來控制小車的精確穩定的運行，從而達到預期的設計目標。
關鍵詞：MSP430F2274；超聲波模塊；光電編碼器；PID控制算法

智能小車涉及到高級計算機控制、電子機械、自動化等諸多學科，隨著科技的不斷進步，智能電子產品發展步驟不斷加快，各種應用層次的機器人等大量出現，目前應用在智能小車或機器人的微控制器主要是8／16單片機或ARM和數字信號處理器DSP等。本設計采用TI公司生產的功耗低運行速度快且價格便宜的MSP430F2274為核心，避障檢測采用測距精準的超聲波傳感器，該傳感器采集小車周圍的環境信息并傳遞給MSP430進行程序判斷處理，從而達到控制小車自動避障的目的。

1 系統的總體結構框圖
該系統主要由MSP430控制器，超聲波避障模塊，電機驅動，測速，語音模塊，溫度模塊，小車的機械運動部分采用四輪差速轉向式結構，前2個輪是驅動輪，分別由電機控制其運動，后兩輪為隨動輪。采用MSP430F2274單片機作為主控制單元，小車裝有超聲波模塊來負責探測障礙物，做出避障決策。在小車的驅動輪上裝有光電編碼器對小車進行測速。為消除溫度對測距的影響，使用溫度傳感器模塊時刻檢測小車周圍的溫度情況并修正。在小車上裝配語音播報功能模塊，能知道小車的位置和運行狀態，總體結構框圖如圖1所示。

2 智能小車的硬件設計
2．1 主控芯片
該設計是以MSP430F2274單片機為控制的核心部件。MSP430是一款16位的超低功耗單片機，采用了精簡指令集(RISC)結構，具有豐富的尋址方式，片內資源豐富，處理能力強大、系統工作穩定，主要是它具有多路PWM輸出，以作為該設計電機控制的有利資源，系統主控設計圖如圖2所示。