一種基于FPGA的智能小車設計方案

　　超聲波發射電路如圖7所示。

　　3.3 電機驅動電路

　　電機驅動模塊采用專用芯片L298N作為電機驅動芯片，L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅動芯片，其響應頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流電機。表1為L298N功能表。L298N的5、7、10、12四個引腳接到FPGA上，通過對FPGA的編程就可實現兩個直流電機的PWM調速控制，其驅動電路的設計如圖8所示。

　　4 系統軟件設計

　　本系統采用PWM來調節直流電機的速度，通過VHDL語言編程實現FPGA的邏輯門控制。小車進入循跡模式后就開始不停地掃描與紅外探測器連接的單片I/O口，一旦檢測到某個I/O口有信號變化，就執行相應的判斷程序，把相應的信號發送給電動機從而糾正小車的運行狀態。小車循跡避障流程圖分別如圖9、圖10所示。

　　5 系統測試

　　為了測試智能小車系統的正常運行情況，設計場景對循跡小車系統進行測試。測試路線是用黑色的電工膠布來鋪設，鋪設在淺色地板上，該軌道為S型，在起點處以及各個目的地的終點處，有一條貫穿軌道的黑色橫線，以此來指明停車點，S型軌道結束后，地面的任意擺上幾個障礙物，走完障礙物路面到達指定地點停車。

　　通過軟硬件調試，在Quartus II軟件上得到的仿真波形如圖11所示。

　　6 結論

　　文中設計的智能小車，采用紅外傳感器TRTC5000為循跡模塊、FPCA為主要控芯片。小車使用單元模塊化的電路設計，使得系統簡潔，響應快、性能穩定，經測試小車實現了避障循跡功能。