一种omap平台数据接口扩展电路及其小车智能控制系统的制作方法
一种omap平台数据接口扩展电路及其小车智能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能车辆0ΜΑΡ平台自动控制技术领域，具体涉及一种0ΜΑΡ平台数据接 口扩展电路及其小车智能控制系统。
【背景技术】
[0002] 智能小车是一个集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统，它集 中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。 智能小车主要应用于军事侦察与环境探测、危险探测与险情排除、安全检测受损评估、制造 业、智能交通等领域。但是现有的智能车辆视觉导航技术还达不到实际应用的地步，且现有 智能车辆的车载平台以工控机为主，系统复杂。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是解决现有的智能车辆存在的车辆视觉导航技术达不到实际应用 的要求和系统复杂的技术问题，提供一种0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路及其小车智能控制系 统。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0005] -种0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路，其中：它包括第一控制器电路、第二控制器电 路、串口通信电路、超声波传感器控制电路、遥控器接收电路、小车控制电路、电源电路、复 位电路和程序下载电路；
[0006] 所述第一控制器电路由第一微处理器芯片、第一晶体振荡器和两个去耦电容组 成，第一微处理器芯片的VCC引脚接电源电路的+5V，第一微处理器芯片的GND引脚接GND;第 一微处理器芯片的XTAL1引脚与第一晶体振荡器的3号引脚和第一去親电容的正极连接， 第一微处理器芯片的XTAL2引脚与第一晶体振荡器的1号引脚和第二去耦电容的正极连接， 第一去耦电容的负极和第二去耦电容的负极接GND，第一微处理器芯片的9脚与复位电路的 Net_RST端连接，第一微处理器芯片的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5V连接，第一 微处理器芯片的RxD串口引脚与程序下载电路的第一下载接口的1号引脚连接，第一微处理 器芯片的TxD串口引脚与程序下载电路的第一下载接口的2号引脚连接，第一微处理器芯片 的通用I/O端口 P0与超声波传感器控制电路的第一超声波传感器控制接口连接;第一微处 理器芯片的通用I/O端口 P1与超声波传感器控制电路的第二超声波传感器控制接口连接， 第一微处理器芯片的通用I/O端口 P2与遥控器接收电路的遥控器接口连接；
[0007] 所述第二控制器电路由第二微处理器芯片、第二晶体振荡器、两个去耦电容组成； 第二微处理器芯片的VCC引脚与电源电路的+5V连接，第二微处理器芯片的GND引脚接GND， 第二微处理器芯片的XTAL1引脚与第二晶体振荡器的3号引脚和第三去耦电容的正极连接， 第二微处理器芯片的XTAL2引脚与第二晶体振荡器的1号引脚和第四去耦电容的正极连接， 第三去耦电容的负极和第四去耦电容的负极接GND，第二微处理器芯片的复位引脚9脚与复 位电路的Net_RST相接，第二微处理器芯片的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5连接， 第二微处理器芯片的RxD串口引脚与程序下载电路的第二下载接口的1号引脚连接，第二微 处理器芯片的TxD串口引脚与程序下载电路的第二下载接口的2号引脚连接，第二微处理器 芯片通用I /0端口 P0与小车控制电路的小车控制接口连接；
[0008] 所述串口通信电路由一组通信接口和一个第1电阻组成，通信接口的4号引脚与第 二微处理器芯片的RxD引脚连接，通信接口的5号引脚与第一微处理器芯片的TxD引脚连接， 通信接口的1号引脚经第1电阻与电源电路+5V连接，通信接口的6号引脚接GND;
[0009] 所述超声波传感器控制电路由两组超声波传感器控制接口和16个上拉电阻组成， 第一超声波传感器控制接口的8个引脚分别通过8个上拉电阻与电源电路+5V连接，第二超 声波传感器控制接口的8个引脚分别通过8个上拉电阻与电源电路+5V连接；
[0010] 所述遥控器接收电路由一组遥控器接口和8个上拉电阻组成，遥控器接口的8个引 脚分别通过8个上拉电阻与电源电路+5V连接；
[0011] 所述小车控制电路包括小车控制接口和8个上拉电阻组成，小车控制接口的8个引 脚分别通过8个上拉电阻与电源电路+5V连接；
[0012] 所述电源电路由两个稳压芯片、两个二极管、四个电容、一个开关芯片、一个+5V电 源接口、一个遥控接收器电源接口、一个GND接口、一个外部供电接口和电源接口组成，开关 芯片的3号引脚与电源VCC连接，开关芯片的6号引脚接GND，开关芯片的2号引脚与外部供电 接口的4号和5号引脚连接，开关芯片的5号引脚与外部供电接口的1号和2号引脚连接，第一 二极管的正极和第二二极管的正极与电源VCC连接，第一稳压芯片的IN引脚与第一二极管 的负极和第一电容的正极连接，第一稳压芯片的OUT引脚和第三电容的正极与电源电路+5V 连接，第一稳压芯片的GND引脚、第一电容的负极和第三电容的负极接GND，第二稳压芯片的 IN引脚与第二二极管的负极和第二电容的正极连接，第二稳压芯片的OUT引脚与第四电容 的正极和电源接口的2号和3号引脚连接，第二稳压芯片的GND引脚、第二电容的负极和第四 电容的负极接GND，遥控接收器电源接口的2号引脚与电源电路+5V连接，遥控接收器电源接 口的1号引脚接GND，+5V电源接口的引脚都与电源电路+5V连接，GND接口的引脚都接GND，遥 控接收器电源接口、+5V电源接口、GND接口、外部供电接口和电源接口用于对外部设备供 电；
[0013]所述复位电路由一个按键开关、一个第34电阻组成，按键开关的一端与电源电路+ 5连接，按键开关的另一端为复位电路的Net_RST端，按键开关的另一端经第34电阻接GND;
[0014] 所述程序下载电路由两组下载接口组成，第一下载接口的4号引脚和第二下载接 口 J12的4号引脚分别与电源电路+5V连接，第一下载接口的3号引脚和第二下载接口的3号 弓丨脚分别接GND。
[0015] -种利用所述0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的基于0ΜΑΡ平台的小车智能控制系统， 其中：它包括0ΜΑΡ平台、超声波传感器、遥控接收机、电机、舵机、陀螺仪、摄像头和0ΜΑΡ平台 数据接口扩展电路;所述0ΜΑΡ平台通过以太网接口采集摄像头的视屏数据;0ΜΑΡ平台通过 第一 UART接口与陀螺仪模块连接，采集陀螺仪模块的信息，获取车辆姿态;0ΜΑΡ平台通过第 二UART接口与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路中串口通信电路的通信接口连接，获取第一控制 器所捕获的超声波传感器信息和遥控信息，并将控制信息发送给第二控制器;超声波传感 器一个连接端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的第一超声波传感器控制接口连接，超声波传 感器另一个连接端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的第二超声波传感器控制接口连接;遥控 接收机的数据端与OMAP平台数据接口扩展电路遥控器接口连接，且遥控接收机的电源端与 0MAP平台数据接口扩展电路遥控接收器电源接口连接;电机的控制端与0MAP平台数据接口 扩展电路小车控制接口的1号引脚连接;舵机控制端与0MAP平台数据接口扩展电路小车控 制接口的2号引脚连接。
[0016]由于本发明采用了上述技术方案，解决了现有的智能车辆存在的车辆视觉导航技 术达不到实际应用的要求，且现有智能车辆的车载平台以工控机为主，系统复杂的技术问 题，与【背景技术】相比，本发明具有能够实时采集车辆前方图像，经图像处理与智能分析后得 到可识别的路面信息与道路情况，并根据控制策略得到车辆的最佳运动方案，车辆控制系 统根据最佳运动方案完成对智能小车的运动控制，且本发明基于0ΜΑΡ平台控制系统结构简 单，系统响应迅速的优点。
【附图说明】
[0017]图1是0ΜΑΡ平台小车智能控制系统的结构框图；
[0018]图2是第一微处理器芯片的接线原理图；
[0019]图3是第二微处理器芯片的接线原理图；
[0020]图4是通信接口的接线原理图；
[0021]图5是第一超声波传感器控制接口的接线原理图；
[0022]图6是第二超声波传感器控制接口的接线原理图；
[0023]图7是遥控接收器接口的接线原理图；
[0024]图8是小车控制接口的接线原理图；
[0025]图9是第一稳压芯片的接线原理图；
[0026]图10是第二稳压芯片的接线原理图；
[0027]图11是开关的接线原理图；
[0028]图12是遥控接收器电源接口的的接线原理图；
[0029]图13是外部供电接口的的接线原理图；
[0030]图14是电源接口的接线原理图；
[0031]图15是+5V电源接口的接线原理图；
[0032]图16是GND接口的接线原理图；
[0033]图17是复位电路的接线原理图；
[0034]图18是第一下载接口的接线原理图；
[0035]图19是第二下载接口的接线原理图； 图20是上行数据格式协议原理图； 图21是下行数据格式协议原理图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和实施例对本发明作详细说明：
[0037]如图2~图19所示，本实施例中的0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路，它包括第一控制器 电路、第二控制器电路、串口通信电路、超声波传感器控制电路、遥控器接收电路、小车控制 电路、电源电路、复位电路和程序下载电 路；
[0038] 所述第一控制器电路由第一微处理器芯片（STC89C516RD+)U1、第一晶体振荡器Y1 和两个去耦电容Cl、C2组成，第一微处理器芯片U1的VCC引脚接电源电路的+5V，第一微处理 器芯片U1的GND引脚接GND;第一微处理器芯片U1的XTAL1引脚与第一晶体振荡器Y1的3号引 脚和第一去耦电容C1的正极连接，第一微处理器芯片U1的XTAL2引脚与第一晶体振荡器Y1 的1号引脚和第二去耦电容C2的正极连接，第一去耦电容C1的负极和第二去耦电容C2的负 极接GND，第一微处理器芯片U1的9脚与复位电路的Net_RST端连接，第一微处理器芯片U1的 外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5V连接，第一微处理器芯片U1的RxD串口引脚与程序 下载电路的第一下载接口 J11的1号引脚连接，第一微处理器芯片U1的TxD串口引脚与程序 下载电路的第一下载接口 J11的2号引脚连接，第一微处理器芯片U1的通用I/O端口 P0与超 声波传感器控制电路的第一超声波传感器控制接口 J2连接;第一微处理器芯片U1的通用1/ 0端口 P1与超声波传感器控制电路的第二超声波传感器控制接口 J3连接，第一微处理器芯 片U1的通用I /0端口 P2与遥控器接收电路的遥控器接口 J4连接；
[0039] 所述第二控制器电路由第二微处理器芯片（STC89C516RD+)U2、第二晶体振荡器 Y2、两个去耦电容C3、C4组成;第二微处理器芯片U2的VCC引脚与电源电路的+5V连接，第二 微处理器芯片U2的GND引脚接GND，第二微处理器芯片U2的XTAL1引脚与第二晶体振荡器Y2 的3号引脚和第三去耦电容C3的正极连接，第二微处理器芯片U2的XTAL2引脚与第二晶体振 荡器Y2的1号引脚和第四去耦电容C4的正极连接，第三去耦电容C3的负极和第四去耦电容 C4的负极接GND，第二微处理器芯片U2的复位引脚9脚与复位电路的Net_RST相接，第二微处 理器芯片U2的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5连接，第二微处理器芯片U2的RxD串 口引脚与程序下载电路的第二下载接口 J12的1号引脚连接，第二微处理器芯片U2的TxD串 口引脚与程序下载电路的第二下载接口 J12的2号引脚连接，第二微处理器芯片U2通用I/O 端口 P0与小车控制电路的小车控制接口 J5连接；
[0040] 所述串口通信电路由一组通信接口（HEADER 6)J1和一个第1电阻R1组成，通信接 口 J1的4号引脚与第二微处理器芯片U2的RxD引脚连接，通信接口 J1的5号引脚与第一微处 理器芯片U1的TxD引脚连接，通信接口 J1的1号引脚经第1电阻R1与电源电路+5V连接，通信 接口 J1的6号引脚接GND;
[00411 所述超声波传感器控制电路由两组超声波传感器控制接口（HEADER 8)J2、J3和16 个上拉电阻R2~R17组成，第一超声波传感器控制接口 J2的8个引脚分别通过8个上拉电阻 R2~R9与电源电路+5V连接，第二超声波传感器控制接口 J3的8个引脚分别通过8个上拉电 阻R10~R17与电源电路+5V连接；
[0042] 所述遥控器接收电路由一组遥控器接口（HEADER 8)J4和8个上拉电阻R18~R25组 成，遥控器接口 J4的8个引脚分别通过8个上拉电阻R18~R25与电源电路+5V连接；
[0043] 所述小车控制电路包括小车控制接口（HEADER 8)J5和8个上拉电阻R26~R33组 成，小车控制接口 J5的8个引脚分别通过8个上拉电阻R26~R33与电源电路+5V连接；
[0044] 所述电源电路由两个稳压芯片(REG1117-5)U3、U4、两个二极管（1N4007)V1、V2、四 个电容 C5、C6、C7、C8、一个开关芯片（SWDIP-3)U5、一个+5V电源接口（HEADER8)J9、一个遥 控接收器电源接口（HEADER 2)J6、一个GND接口（HEADER 8)J10、一个外部供电接口（HEADER 5)J7和电源接口（HEADER 4)J8组成，开关芯片U5的3号引脚与电源VCC连接，开关芯片U5的6 号引脚接GND，开关芯片U5的2号引脚与外部供电接口 J7的4号和5号引脚连接，开关芯片U5 的5号引脚与外部供电接口 J7的1号和2号引脚连接，第一二极管VI的正极和第二二极管V2 的正极与电源VCC连接，第一稳压芯片U3的IN引脚与第一二极管VI的负极和第一电容C5的 正极连接，第一稳压芯片U3的OUT引脚和第三电容C6的正极与电源电路+5V连接，第一稳压 芯片U3的GND引脚、第一电容C5的负极和第三电容C6的负极接GND，第二稳压芯片U4的IN引 脚与第二二极管V2的负极和第二电容C7的正极连接，第二稳压芯片U4的OUT引脚与第四电 容C8的正极和电源接口 J8的2号和3号引脚连接，第二稳压芯片U4的GND引脚、第二电容C7的 负极和第四电容C8的负极接GND，遥控接收器电源接口 J6的2号引脚与电源电路+5 V连接，遥 控接收器电源接口 J6的1号引脚接GND，+5V电源接口（ J9)的引脚都与电源电路+5V连接，GND 接口 J1 〇的引脚都接GND，遥控接收器电源接口 J6、+5V电源接口（ J9)、GND接口 J10、外部供电 接口 J7和电源接口 J8用于对外部设备供电；
[0045] 所述复位电路由一个按键开关K、一个第34电阻R34组成，按键开关K的一端与电源 电路+5连接，按键开关K的另一端为复位电路的Net_RST端，按键开关K的另一端经第34电阻 R34接GND;
[0046]所述程序下载电路由两组下载接口（HEADER 4)J11、J12组成，第一下载接口 J11 的4号引脚和第二下载接口 J12的4号引脚分别与电源电路+5V连接，第一下载接口 J11的3号 弓丨脚和第二下载接口 J12的3号引脚分别接GND。
[0047]如图1所示，本实施例中的基于0ΜΑΡ平台的小车智能控制系统利用上述实施例中 的0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路，其中：它包括0ΜΑΡ平台（SBC8140)、超声波传感器(WFR07S)、 遥控接收机(HC-SR04)、三相电机、舵机(MG996R)、陀螺仪(MIN-900-2)、摄像头(BFLY-PGE-09S2C-CS)和0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路;所述0ΜΑΡ平台通过以太网接口采集摄像头的视 屏数据;0ΜΑΡ平台通过第一UART接口与陀螺仪模块连接，采集陀螺仪模块的信息，获取车辆 姿态;0ΜΑΡ平台通过第二UART接口与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路中串口通信电路的通信接 口 J1连接，获取第一控制器所捕获的超声波传感器信息和遥控信息，并将控制信息发送给 第二控制器;超声波传感器一个连接端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的第一超声波传感器 控制接口 J2连接，超声波传感器另一个连接端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的第二超声波 传感器控制接口 J3连接;遥控接收机的数据端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路遥控器接口 J4 连接，且遥控接收机的电源端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路遥控接收器电源接口 J6连接； 电机的控制端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路小车控制接口 J5的1号引脚连接;舵机控制端 与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路小车控制接口 J5的2号引脚连接。
[0048]下面对本实施例中的基于0ΜΑΡ平台的小车智能控制系统的工作原理作简要说明：
[0049] 第一控制器电路采集器的设计与实现：
[0050] 第一控制器电路的第一微处理器芯片使用STC89C516RD+单片机，最多对8路超声 波传感器进行同步控制，获取各路传感器超声波反射时间A t，通过公式
[0051 ] S.=- 勹. L·
[0052]计算出车辆周围障碍物距离S其中v = 340m/s，同时采集遥控器接收机的8路舵机 信号，并将所采集到的信息处理后按照协议上传至0ΜΑΡ开发板的UART接口。
[0053]协议要求，上传的每组数据包含三个字节，第一个字节表示传感器编号或遥控器 频道号，第二个字节为数据低六位，第三个字节为数据高六位，如图20所示。
[0054]
[0055] 上行数据格式协议
[0056] 第二控制器电路控制器的设计与实现
[0057] 第二控制器电路的第二微处理器芯片使用STC89C516RD+单片机，接收0ΜΑΡ开发板 UART接口传来的数据，数据解析后得到控制信号，将控制信号转化为舵机控制信号，输出至 车辆的电机和舵机，实现对车辆的控制。
[0058]协议要求，接收到的每组数据包含两个字节，第一个字节为频道号，第二个字节为 控制信号，如图21所示。
[0059]
[0060]下行数据格式协议
[0061] 将控制信号ct转化为舵机信号高电平时间th的公式为：
[0062] th = 3.635((ct&0x7f))<<l
[0063] 按上述公式输出20ms舵机控制信号，实现对车辆的控制。
[0064] 电源电路，使用7.2V电池和ASM1117芯片为第二微处理器芯片和第一微处理器芯 片提供5V或3.3V供电。
[0065]信号采集部分:第一微处理器芯片P2接口与遥控器接收机信号线相接，配合上拉 电阻获取遥控器信号;第一微处理器芯片P0与P1接口分别与超声波模块的发送和接收线相 接，配合上拉电阻实现对超声波模块的 控制和信号采集。
[0066]信号输出部分:第二微处理器芯片P0接口配合上拉电阻输出控制信号，实现对车 辆的控制。
[0067] UART通信：第一微处理器芯片的Tx接口与0ΜΑΡ开发板UARTl-Rx接口相连，第二微 处理器芯片的Rx接口与0ΜΑΡ开发板UARTl-Tx接口相连，实现上下行串口通信。
[0068]其他电路:包含滤波电路、复位电路等其他电路。
[0069]操作系统和程序设计：
[0070] 0ΜΑΡ选用WinCE6.0操作系统，软件使用VC++2005进行开发。
[0071] 第一微处理器芯片与第二微处理器芯片程序使用C语言进行开发，并针对该项目 特点做深度优化。
[0072] 其他：
[0073]陀螺仪模块使用数字输出，直接与0ΜΑΡ开发板UARTRS-232接口进行通信即可获取 车辆惯性姿态；
[0074]摄像头模块使用标准驱动程序，通过USB接口与0ΜΑΡ开发板进行通信，操作系统可 获取摄像头米集的视频?目息。
【主权项】
1. 一种OMAP平台数据接口扩展电路，其特征在于:它包括第一控制器电路、第二控制器 电路、串口通信电路、超声波传感器控制电路、遥控器接收电路、小车控制电路、电源电路、 复位电路和程序下载电路； 所述第一控制器电路由第一微处理器芯片(U1)、第一晶体振荡器(Y1)和两个去耦电容 (C1、C2)组成，第一微处理器芯片(U1)的VCC引脚接电源电路的+5V，第一微处理器芯片(U1) 的GND引脚接GND;第一微处理器芯片(U1)的XTAL1引脚与第一晶体振荡器(Y1)的3号引脚和 第一去耦电容（C1)的正极连接，第一微处理器芯片（U1)的XTAL2引脚与第一晶体振荡器 (Y1)的1号引脚和第二去耦电容(C2)的正极连接，第一去耦电容(C1)的负极和第二去耦电 容(C2)的负极接GND，第一微处理器芯片(U1)的9脚与复位电路的Net_RST端连接，第一微处 理器芯片(U1)的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5V连接，第一微处理器芯片(U1)的 RxD串口引脚与程序下载电路的第一下载接口（J11)的1号引脚连接，第一微处理器芯片 (U1)的TxD串口引脚与程序下载电路的第一下载接口（J11)的2号引脚连接，第一微处理器 芯片(U1)的通用I/O端口P0与超声波传感器控制电路的第一超声波传感器控制接口（J2)连 接;第一微处理器芯片(U1)的通用I/O端口P1与超声波传感器控制电路的第二超声波传感 器控制接口（J3)连接，第一微处理器芯片(U1)的通用I/O端口P2与遥控器接收电路的遥控 器接口（J4)连接； 所述第二控制器电路由第二微处理器芯片(U2)、第二晶体振荡器(Y2)、两个去耦电容 (C3、C4)组成;第二微处理器芯片(U2)的VCC引脚与电源电路的+5V连接，第二微处理器芯片 (U2)的GND引脚接GND，第二微处理器芯片(U2)的XTAL1引脚与第二晶体振荡器(Y2)的3号引 脚和第三去耦电容(C3)的正极连接，第二微处理器芯片(U2)的XTAL2引脚与第二晶体振荡 器(Y2)的1号引脚和第四去耦电容(C4)的正极连接，第三去耦电容(C3)的负极和第四去耦 电容(C4)的负极接GND，第二微处理器芯片(U2)的复位引脚9脚与复位电路的Net_RST相接， 第二微处理器芯片(U2)的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5连接，第二微处理器芯片 (U2)的RxD串口引脚与程序下载电路的第二下载接口（J12)的1号引脚连接，第二微处理器 芯片(U2)的TxD串口引脚与程序下载电路的第二下载接口（J12)的2号引脚连接，第二微处 理器芯片(U2)通用I/0端口P0与小车控制电路的小车控制接口（J5)连接； 所述串口通信电路由一组通信接口（J1)和一个第1电阻(R1)组成，通信接口（J1)的4号 引脚与第二微处理器芯片(U2)的RxD引脚连接，通信接口（J1)的5号引脚与第一微处理器芯 片(U1)的TxD引脚连接，通信接口（J1)的1号引脚经第1电阻(R1)与电源电路+5V连接，通信 接口（J1)的6号引脚接GND; 所述超声波传感器控制电路由两组超声波传感器控制接口（J2、J3)和16个上拉电阻 (R2~R17)组成，第一超声波传感器控制接口（J2)的8个引脚分别通过8个上拉电阻（R2~ R9)与电源电路+5V连接，第二超声波传感器控制接口（J3)的8个引脚分别通过8个上拉电阻 (R10~R17)与电源电路+5V连接； 所述遥控器接收电路由一组遥控器接口（J4)和8个上拉电阻（R18~R25)组成，遥控器 接口（J4)的8个引脚分别通过8个上拉电阻(R18~R25)与电源电路+5V连接； 所述小车控制电路包括小车控制接口（J5)和8个上拉电阻(R26~R33)组成，小车控制 接口（J5)的8个引脚分别通过8个上拉电阻(R26~R33)与电源电路+5V连接； 所述电源电路由两个稳压芯片（U3、U4)、两个二极管以1、￥2)、四个电容（05、06、〇7、 C8)、一个开关芯片(U5)、一个+5V电源接口（J9)、一个遥控接收器电源接口（J6)、一个GND接 口（J10)、一个外部供电接口（J7)和电源接口（J8)组成，开关芯片(U5)的3号引脚与电源VCC 连接，开关芯片(U5)的6号引脚接GND，开关芯片(U5)的2号引脚与外部供电接口（J7)的4号 和5号引脚连接，开关芯片(U5)的5号引脚与外部供电接口（J7)的1号和2号引脚连接，第一 二极管(VI)的正极和第二二极管(V2)的正极与电源VCC连接，第一稳压芯片(U3)的IN引脚 与第一二极管(VI)的负极和第一电容(C5)的正极连接，第一稳压芯片(U3)的OUT引脚和第 三电容(C6)的正极与电源电路+5V连接，第一稳压芯片(U3)的GND引脚、第一电容(C5)的负 极和第三电容(C6)的负极接GND，第二稳压芯片(U4)的IN引脚与第二二极管(V2)的负极和 第二电容(C7)的正极连接，第二稳压芯片(U4)的OUT引脚与第四电容(C8)的正极和电源接 口（J8)的2号和3号引脚连接，第二稳压芯片(U4)的GND引脚、第二电容(C7)的负极和第四电 容(C8)的负极接GND，遥控接收器电源接口（J6)的2号引脚与电源电路+5V连接，遥控接收器 电源接口（J6)的1号引脚接GND，+5V电源接口（J9)的引脚都与电源电路+5V连接，GND接口 (J10)的引脚都接GND，遥控接收器电源接口（J6)、+5V电源接口（J9)、GND接口（J10)、外部供 电接口（J7)和电源接口（J8)用于对外部设备供电； 所述复位电路由一个按键开关(K)、一个第34电阻(R34)组成，按键开关(K)的一端与电 源电路+5连接，按键开关(K)的另一端为复位电路的Net_RST端，按键开关(K)的另一端经第 34电阻（R34)接GND; 所述程序下载电路由两组下载接口（J11、J12)组成，第一下载接口（J11)的4号引脚和 第二下载接口（J12)的4号引脚分别与电源电路+5V连接，第一下载接口（J11)的3号引脚和 第二下载接口（J12)的3号引脚分别接GND。2. -种利用权利要求1所述0MAP平台数据接口扩展电路的基于0MAP平台的小车智能控 制系统，其特征在于:它包括0MAP平台、超声波传感器、遥控接收机、电机、舵机、陀螺仪、摄 像头和0MAP平台数据接口扩展电路;所述0MAP平台通过以太网接口采集摄像头的视屏数 据;0MAP平台通过第一UART接口与陀螺仪模块连接，采集陀螺仪模块的信息，获取车辆姿 态;0MAP平台通过第二UART接口与0MAP平台数据接口扩展电路中串口通信电路的通信接口 (J1)连接，获取第一控制器所捕获的超声波传感器信息和遥控信息，并将控制信息发送给 第二控制器;超声波传感器一个连接端与0MAP平台数据接口扩展电路的第一超声波传感器 控制接口（J2)连接，超声波传感器另一个连接端与0MAP平台数据接口扩展电路的第二超声 波传感器控制接口（J3)连接;遥控接收机的数据端与0MAP平台数据接口扩展电路遥控器接 口（J4)连接，且遥控接收机的电源端与0MAP平台数据接口扩展电路遥控接收器电源接口 (J6)连接;电机的控制端与0MAP平台数据接口扩展电路小车控制接口（J5)的1号引脚连接； 舵机控制端与0MAP平台数据接口扩展电路小车控制接口（J5)的2号引脚连接。
【专利摘要】一种OMAP平台数据接口扩展电路及其小车智能控制系统，本发明属于智能车辆OMAP平台自动控制技术领域，目的是解决现有的智能车辆存在的车辆视觉导航技术达不到实际应用的要求和系统复杂的技术问题，一种OMAP平台数据接口扩展电路，它包括第一控制器电路、第二控制器电路、串口通信电路、超声波传感器控制电路、遥控器接收电路、小车控制电路、电源电路、复位电路和程序下载电路；一种利用所述OMAP平台数据接口扩展电路的基于OMAP平台的小车智能控制系统，它包括OMAP平台、超声波传感器、遥控接收机、电机、舵机、陀螺仪、摄像头和OMAP平台数据接口扩展电路；本发明基于OMAP平台控制系统结构简单，系统响应迅速的优点。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN105487540
【申请号】CN201510974035
【发明人】黄晋英, 兰艳亭, 闫语畅, 宋国浩, 方志军
【申请人】中北大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月22日
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能车辆0ΜΑΡ平台自动控制技术领域，具体涉及一种0ΜΑΡ平台数据接 口扩展电路及其小车智能控制系统。
【背景技术】
[0002] 智能小车是一个集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统，它集 中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。 智能小车主要应用于军事侦察与环境探测、危险探测与险情排除、安全检测受损评估、制造 业、智能交通等领域。但是现有的智能车辆视觉导航技术还达不到实际应用的地步，且现有 智能车辆的车载平台以工控机为主，系统复杂。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是解决现有的智能车辆存在的车辆视觉导航技术达不到实际应用 的要求和系统复杂的技术问题，提供一种0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路及其小车智能控制系 统。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0005] -种0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路，其中：它包括第一控制器电路、第二控制器电 路、串口通信电路、超声波传感器控制电路、遥控器接收电路、小车控制电路、电源电路、复 位电路和程序下载电路；
[0006] 所述第一控制器电路由第一微处理器芯片、第一晶体振荡器和两个去耦电容组 成，第一微处理器芯片的VCC引脚接电源电路的+5V，第一微处理器芯片的GND引脚接GND;第 一微处理器芯片的XTAL1引脚与第一晶体振荡器的3号引脚和第一去親电容的正极连接， 第一微处理器芯片的XTAL2引脚与第一晶体振荡器的1号引脚和第二去耦电容的正极连接， 第一去耦电容的负极和第二去耦电容的负极接GND，第一微处理器芯片的9脚与复位电路的 Net_RST端连接，第一微处理器芯片的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5V连接，第一 微处理器芯片的RxD串口引脚与程序下载电路的第一下载接口的1号引脚连接，第一微处理 器芯片的TxD串口引脚与程序下载电路的第一下载接口的2号引脚连接，第一微处理器芯片 的通用I/O端口 P0与超声波传感器控制电路的第一超声波传感器控制接口连接;第一微处 理器芯片的通用I/O端口 P1与超声波传感器控制电路的第二超声波传感器控制接口连接， 第一微处理器芯片的通用I/O端口 P2与遥控器接收电路的遥控器接口连接；
[0007] 所述第二控制器电路由第二微处理器芯片、第二晶体振荡器、两个去耦电容组成； 第二微处理器芯片的VCC引脚与电源电路的+5V连接，第二微处理器芯片的GND引脚接GND， 第二微处理器芯片的XTAL1引脚与第二晶体振荡器的3号引脚和第三去耦电容的正极连接， 第二微处理器芯片的XTAL2引脚与第二晶体振荡器的1号引脚和第四去耦电容的正极连接， 第三去耦电容的负极和第四去耦电容的负极接GND，第二微处理器芯片的复位引脚9脚与复 位电路的Net_RST相接，第二微处理器芯片的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5连接， 第二微处理器芯片的RxD串口引脚与程序下载电路的第二下载接口的1号引脚连接，第二微 处理器芯片的TxD串口引脚与程序下载电路的第二下载接口的2号引脚连接，第二微处理器 芯片通用I /0端口 P0与小车控制电路的小车控制接口连接；
[0008] 所述串口通信电路由一组通信接口和一个第1电阻组成，通信接口的4号引脚与第 二微处理器芯片的RxD引脚连接，通信接口的5号引脚与第一微处理器芯片的TxD引脚连接， 通信接口的1号引脚经第1电阻与电源电路+5V连接，通信接口的6号引脚接GND;
[0009] 所述超声波传感器控制电路由两组超声波传感器控制接口和16个上拉电阻组成， 第一超声波传感器控制接口的8个引脚分别通过8个上拉电阻与电源电路+5V连接，第二超 声波传感器控制接口的8个引脚分别通过8个上拉电阻与电源电路+5V连接；
[0010] 所述遥控器接收电路由一组遥控器接口和8个上拉电阻组成，遥控器接口的8个引 脚分别通过8个上拉电阻与电源电路+5V连接；
[0011] 所述小车控制电路包括小车控制接口和8个上拉电阻组成，小车控制接口的8个引 脚分别通过8个上拉电阻与电源电路+5V连接；
[0012] 所述电源电路由两个稳压芯片、两个二极管、四个电容、一个开关芯片、一个+5V电 源接口、一个遥控接收器电源接口、一个GND接口、一个外部供电接口和电源接口组成，开关 芯片的3号引脚与电源VCC连接，开关芯片的6号引脚接GND，开关芯片的2号引脚与外部供电 接口的4号和5号引脚连接，开关芯片的5号引脚与外部供电接口的1号和2号引脚连接，第一 二极管的正极和第二二极管的正极与电源VCC连接，第一稳压芯片的IN引脚与第一二极管 的负极和第一电容的正极连接，第一稳压芯片的OUT引脚和第三电容的正极与电源电路+5V 连接，第一稳压芯片的GND引脚、第一电容的负极和第三电容的负极接GND，第二稳压芯片的 IN引脚与第二二极管的负极和第二电容的正极连接，第二稳压芯片的OUT引脚与第四电容 的正极和电源接口的2号和3号引脚连接，第二稳压芯片的GND引脚、第二电容的负极和第四 电容的负极接GND，遥控接收器电源接口的2号引脚与电源电路+5V连接，遥控接收器电源接 口的1号引脚接GND，+5V电源接口的引脚都与电源电路+5V连接，GND接口的引脚都接GND，遥 控接收器电源接口、+5V电源接口、GND接口、外部供电接口和电源接口用于对外部设备供 电；
[0013]所述复位电路由一个按键开关、一个第34电阻组成，按键开关的一端与电源电路+ 5连接，按键开关的另一端为复位电路的Net_RST端，按键开关的另一端经第34电阻接GND;
[0014] 所述程序下载电路由两组下载接口组成，第一下载接口的4号引脚和第二下载接 口 J12的4号引脚分别与电源电路+5V连接，第一下载接口的3号引脚和第二下载接口的3号 弓丨脚分别接GND。
[0015] -种利用所述0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的基于0ΜΑΡ平台的小车智能控制系统， 其中：它包括0ΜΑΡ平台、超声波传感器、遥控接收机、电机、舵机、陀螺仪、摄像头和0ΜΑΡ平台 数据接口扩展电路;所述0ΜΑΡ平台通过以太网接口采集摄像头的视屏数据;0ΜΑΡ平台通过 第一 UART接口与陀螺仪模块连接，采集陀螺仪模块的信息，获取车辆姿态;0ΜΑΡ平台通过第 二UART接口与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路中串口通信电路的通信接口连接，获取第一控制 器所捕获的超声波传感器信息和遥控信息，并将控制信息发送给第二控制器;超声波传感 器一个连接端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的第一超声波传感器控制接口连接，超声波传 感器另一个连接端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的第二超声波传感器控制接口连接;遥控 接收机的数据端与OMAP平台数据接口扩展电路遥控器接口连接，且遥控接收机的电源端与 0MAP平台数据接口扩展电路遥控接收器电源接口连接;电机的控制端与0MAP平台数据接口 扩展电路小车控制接口的1号引脚连接;舵机控制端与0MAP平台数据接口扩展电路小车控 制接口的2号引脚连接。
[0016]由于本发明采用了上述技术方案，解决了现有的智能车辆存在的车辆视觉导航技 术达不到实际应用的要求，且现有智能车辆的车载平台以工控机为主，系统复杂的技术问 题，与【背景技术】相比，本发明具有能够实时采集车辆前方图像，经图像处理与智能分析后得 到可识别的路面信息与道路情况，并根据控制策略得到车辆的最佳运动方案，车辆控制系 统根据最佳运动方案完成对智能小车的运动控制，且本发明基于0ΜΑΡ平台控制系统结构简 单，系统响应迅速的优点。
【附图说明】
[0017]图1是0ΜΑΡ平台小车智能控制系统的结构框图；
[0018]图2是第一微处理器芯片的接线原理图；
[0019]图3是第二微处理器芯片的接线原理图；
[0020]图4是通信接口的接线原理图；
[0021]图5是第一超声波传感器控制接口的接线原理图；
[0022]图6是第二超声波传感器控制接口的接线原理图；
[0023]图7是遥控接收器接口的接线原理图；
[0024]图8是小车控制接口的接线原理图；
[0025]图9是第一稳压芯片的接线原理图；
[0026]图10是第二稳压芯片的接线原理图；
[0027]图11是开关的接线原理图；
[0028]图12是遥控接收器电源接口的的接线原理图；
[0029]图13是外部供电接口的的接线原理图；
[0030]图14是电源接口的接线原理图；
[0031]图15是+5V电源接口的接线原理图；
[0032]图16是GND接口的接线原理图；
[0033]图17是复位电路的接线原理图；
[0034]图18是第一下载接口的接线原理图；
[0035]图19是第二下载接口的接线原理图； 图20是上行数据格式协议原理图； 图21是下行数据格式协议原理图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和实施例对本发明作详细说明：
[0037]如图2~图19所示，本实施例中的0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路，它包括第一控制器 电路、第二控制器电路、串口通信电路、超声波传感器控制电路、遥控器接收电路、小车控制 电路、电源电路、复位电路和程序下载电 路；
[0038] 所述第一控制器电路由第一微处理器芯片（STC89C516RD+)U1、第一晶体振荡器Y1 和两个去耦电容Cl、C2组成，第一微处理器芯片U1的VCC引脚接电源电路的+5V，第一微处理 器芯片U1的GND引脚接GND;第一微处理器芯片U1的XTAL1引脚与第一晶体振荡器Y1的3号引 脚和第一去耦电容C1的正极连接，第一微处理器芯片U1的XTAL2引脚与第一晶体振荡器Y1 的1号引脚和第二去耦电容C2的正极连接，第一去耦电容C1的负极和第二去耦电容C2的负 极接GND，第一微处理器芯片U1的9脚与复位电路的Net_RST端连接，第一微处理器芯片U1的 外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5V连接，第一微处理器芯片U1的RxD串口引脚与程序 下载电路的第一下载接口 J11的1号引脚连接，第一微处理器芯片U1的TxD串口引脚与程序 下载电路的第一下载接口 J11的2号引脚连接，第一微处理器芯片U1的通用I/O端口 P0与超 声波传感器控制电路的第一超声波传感器控制接口 J2连接;第一微处理器芯片U1的通用1/ 0端口 P1与超声波传感器控制电路的第二超声波传感器控制接口 J3连接，第一微处理器芯 片U1的通用I /0端口 P2与遥控器接收电路的遥控器接口 J4连接；
[0039] 所述第二控制器电路由第二微处理器芯片（STC89C516RD+)U2、第二晶体振荡器 Y2、两个去耦电容C3、C4组成;第二微处理器芯片U2的VCC引脚与电源电路的+5V连接，第二 微处理器芯片U2的GND引脚接GND，第二微处理器芯片U2的XTAL1引脚与第二晶体振荡器Y2 的3号引脚和第三去耦电容C3的正极连接，第二微处理器芯片U2的XTAL2引脚与第二晶体振 荡器Y2的1号引脚和第四去耦电容C4的正极连接，第三去耦电容C3的负极和第四去耦电容 C4的负极接GND，第二微处理器芯片U2的复位引脚9脚与复位电路的Net_RST相接，第二微处 理器芯片U2的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5连接，第二微处理器芯片U2的RxD串 口引脚与程序下载电路的第二下载接口 J12的1号引脚连接，第二微处理器芯片U2的TxD串 口引脚与程序下载电路的第二下载接口 J12的2号引脚连接，第二微处理器芯片U2通用I/O 端口 P0与小车控制电路的小车控制接口 J5连接；
[0040] 所述串口通信电路由一组通信接口（HEADER 6)J1和一个第1电阻R1组成，通信接 口 J1的4号引脚与第二微处理器芯片U2的RxD引脚连接，通信接口 J1的5号引脚与第一微处 理器芯片U1的TxD引脚连接，通信接口 J1的1号引脚经第1电阻R1与电源电路+5V连接，通信 接口 J1的6号引脚接GND;
[00411 所述超声波传感器控制电路由两组超声波传感器控制接口（HEADER 8)J2、J3和16 个上拉电阻R2~R17组成，第一超声波传感器控制接口 J2的8个引脚分别通过8个上拉电阻 R2~R9与电源电路+5V连接，第二超声波传感器控制接口 J3的8个引脚分别通过8个上拉电 阻R10~R17与电源电路+5V连接；
[0042] 所述遥控器接收电路由一组遥控器接口（HEADER 8)J4和8个上拉电阻R18~R25组 成，遥控器接口 J4的8个引脚分别通过8个上拉电阻R18~R25与电源电路+5V连接；
[0043] 所述小车控制电路包括小车控制接口（HEADER 8)J5和8个上拉电阻R26~R33组 成，小车控制接口 J5的8个引脚分别通过8个上拉电阻R26~R33与电源电路+5V连接；
[0044] 所述电源电路由两个稳压芯片(REG1117-5)U3、U4、两个二极管（1N4007)V1、V2、四 个电容 C5、C6、C7、C8、一个开关芯片（SWDIP-3)U5、一个+5V电源接口（HEADER8)J9、一个遥 控接收器电源接口（HEADER 2)J6、一个GND接口（HEADER 8)J10、一个外部供电接口（HEADER 5)J7和电源接口（HEADER 4)J8组成，开关芯片U5的3号引脚与电源VCC连接，开关芯片U5的6 号引脚接GND，开关芯片U5的2号引脚与外部供电接口 J7的4号和5号引脚连接，开关芯片U5 的5号引脚与外部供电接口 J7的1号和2号引脚连接，第一二极管VI的正极和第二二极管V2 的正极与电源VCC连接，第一稳压芯片U3的IN引脚与第一二极管VI的负极和第一电容C5的 正极连接，第一稳压芯片U3的OUT引脚和第三电容C6的正极与电源电路+5V连接，第一稳压 芯片U3的GND引脚、第一电容C5的负极和第三电容C6的负极接GND，第二稳压芯片U4的IN引 脚与第二二极管V2的负极和第二电容C7的正极连接，第二稳压芯片U4的OUT引脚与第四电 容C8的正极和电源接口 J8的2号和3号引脚连接，第二稳压芯片U4的GND引脚、第二电容C7的 负极和第四电容C8的负极接GND，遥控接收器电源接口 J6的2号引脚与电源电路+5 V连接，遥 控接收器电源接口 J6的1号引脚接GND，+5V电源接口（ J9)的引脚都与电源电路+5V连接，GND 接口 J1 〇的引脚都接GND，遥控接收器电源接口 J6、+5V电源接口（ J9)、GND接口 J10、外部供电 接口 J7和电源接口 J8用于对外部设备供电；
[0045] 所述复位电路由一个按键开关K、一个第34电阻R34组成，按键开关K的一端与电源 电路+5连接，按键开关K的另一端为复位电路的Net_RST端，按键开关K的另一端经第34电阻 R34接GND;
[0046]所述程序下载电路由两组下载接口（HEADER 4)J11、J12组成，第一下载接口 J11 的4号引脚和第二下载接口 J12的4号引脚分别与电源电路+5V连接，第一下载接口 J11的3号 弓丨脚和第二下载接口 J12的3号引脚分别接GND。
[0047]如图1所示，本实施例中的基于0ΜΑΡ平台的小车智能控制系统利用上述实施例中 的0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路，其中：它包括0ΜΑΡ平台（SBC8140)、超声波传感器(WFR07S)、 遥控接收机(HC-SR04)、三相电机、舵机(MG996R)、陀螺仪(MIN-900-2)、摄像头(BFLY-PGE-09S2C-CS)和0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路;所述0ΜΑΡ平台通过以太网接口采集摄像头的视 屏数据;0ΜΑΡ平台通过第一UART接口与陀螺仪模块连接，采集陀螺仪模块的信息，获取车辆 姿态;0ΜΑΡ平台通过第二UART接口与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路中串口通信电路的通信接 口 J1连接，获取第一控制器所捕获的超声波传感器信息和遥控信息，并将控制信息发送给 第二控制器;超声波传感器一个连接端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的第一超声波传感器 控制接口 J2连接，超声波传感器另一个连接端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路的第二超声波 传感器控制接口 J3连接;遥控接收机的数据端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路遥控器接口 J4 连接，且遥控接收机的电源端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路遥控接收器电源接口 J6连接； 电机的控制端与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路小车控制接口 J5的1号引脚连接;舵机控制端 与0ΜΑΡ平台数据接口扩展电路小车控制接口 J5的2号引脚连接。
[0048]下面对本实施例中的基于0ΜΑΡ平台的小车智能控制系统的工作原理作简要说明：
[0049] 第一控制器电路采集器的设计与实现：
[0050] 第一控制器电路的第一微处理器芯片使用STC89C516RD+单片机，最多对8路超声 波传感器进行同步控制，获取各路传感器超声波反射时间A t，通过公式
[0051 ] S.=- 勹. L·
[0052]计算出车辆周围障碍物距离S其中v = 340m/s，同时采集遥控器接收机的8路舵机 信号，并将所采集到的信息处理后按照协议上传至0ΜΑΡ开发板的UART接口。
[0053]协议要求，上传的每组数据包含三个字节，第一个字节表示传感器编号或遥控器 频道号，第二个字节为数据低六位，第三个字节为数据高六位，如图20所示。
[0054]
[0055] 上行数据格式协议
[0056] 第二控制器电路控制器的设计与实现
[0057] 第二控制器电路的第二微处理器芯片使用STC89C516RD+单片机，接收0ΜΑΡ开发板 UART接口传来的数据，数据解析后得到控制信号，将控制信号转化为舵机控制信号，输出至 车辆的电机和舵机，实现对车辆的控制。
[0058]协议要求，接收到的每组数据包含两个字节，第一个字节为频道号，第二个字节为 控制信号，如图21所示。
[0059]
[0060]下行数据格式协议
[0061] 将控制信号ct转化为舵机信号高电平时间th的公式为：
[0062] th = 3.635((ct&0x7f))<<l
[0063] 按上述公式输出20ms舵机控制信号，实现对车辆的控制。
[0064] 电源电路，使用7.2V电池和ASM1117芯片为第二微处理器芯片和第一微处理器芯 片提供5V或3.3V供电。
[0065]信号采集部分:第一微处理器芯片P2接口与遥控器接收机信号线相接，配合上拉 电阻获取遥控器信号;第一微处理器芯片P0与P1接口分别与超声波模块的发送和接收线相 接，配合上拉电阻实现对超声波模块的 控制和信号采集。
[0066]信号输出部分:第二微处理器芯片P0接口配合上拉电阻输出控制信号，实现对车 辆的控制。
[0067] UART通信：第一微处理器芯片的Tx接口与0ΜΑΡ开发板UARTl-Rx接口相连，第二微 处理器芯片的Rx接口与0ΜΑΡ开发板UARTl-Tx接口相连，实现上下行串口通信。
[0068]其他电路:包含滤波电路、复位电路等其他电路。
[0069]操作系统和程序设计：
[0070] 0ΜΑΡ选用WinCE6.0操作系统，软件使用VC++2005进行开发。
[0071] 第一微处理器芯片与第二微处理器芯片程序使用C语言进行开发，并针对该项目 特点做深度优化。
[0072] 其他：
[0073]陀螺仪模块使用数字输出，直接与0ΜΑΡ开发板UARTRS-232接口进行通信即可获取 车辆惯性姿态；
[0074]摄像头模块使用标准驱动程序，通过USB接口与0ΜΑΡ开发板进行通信，操作系统可 获取摄像头米集的视频?目息。
【主权项】
1. 一种OMAP平台数据接口扩展电路，其特征在于:它包括第一控制器电路、第二控制器 电路、串口通信电路、超声波传感器控制电路、遥控器接收电路、小车控制电路、电源电路、 复位电路和程序下载电路； 所述第一控制器电路由第一微处理器芯片(U1)、第一晶体振荡器(Y1)和两个去耦电容 (C1、C2)组成，第一微处理器芯片(U1)的VCC引脚接电源电路的+5V，第一微处理器芯片(U1) 的GND引脚接GND;第一微处理器芯片(U1)的XTAL1引脚与第一晶体振荡器(Y1)的3号引脚和 第一去耦电容（C1)的正极连接，第一微处理器芯片（U1)的XTAL2引脚与第一晶体振荡器 (Y1)的1号引脚和第二去耦电容(C2)的正极连接，第一去耦电容(C1)的负极和第二去耦电 容(C2)的负极接GND，第一微处理器芯片(U1)的9脚与复位电路的Net_RST端连接，第一微处 理器芯片(U1)的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5V连接，第一微处理器芯片(U1)的 RxD串口引脚与程序下载电路的第一下载接口（J11)的1号引脚连接，第一微处理器芯片 (U1)的TxD串口引脚与程序下载电路的第一下载接口（J11)的2号引脚连接，第一微处理器 芯片(U1)的通用I/O端口P0与超声波传感器控制电路的第一超声波传感器控制接口（J2)连 接;第一微处理器芯片(U1)的通用I/O端口P1与超声波传感器控制电路的第二超声波传感 器控制接口（J3)连接，第一微处理器芯片(U1)的通用I/O端口P2与遥控器接收电路的遥控 器接口（J4)连接； 所述第二控制器电路由第二微处理器芯片(U2)、第二晶体振荡器(Y2)、两个去耦电容 (C3、C4)组成;第二微处理器芯片(U2)的VCC引脚与电源电路的+5V连接，第二微处理器芯片 (U2)的GND引脚接GND，第二微处理器芯片(U2)的XTAL1引脚与第二晶体振荡器(Y2)的3号引 脚和第三去耦电容(C3)的正极连接，第二微处理器芯片(U2)的XTAL2引脚与第二晶体振荡 器(Y2)的1号引脚和第四去耦电容(C4)的正极连接，第三去耦电容(C3)的负极和第四去耦 电容(C4)的负极接GND，第二微处理器芯片(U2)的复位引脚9脚与复位电路的Net_RST相接， 第二微处理器芯片(U2)的外部存储使能引脚EA/VPP与电源电路+5连接，第二微处理器芯片 (U2)的RxD串口引脚与程序下载电路的第二下载接口（J12)的1号引脚连接，第二微处理器 芯片(U2)的TxD串口引脚与程序下载电路的第二下载接口（J12)的2号引脚连接，第二微处 理器芯片(U2)通用I/0端口P0与小车控制电路的小车控制接口（J5)连接； 所述串口通信电路由一组通信接口（J1)和一个第1电阻(R1)组成，通信接口（J1)的4号 引脚与第二微处理器芯片(U2)的RxD引脚连接，通信接口（J1)的5号引脚与第一微处理器芯 片(U1)的TxD引脚连接，通信接口（J1)的1号引脚经第1电阻(R1)与电源电路+5V连接，通信 接口（J1)的6号引脚接GND; 所述超声波传感器控制电路由两组超声波传感器控制接口（J2、J3)和16个上拉电阻 (R2~R17)组成，第一超声波传感器控制接口（J2)的8个引脚分别通过8个上拉电阻（R2~ R9)与电源电路+5V连接，第二超声波传感器控制接口（J3)的8个引脚分别通过8个上拉电阻 (R10~R17)与电源电路+5V连接； 所述遥控器接收电路由一组遥控器接口（J4)和8个上拉电阻（R18~R25)组成，遥控器 接口（J4)的8个引脚分别通过8个上拉电阻(R18~R25)与电源电路+5V连接； 所述小车控制电路包括小车控制接口（J5)和8个上拉电阻(R26~R33)组成，小车控制 接口（J5)的8个引脚分别通过8个上拉电阻(R26~R33)与电源电路+5V连接； 所述电源电路由两个稳压芯片（U3、U4)、两个二极管以1、￥2)、四个电容（05、06、〇7、 C8)、一个开关芯片(U5)、一个+5V电源接口（J9)、一个遥控接收器电源接口（J6)、一个GND接 口（J10)、一个外部供电接口（J7)和电源接口（J8)组成，开关芯片(U5)的3号引脚与电源VCC 连接，开关芯片(U5)的6号引脚接GND，开关芯片(U5)的2号引脚与外部供电接口（J7)的4号 和5号引脚连接，开关芯片(U5)的5号引脚与外部供电接口（J7)的1号和2号引脚连接，第一 二极管(VI)的正极和第二二极管(V2)的正极与电源VCC连接，第一稳压芯片(U3)的IN引脚 与第一二极管(VI)的负极和第一电容(C5)的正极连接，第一稳压芯片(U3)的OUT引脚和第 三电容(C6)的正极与电源电路+5V连接，第一稳压芯片(U3)的GND引脚、第一电容(C5)的负 极和第三电容(C6)的负极接GND，第二稳压芯片(U4)的IN引脚与第二二极管(V2)的负极和 第二电容(C7)的正极连接，第二稳压芯片(U4)的OUT引脚与第四电容(C8)的正极和电源接 口（J8)的2号和3号引脚连接，第二稳压芯片(U4)的GND引脚、第二电容(C7)的负极和第四电 容(C8)的负极接GND，遥控接收器电源接口（J6)的2号引脚与电源电路+5V连接，遥控接收器 电源接口（J6)的1号引脚接GND，+5V电源接口（J9)的引脚都与电源电路+5V连接，GND接口 (J10)的引脚都接GND，遥控接收器电源接口（J6)、+5V电源接口（J9)、GND接口（J10)、外部供 电接口（J7)和电源接口（J8)用于对外部设备供电； 所述复位电路由一个按键开关(K)、一个第34电阻(R34)组成，按键开关(K)的一端与电 源电路+5连接，按键开关(K)的另一端为复位电路的Net_RST端，按键开关(K)的另一端经第 34电阻（R34)接GND; 所述程序下载电路由两组下载接口（J11、J12)组成，第一下载接口（J11)的4号引脚和 第二下载接口（J12)的4号引脚分别与电源电路+5V连接，第一下载接口（J11)的3号引脚和 第二下载接口（J12)的3号引脚分别接GND。2. -种利用权利要求1所述0MAP平台数据接口扩展电路的基于0MAP平台的小车智能控 制系统，其特征在于:它包括0MAP平台、超声波传感器、遥控接收机、电机、舵机、陀螺仪、摄 像头和0MAP平台数据接口扩展电路;所述0MAP平台通过以太网接口采集摄像头的视屏数 据;0MAP平台通过第一UART接口与陀螺仪模块连接，采集陀螺仪模块的信息，获取车辆姿 态;0MAP平台通过第二UART接口与0MAP平台数据接口扩展电路中串口通信电路的通信接口 (J1)连接，获取第一控制器所捕获的超声波传感器信息和遥控信息，并将控制信息发送给 第二控制器;超声波传感器一个连接端与0MAP平台数据接口扩展电路的第一超声波传感器 控制接口（J2)连接，超声波传感器另一个连接端与0MAP平台数据接口扩展电路的第二超声 波传感器控制接口（J3)连接;遥控接收机的数据端与0MAP平台数据接口扩展电路遥控器接 口（J4)连接，且遥控接收机的电源端与0MAP平台数据接口扩展电路遥控接收器电源接口 (J6)连接;电机的控制端与0MAP平台数据接口扩展电路小车控制接口（J5)的1号引脚连接； 舵机控制端与0MAP平台数据接口扩展电路小车控制接口（J5)的2号引脚连接。
【专利摘要】一种OMAP平台数据接口扩展电路及其小车智能控制系统，本发明属于智能车辆OMAP平台自动控制技术领域，目的是解决现有的智能车辆存在的车辆视觉导航技术达不到实际应用的要求和系统复杂的技术问题，一种OMAP平台数据接口扩展电路，它包括第一控制器电路、第二控制器电路、串口通信电路、超声波传感器控制电路、遥控器接收电路、小车控制电路、电源电路、复位电路和程序下载电路；一种利用所述OMAP平台数据接口扩展电路的基于OMAP平台的小车智能控制系统，它包括OMAP平台、超声波传感器、遥控接收机、电机、舵机、陀螺仪、摄像头和OMAP平台数据接口扩展电路；本发明基于OMAP平台控制系统结构简单，系统响应迅速的优点。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN105487540
【申请号】CN201510974035
【发明人】黄晋英, 兰艳亭, 闫语畅, 宋国浩, 方志军
【申请人】中北大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月22日
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