智能車系統(tǒng)上的激光電路硬件上設計原理圖
智能車系統(tǒng)上的激光傳感器由兩部分構成,一部分為發(fā)射部分,一部分為接收部分。而接收部分之所以只能接收來自發(fā)射部分從賽道上的反射光,是由于發(fā)射部分是由一個振蕩管發(fā)出180KHz頻率的振蕩波,而接收部分是由一個相匹配180KHz的接收管收返回的光。即激光傳感器使用了調制處理,接收管只接受相同頻率的反射光。
1. 發(fā)射部分電路
下圖是一側激光發(fā)射部分電路,以其中一組為例,包括激光頭電路、驅動電路、反相電路。激光管的導通端接3V電源,截止每3個為一組,由單片機信號控制其分時點亮,如A1為低電平,則J1~J3亮,反之為高電平,則,滅。
圖1. 激光發(fā)射部分電路(以一組3個激光頭為例)
如上所述,激光發(fā)射管發(fā)出180KHz頻率的振蕩波后,必須還要經過三極管放大,方可發(fā)射出激光,因此激光頭的陰極A1需接入SN7452DP。SN7452DP是帶有與非門的三極管??梢栽俳?4HC04反相器將信號反相,如圖1所示。一個SN7452DP有兩組三極管放大,則左右兩側激光管A1~A6需要3片SN7452DP,且需要2片74HC04反相A1~A6共6路信號。
如此,單片機引腳PA0~PA5為低電平,則激光管點亮。
2. 接收部分電路
圖2為左側激光接收電路,加上右側共6路信號進入單片機引腳PB0~PB6。當激光照射到白色區(qū)域,接收管接收同頻率光,則光敏管導通,PB0~PB6為高電平,反之為低電平。其中PB對應左側J1、J4、J7的激光反射情況,PB1對應左側J2、J5、J8的激光管反射情況,PB2對應左側J3、J6、J9的激光管反射情況,PB3~PB5分別對應右側激光管的反射情況,如圖所示。如此則在硬件上實現(xiàn)了激光路識別。
圖2. 激光管接收電路
硬件PCB布局可參照圖3,由于PA0控制激光發(fā)射光J1、J2、J3,在布局時,J1、J2、J3每隔兩個激光管布局,即單片機一個引腳控制3個位置的激光管發(fā)射激光,從而提高路徑識別的分辨率。
圖3. 激光管布局圖
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