基于FPGA的智能小车设计
1．3 动力及转向系统
本小车有左右轮两个电机及龟机驱动。驱动电路采用了CT Microelecttonics公司的大功率直流电机驱动芯片L298，最高支持50 V电压，最大电流为5 A，满足大功率电动机的要求，外围电路简单，同时，由于该芯片为双路结构，分别控制左右电动机，增加了电路的可靠性，减少了复杂性。电机控制采用PWM脉冲宽度调制方式来控制汽车的前进速度。由NiosⅡCPU写入控制字，可得到不同占空比的PWM驱动信号，此PWM信号送入电机驱动芯片的控制端来调节速度。
1．4小车自动避障系统
小车自动避障系统采用Verilog HDL语言编写驱动电路。该模块(见图2中的MOTOR)和一个数据选择器(见图2中的select_2)相连来实现自动避障与人工遥控之间的切换。当小车上NiosⅡCPU的SEL管脚输出低电平时，数据选择器将把该模块的输出作为电机的控制指令。这样设计的好处在于设计具有响应迅速，不需要NiosⅡCPU参与，提高了CPU处理湿度、温度数据并控制无线模块收发数据的效率。该逻辑电路的工作原理是根据红外传感器发回来的数据，经过逻辑判断来控制电机的工作状态。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/162206.htm
1．5 小车的人工控制
小车的人工控制和自动避障之间的转换由一个数据选择器控制，当小车上NiosⅡCPU的SEL管脚输出高电平时，数据选择器将把无线模块所发送过来的指令作为电机的控制指令，实现了对小车的无线控制。
1．6 温度和湿度测量
在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器DS18B20，该系统设计中将DS18B20的1，3引脚分别接于FPGA板的GND和+3．3 V管脚，2引脚接FPGA的I／O脚，传输控制及数据信号。DS18B20最高可用12位表示温度值，最高5位为符号位。
采用HS1101湿度传感器，具有响应速度快，工作温区宽(-40～+100℃)，测量范围大(0％～100％RH)，可靠性高，稳定性好，功耗低，外围电路简单等优点。
工作原理为：用HS1101传感器与TLC555构成多谐振荡器，HS1101传感器内部电容会随湿度的变化而变化，从而使输出频率发生变化。编写VHDL程序在FPGA设计一个频率计可精确的测出频率值，通过输出频率与湿度的关系便可得到湿度值。
1．7 无线收发系统
系统采用PTR4000无线嵌入式模块，工作频率为2．4 GHz，最高工作速率可达1 Mb／s，高效GMSK调制，且有CRC检错功能。具有低功耗，抗干扰能力强，体积小等优点。主要有三种工作模式，分别为：配置模式、ShockBurst发送模式和ShockBurst接收模式。
2 软件设计和调试
采用NiosⅡ进行C语言编程。NiosⅡ集成开发环境(IDE)是NlosⅡ系列嵌入式处理器的基本软件开发工具。所有软件开发任务都可以在NiosⅡIDE下完成，包括编辑、编译和调试程序。NiosⅡIDE是基于开放式的、可扩展Eclipse IDE project工程以及EclipseC／C++开发工具(CDT)工程，NiosⅡIDE为GCC编译器提供了一个图形化用户界面，可以支持标准C。NiosⅡIDE编译环境自动地生成一个基于用户特定系统配置(SoPC Builder生成的SoPC文件)的makefile，有利于程序的开发。
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