一种基于FPGA的智能小车设计方案

　　超声波发射电路如图7所示。

　　3.3 电机驱动电路

　　电机驱动模块采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片，L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，其响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机。表1为L298N功能表。L298N的5、7、10、12四个引脚接到FPGA上，通过对FPGA的编程就可实现两个直流电机的PWM调速控制，其驱动电路的设计如图8所示。

　　4 系统软件设计

　　本系统采用PWM来调节直流电机的速度，通过VHDL语言编程实现FPGA的逻辑门控制。小车进入循迹模式后就开始不停地扫描与红外探测器连接的单片I/O口，一旦检测到某个I/O口有信号变化，就执行相应的判断程序，把相应的信号发送给电动机从而纠正小车的运行状态。小车循迹避障流程图分别如图9、图10所示。

　　5 系统测试

　　为了测试智能小车系统的正常运行情况，设计场景对循迹小车系统进行测试。测试路线是用黑色的电工胶布来铺设，铺设在浅色地板上，该轨道为S型，在起点处以及各个目的地的终点处，有一条贯穿轨道的黑色横线，以此来指明停车点，S型轨道结束后，地面的任意摆上几个障碍物，走完障碍物路面到达指定地点停车。

　　通过软硬件调试，在Quartus II软件上得到的仿真波形如图11所示。

　　6 结论

　　文中设计的智能小车，采用红外传感器TRTC5000为循迹模块、FPCA为主要控芯片。小车使用单元模块化的电路设计，使得系统简洁，响应快、性能稳定，经测试小车实现了避障循迹功能。