本文的目標是研製一個輪式小車慣性導航係統，能夠通過wifi實現PC終端和手持終端控製輪式小車行動以及小車所采集數據的傳輸。搭建如下圖1所示的係統，TI公司的浮點DSP TMS320F28335芯片作為主數字信號處理器
，采集各MEMS慣性傳感器的信號並處理，處理結果通過WIFI將數據輸送到PC終端;PC終端負責顯示定位結果和地圖顯示，並向小車驅動係統發送控製命令
，同時接收驅動係統反饋的裏程計信息。

圖1 總體架構

　　

硬件設計上
，主要分為核心板和驅動板。核心板包括DSP最小係統，JTAG下載口設計
，係統電源供給電路和MEMS傳感器，WIFI模塊等。而驅動板主要設計的內容是直流大電機的驅動模塊。

　　

　　

TMS320F28335工作時需要的電壓不同：內核電壓（1.9 V）與I/O供電電壓（3.3 V），對於電源比較敏感，所以電源部分利用兩路輸出電源器件TPS767D318來實現，如圖2所示。同時根據仿真實驗和實際焊接電路的測試
，電源模塊輸出端最好使用一些容值不小於10uf的保護電容
，且不能使用貼片電容，否則工作不穩定。

圖2 DSP電源設計

　　

在電源設計中，考慮到TPS767D318芯片可以產生複位信號，所以在核心板上並沒有再另外為DSP設計複位電路。

　　

　　

圖3為JTAG電路，按照仿真器的通信引腳選擇14腳的仿真接口，同時要注意EMU0和EMUl信號必須通過上拉電阻連接至電源，其中上拉電阻為10kΩ。

圖3 JTAG電路設計

　　

在本裝置中
，我們采用BTS7960作為直流電機驅動芯片。BTS7960是集成的大電流半橋驅動，其內部包含了一片NMOS
、一片PMOS和一片半橋門集驅動，在IOUT = 9 A
，VS= 13.5V，Tj = 25 °C 時
，其內阻抗為17mΩ。裝置采用了兩個直流大電機，如圖4所示為驅動單個電機前後轉向的電路圖。

圖4 驅動模塊電路設計

　　

在zai電dian機ji驅qu動dong這zhe裏li，需xu要yao注zhu意yi一yi個ge細xi節jie，就jiu是shi電dian機ji在zai轉zhuan動dong過guo程cheng中zhong有you可ke能neng會hui產chan生sheng反fan向xiang的de電dian動dong勢shi，使shi電dian流liu一yi瞬shun間jian過guo大da，導dao致zhi單dan片pian機ji複fu位wei甚shen至zhi有you可ke能neng燒shao壞huai芯xin片pian。因yin此ci在zai設she計ji過guo程cheng中zhong，可ke以yi考kao慮lv在zai單dan片pian機jiPWM輸入到電機驅動接口的地方添加光耦器件隔離或者二極管。如圖5所示，驅動板選擇了tlp521-4這種光耦器件設計隔離電路

，減小電壓的幹擾，減化電路的設計，同時也把四路PWM的I/O電平從3.3上拉到5V。

圖5 TLP521隔離電路

　　

本(ben)文(wen)所(suo)設(she)計(ji)的(de)輪(lun)式(shi)小(xiao)車(che)室(shi)內(nei)慣(guan)性(xing)導(dao)航(hang)裝(zhuang)置(zhi)，分(fen)析(xi)了(le)該(gai)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)的(de)各(ge)個(ge)模(mo)塊(kuai)的(de)具(ju)體(ti)實(shi)現(xian)方(fang)法(fa)。經(jing)實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)
，該(gai)設(she)計(ji)能(neng)夠(gou)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)到(dao)移(yi)動(dong)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)位(wei)置(zhi)信(xin)息(xi)，並(bing)對(dui)其(qi)能(neng)實(shi)現(xian)有(you)效(xiao)控(kong)製(zhi)。同(tong)時(shi)其(qi)低(di)成(cheng)本(ben)、高精度、易操作的特點將進一步應用於例如巡邏機器人、救援機器人等專業領域，必將吸引國內外眾多的投資商對其投資並進行更進一步的研發與應用，使其有著十分廣大的創新創業前景、應用前景和市場前景。