本實(shí)用新型涉及一種硬件系統(tǒng)，特別是一種基于dsPIC的服務(wù)車硬件系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

普通的服務(wù)類車多為固定領(lǐng)域的專門設(shè)計(jì)方案，只適用于單一場合,不能夠根據(jù)實(shí)際的場合進(jìn)行硬件拓展，從而應(yīng)用型比較差。同時(shí)，普通運(yùn)行車各模塊間采用走線連接，雜亂無序，不僅影響美觀，而且有可能阻礙服務(wù)車的運(yùn)行。因普通設(shè)計(jì)走線無固定方向，多采用臨時(shí)固定方式，長時(shí)間運(yùn)行后線材會(huì)出現(xiàn)固定不佳的情況，會(huì)出現(xiàn)線材進(jìn)入電機(jī)轉(zhuǎn)軸后造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)、線材遮擋傳感器降低其精度、空間占用大等不利工況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于dsPIC的服務(wù)車硬件系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種基于dsPIC的服務(wù)車硬件系統(tǒng)，其特征在于：包含電源模塊、主控模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、舵機(jī)接口、聲音接口、尋跡傳感器接口、測(cè)距傳感器接口、編碼器接口和電子羅盤接口，電源模塊給整個(gè)系統(tǒng)供電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、舵機(jī)接口、聲音接口、尋跡傳感器接口、測(cè)距傳感器接口、編碼器接口和電子羅盤接口分別與主控模塊連接由主控模塊控制。

進(jìn)一步地，所述電源模塊包含舵機(jī)電源、外設(shè)電源和DSC電源；接頭J1的1、2腳分別接EARTH、GGND，接頭J1的3腳輸出+12V直流電，三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U12的3腳連接+12V直流電、GGND、電阻R1一端，電阻R1另一端與三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U12的1腳和電阻R2一端連接，電阻R2另一端與三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U12的2腳和電容C1正極連接并輸出+7V電壓，電容C1負(fù)極接地，三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U13的3腳與+12V直流電和電容C2正極連接，三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U13的2腳輸出+5V電壓并與電容C3正極連接，電容C2負(fù)極、電容C3負(fù)極和三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U13的1腳接地，模塊電源U10的2腳與+12V直流電和電容C4正極連接，模塊電源U10的1腳和電容C4的負(fù)極接地，模塊電源U10的3腳輸出+5VCC電源并且與電容C5正極和低壓降正穩(wěn)壓器U11的3腳連接，模塊電源U10的5腳 和電容C5負(fù)極接地，低壓降正穩(wěn)壓器U11的2腳輸出+3.3VCC電源并且與電容C6正極、電阻R3一端連接，電阻R3另一端與發(fā)光二極管LED12正極連接，電容C6負(fù)極、發(fā)光二極管LED12負(fù)極和低壓降正穩(wěn)壓器U11的1腳接地。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包含三態(tài)緩沖器U7、U8，三態(tài)緩沖器U7的14腳連接+3.3VCC電源和電容C26一端，電容C26另一端接地，三態(tài)緩沖器U7的1、3、5、9腳分別與dsPIC芯片U1的93、91、94、92腳連接，三態(tài)緩沖器U7的7腳接地，三態(tài)緩沖器U7的2、4、6、8腳與接口J10的2、3、4、5腳連接，接口J10的1腳與+5VCC連接，三態(tài)緩沖器U8的14腳連接+3.3VCC電源和電容C27一端，電容C27另一端接地，三態(tài)緩沖器U8的1、3、5、9、11、13腳分別與dsPIC芯片U1的98、96、99、97、100、1腳連接，三態(tài)緩沖器U8的7腳接地，三態(tài)緩沖器U8的2、4、6、8腳分別與接口J11的2、3、4、5腳連接，接口J11的1腳與+5VCC連接，三態(tài)緩沖器U8的10、12腳與接口J12的2、3腳連接，接口J12的1腳與+5VCC連接，接口J12的5腳與+5V連接，接口J13的1腳連接+12V，接口J13的2腳接地。

進(jìn)一步地，所述舵機(jī)接口包含四通道數(shù)字隔離器U2，四通道數(shù)字隔離器U2的1腳連接+3.3VCC和電容C32一端，電容C32另一端接地，四通道數(shù)字隔離器U2的2、8、9、15腳接地，四通道數(shù)字隔離器U2的3、4、5腳與dsPIC芯片U1的3、4、5腳連接，四通道數(shù)字隔離器U2的10腳連接+5VDA，四通道數(shù)字隔離器U2的12、13、14腳分別連接接口J17、J16、J15的1腳，接口J17、J16、J15的3腳接地，接口J17、J16、J15的2腳接+7V，四通道數(shù)字隔離器U2的16腳接+5VDA和電容C33一端，電容C33另一端接地。

進(jìn)一步地，所述聲音接口包含語音芯片U9，語音芯片U9的1腳連接電容C7一端，電容C7另一端接地，語音芯片U9的2、3腳與接口J2的2、1腳連接，語音芯片U9的4腳連接3.3VCC和電容C8一端，電容C8另一端接地，語音芯片U9的5腳接地，語音芯片U9的6、7腳連接dsPIC芯片U1的76、77腳。

進(jìn)一步地，所述尋跡傳感器接口包含8位雙電源總線收發(fā)器U3、U4，8位雙電源總線收發(fā)器U3的1腳連接3.3VCC和電容C34一端，電容C34另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U3的2腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U3的3、4、5、6、7、8、9、10腳連接dsPIC芯片U1的25、24、23、22、21、20、26、27腳，8位雙電源總線收發(fā)器U3的11、12、13腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U3的14、15、16、17、18、19、20、21腳連接接口J19的10、9、8、7、6、5、4、3腳，8位雙電源總線收發(fā)器U3的23、24腳連接+5VCC和電容C35的一端，電容C35另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U3的22腳接地；8位雙電源總線收發(fā)器U4的1腳連接3.3VCC和電容C36一端，電容C36另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U4的2腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U4的3、4、5、6、7、8、9、10腳連接dsPIC芯片U1的32、33、34、35、41、42、43、44腳，8位雙電源總線收發(fā)器U4的11、12、13腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U4的14、15、16、17、18、19、20、21腳連接接口J20的10、9、8、7、6、5、4、3腳，8位雙電源總線收發(fā)器U4的23、24腳連接+5VCC和電容C37的一端，電容C37另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U4的22腳接地，接口J19、J20的1腳接+5VCC，接口J19、J20的2腳接地。

進(jìn)一步地，所述測(cè)距傳感器接口包含A/D轉(zhuǎn)換器U15和電壓基準(zhǔn)芯片U14，A/D轉(zhuǎn)換器U15的1腳與電壓基準(zhǔn)芯片U14的2腳和電容C31的正極連接，電容C31的負(fù)極和電壓基準(zhǔn)芯片U14的3腳接地，電壓基準(zhǔn)芯片U14的1腳連接+5VCC，A/D轉(zhuǎn)換器U15的2腳連接接口J14的1腳，接口J14的2腳接地，接口J14的3腳連接+5VCC，A/D轉(zhuǎn)換器U15的3、4腳接地，A/D轉(zhuǎn)換器U15的5、6、7腳連接dsPIC芯片U1的47、50、48腳連接，A/D轉(zhuǎn)換器U15的8腳連接+3.3VD和電容C28一端，電容C28另一端接地。

進(jìn)一步地，所述編碼器接口包含8位雙電源總線收發(fā)器U5，8位雙電源總線收發(fā)器U5的1腳連接3、3VCC和電容C38一端，電容C38另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U5的2腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U5的3、4、5、6、7、8、9、10腳60、59、58、57、71、70、69、68腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的11、12、13腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U5的14、15、16、17、18、19、20、21腳分別與電容C48、C47、C46、C45、C44、C43、C42、C41的一端連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的14、15腳與接口J24的2、3腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的16、17腳與接口J23的2、3腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的18、19腳與接口J22的2、3腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的20、21腳與接口J21的2、3腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的23、24腳連接+5VCC和電容C39一端，電容C39另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U5的22腳接地，接口J21、J22、J23、J24、J25的4腳接地，接口J21、J22、J23、J24、J25的1腳連接+5VCC，接口J25的2腳連接電容C40和電阻R13一端，電容C40另一端接地，電阻R13另一端連接三極管Q1基極，三極管Q1發(fā)射機(jī)接地，三極管Q1集電極連接電阻R12一端和dsPIC芯片U1的67腳，電阻R12另一端連接+3.3VCC。

進(jìn)一步地，所述電子羅盤接口包含接口J18，接口J18的1腳接+3.3VCC，接口J18的2腳接地，接口J18的3、4、5、6、7腳連接dsPIC芯片U1的83、82、81、80、79腳。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：本實(shí)用新型解決了常規(guī)設(shè)計(jì)接線雜亂無章、功耗大、多模塊分散導(dǎo)致使用PCB板多占用空間大的問題，使得高集成度、低功耗、高可靠性成為了可能。此外，其集中的電源管理、可拓展的接口及簡潔的外設(shè)連接降低了開發(fā)人員對(duì)硬件了解程度的要求，利于重復(fù)開發(fā)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電源模塊的電路圖。

圖2是本實(shí)用新型的dsPIC芯片的電路圖。

圖3是本實(shí)用新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。

圖4是本實(shí)用新型的舵機(jī)接口的電路圖。

圖5是本實(shí)用新型的聲音接口的電路圖。

圖6是本實(shí)用新型的尋跡傳感器的電路圖。

圖7是本實(shí)用新型的測(cè)距傳感器接口的電路圖。

圖8是本實(shí)用新型的編碼器接口的電路圖。

圖9是本實(shí)用新型的電子羅盤接口的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。

如圖所示，本實(shí)用新型的一種基于dsPIC的服務(wù)車硬件系統(tǒng)，包含電源模塊、主控模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、舵機(jī)接口、聲音接口、尋跡傳感器接口、測(cè)距傳感器接口、編碼器接口和電子羅盤接口，電源模塊給整個(gè)系統(tǒng)供電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、舵機(jī)接口、聲音接口、尋跡傳感器接口、測(cè)距傳感器接口、編碼器接口和電子羅盤接口分別與主控模塊連接由主控模塊控制。本設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)低功耗、高穩(wěn)定性、高集成度，使用dsPIC810作為主控芯片，PCB板主要分為電源、主控、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、舵機(jī)接口、聲音接口、尋跡傳感器接口、測(cè)距傳感器接口、編碼器接口、電子羅盤接口這9部分組成。

電源模塊包含舵機(jī)電源、外設(shè)電源和DSC電源；接頭J1的1、2腳分別接EARTH、GGND，接頭J1的3腳輸出+12V直流電，三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U12的3腳連接+12V直流電、GGND、電阻R1一端，電阻R1另一端與三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U12的1腳和電阻R2一端連接，電阻R2另一端與三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U12的2腳和電容C1正極連接并輸出+7V電壓，電容C1負(fù)極接地，三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U13的3腳與+12V直流電和電容C2正極連接，三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U13的2腳輸出+5V電壓并與電容C3正極連接，電容C2負(fù)極、電容C3負(fù)極和三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U13的1腳接地，模塊電源U10的2腳與+12V直流電和電容C4正極連接，模塊電源U10的1腳和電容C4的負(fù)極接地，模塊電源U10的3腳輸出+5VCC電源并且與電容C5正極和低壓降正穩(wěn)壓器U11的3腳連接，模塊電源U10的5腳 和電容C5負(fù)極接地，低壓降正穩(wěn)壓器U11的2腳輸出+3.3VCC電源并且與電容C6正極、電阻R3一端連接，電阻R3另一端與發(fā)光二極管LED12正極連接，電容C6負(fù)極、發(fā)光二極管LED12負(fù)極和低壓降正穩(wěn)壓器U11的1腳接地。U11為LM1085-3.3為dsPIC810提供3.3V電源，U12為LM1117-5，分別為數(shù)字舵機(jī)、各種外設(shè)提供7V和5V電源，整個(gè)電源模塊使用12V鋰電池供電，服務(wù)車平均續(xù)航可達(dá)4.5小時(shí)。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包含三態(tài)緩沖器U7、U8，三態(tài)緩沖器U7的14腳連接+3.3VCC電源和電容C26一端，電容C26另一端接地，三態(tài)緩沖器U7的1、3、5、9腳分別與dsPIC芯片U1的93、91、94、92腳連接，三態(tài)緩沖器U7的7腳接地，三態(tài)緩沖器U7的2、4、6、8腳與接口J10的2、3、4、5腳連接，接口J10的1腳與+5VCC連接，三態(tài)緩沖器U8的14腳連接+3.3VCC電源和電容C27一端，電容C27另一端接地，三態(tài)緩沖器U8的1、3、5、9、11、13腳分別與dsPIC芯片U1的98、96、99、97、100、1腳連接，三態(tài)緩沖器U8的7腳接地，三態(tài)緩沖器U8的2、4、6、8腳分別與接口J11的2、3、4、5腳連接，接口J11的1腳與+5VCC連接，三態(tài)緩沖器U8的10、12腳與接口J12的2、3腳連接，接口J12的1腳與+5VCC連接，接口J12的5腳與+5V連接，接口J13的1腳連接+12V，接口J13的2腳接地。其中VDD接電源提供的3.3V，OSC1和OSC2外接8MHz的晶振，其與各受控模塊的連接如圖中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)所示。本排布充分考慮了受控模塊的位置，使得過孔和干擾降到最低。J10、J11端口連接LM298驅(qū)動(dòng)，J12端口控制轉(zhuǎn)速和方向，同樣連接LM298驅(qū)動(dòng)，J13端口為12V電機(jī)提供電源。為提高驅(qū)動(dòng)能力，在主控芯片和端口間增加的U7、U8為74HC07，提高電流驅(qū)動(dòng)能力。

舵機(jī)接口包含四通道數(shù)字隔離器U2，四通道數(shù)字隔離器U2的1腳連接+3.3VCC和電容C32一端，電容C32另一端接地，四通道數(shù)字隔離器U2的2、8、9、15腳接地，四通道數(shù)字隔離器U2的3、4、5腳與dsPIC芯片U1的3、4、5腳連接，四通道數(shù)字隔離器U2的10腳連接+5VDA，四通道數(shù)字隔離器U2的12、13、14腳分別連接接口J17、J16、J15的1腳，接口J17、J16、J15的3腳接地，接口J17、J16、J15的2腳接+7V，四通道數(shù)字隔離器U2的16腳接+5VDA和電容C33一端，電容C33另一端接地。本服務(wù)車使用的7V數(shù)字舵機(jī)，由PWM控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度。本設(shè)計(jì)預(yù)留了3個(gè)舵機(jī)接口，可由J15、J16、J17連接。為消除干擾，保證安全，使芯片供電和舵機(jī)供電隔離，采用了ADUM1400（U2）作為數(shù)字隔離器件。

聲音接口包含語音芯片U9，語音芯片U9的1腳連接電容C7一端，電容C7另一端接地，語音芯片U9的2、3腳與接口J2的2、1腳連接，語音芯片U9的4腳連接3.3VCC和電容C8一端，電容C8另一端接地，語音芯片U9的5腳接地，語音芯片U9的6、7腳連接dsPIC芯片U1的76、77腳。用J2連接無源喇叭實(shí)現(xiàn)交互。U9為預(yù)錄制的語音芯片，用于播報(bào)時(shí)間等。

尋跡傳感器接口包含8位雙電源總線收發(fā)器U3、U4，8位雙電源總線收發(fā)器U3的1腳連接3.3VCC和電容C34一端，電容C34另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U3的2腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U3的3、4、5、6、7、8、9、10腳連接dsPIC芯片U1的25、24、23、22、21、20、26、27腳，8位雙電源總線收發(fā)器U3的11、12、13腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U3的14、15、16、17、18、19、20、21腳連接接口J19的10、9、8、7、6、5、4、3腳，8位雙電源總線收發(fā)器U3的23、24腳連接+5VCC和電容C35的一端，電容C35另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U3的22腳接地；8位雙電源總線收發(fā)器U4的1腳連接3.3VCC和電容C36一端，電容C36另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U4的2腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U4的3、4、5、6、7、8、9、10腳連接dsPIC芯片U1的32、33、34、35、41、42、43、44腳，8位雙電源總線收發(fā)器U4的11、12、13腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U4的14、15、16、17、18、19、20、21腳連接接口J20的10、9、8、7、6、5、4、3腳，8位雙電源總線收發(fā)器U4的23、24腳連接+5VCC和電容C37的一端，電容C37另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U4的22腳接地，接口J19、J20的1腳接+5VCC，接口J19、J20的2腳接地。本服務(wù)車前后各安裝了一個(gè)8路尋跡傳感器，分別通過J19和J20端口連接。由于尋跡傳感器為5V環(huán)境而主控芯片為3.3V環(huán)境，因此在主控芯片和尋跡傳感器接口之間分別增加了一個(gè)8路電平轉(zhuǎn)換收發(fā)器74LVC8T245，同時(shí)可提高驅(qū)動(dòng)能力，如U3、U4所示。

測(cè)距傳感器接口包含A/D轉(zhuǎn)換器U15和電壓基準(zhǔn)芯片U14，A/D轉(zhuǎn)換器U15的1腳與電壓基準(zhǔn)芯片U14的2腳和電容C31的正極連接，電容C31的負(fù)極和電壓基準(zhǔn)芯片U14的3腳接地，電壓基準(zhǔn)芯片U14的1腳連接+5VCC，A/D轉(zhuǎn)換器U15的2腳連接接口J14的1腳，接口J14的2腳接地，接口J14的3腳連接+5VCC，A/D轉(zhuǎn)換器U15的3、4腳接地，A/D轉(zhuǎn)換器U15的5、6、7腳連接dsPIC芯片U1的47、50、48腳連接，A/D轉(zhuǎn)換器U15的8腳連接+3.3VD和電容C28一端，電容C28另一端接地。本服務(wù)車使用的測(cè)距傳感器為SHARP的GP2Y0A21YK0F,通過J14端口連接，其測(cè)距范圍10-80cm，模擬量輸出，故在測(cè)距傳感器接口和主控芯片間增加A/D轉(zhuǎn)換芯片MCP3201（U15）。MCP3201為12位高精度A/D轉(zhuǎn)換，與dsPIC810同屬M(fèi)ICROCHIP公司，其參考電壓Vref由MCP1541（U14）提供，供壓范圍為4.3-5.5V。

編碼器接口包含8位雙電源總線收發(fā)器U5，8位雙電源總線收發(fā)器U5的1腳連接3、3VCC和電容C38一端，電容C38另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U5的2腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U5的3、4、5、6、7、8、9、10腳60、59、58、57、71、70、69、68腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的11、12、13腳接地，8位雙電源總線收發(fā)器U5的14、15、16、17、18、19、20、21腳分別與電容C48、C47、C46、C45、C44、C43、C42、C41的一端連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的14、15腳與接口J24的2、3腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的16、17腳與接口J23的2、3腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的18、19腳與接口J22的2、3腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的20、21腳與接口J21的2、3腳連接，8位雙電源總線收發(fā)器U5的23、24腳連接+5VCC和電容C39一端，電容C39另一端和8位雙電源總線收發(fā)器U5的22腳接地，接口J21、J22、J23、J24、J25的4腳接地，接口J21、J22、J23、J24、J25的1腳連接+5VCC，接口J25的2腳連接電容C40和電阻R13一端，電容C40另一端接地，電阻R13另一端連接三極管Q1基極，三極管Q1發(fā)射機(jī)接地，三極管Q1集電極連接電阻R12一端和dsPIC芯片U1的67腳，電阻R12另一端連接+3.3VCC。為了解服務(wù)車各電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)計(jì)了5個(gè)電機(jī)編碼器接口，分別為J21、J22、J23、J24、J25，其中一個(gè)為預(yù)留端口。同樣本部分使用了74LVC8T245（U5）以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換和提高驅(qū)動(dòng)能力。

電子羅盤接口包含接口J18，接口J18的1腳接+3.3VCC，接口J18的2腳接地，接口J18的3、4、5、6、7腳連接dsPIC芯片U1的83、82、81、80、79腳。當(dāng)尋跡失效或場地?zé)o法尋跡時(shí)，需要使用電子羅盤保證服務(wù)車的走向穩(wěn)定。本服務(wù)車使用的電子羅盤型號(hào)為HMC5983，采用SPI通信，作為從機(jī)，其PSCK、PMOSI、PCS、PMISO、DRDY位分別與dsPIC810相應(yīng)位連接。

本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型所作的舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型說明書的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。