r 机器人比赛小车r
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r随着科学技术的发展和传感器技术的日益进步，车辆通过各种传感器实现自主驾驶已经不是梦想。“机器人游中国”竞赛旨在将车辆自动控制技术以比赛的形式推向大学生群体。目的是引导大学生研究、设计并制作具有优秀硬件和软件系统的移动机器人，逐步提高机器人的能力和智能。
r机器人游中国小车的马达模块选用金属正齿轮减速箱配高速高扭力电机，输出动力强劲，耐磨长寿。外胎为软橡胶轮胎，耐磨防滑效果很好，内有海绵内胎,能有效起到防震作用。底盘结构件使用的1.5厚度的铝板开制，并且为各个模块的放置左右专门的安装孔位，由于铝合金为导电体，为了很好地保护通电模块，我们在铝板表层添加了一层绝缘各层，能很好地防止模块短路。电池容量：6000mAh、处理器 ATmega2560、最大输出电流可高达3A，正常稳定工作电流在2A。
r 比赛小车硬件介绍r
rIO脚直流电流 40 mAr r r 3.3V脚直流电流 50 mAr r r Flash Memory 256 KB （ATmega328，其中8 KB 用于 bootloader）r r r SRAM 8 KBr r r EEPROM 4 KB
r工作时钟 16 MHzr r r r r r r r r 6、电源r r r r r r Arduino Mega2560可以通过3种方式供电，而且能自动选择供电方式r r r 外部直流电源通过电源插座供电。r r r 电池连接电源连接器的GND和VIN引脚。r r r USB接口直接供电。r r r 电源引脚说明r r r VIN --- 当外部直流电源接入电源插座时，可以通过VIN向外部供电；也可以通过此引r r r 脚向Mega2560直接供电；VIN有电时将忽略从USB或者其他引脚接入的电源。 5V --- 通过稳压器或USB的5V电压，为UNO上的5V芯片供电。r r r 3.3V --- 通过稳压器产生的3.3V电压，最大驱动电流50mA。r r r GND --- 地脚。
r7、存储器r r r r r r ATmega2560包括了片上256KB Flash，其中8KB用于Bootloader。同时还有8KB SRAM和4KBEEPROM。r r r r r r 8、输入输出r r r r r r 14路数字输入输出口：工作电压为5V，每一路能输出和接入最大电流为40mA。每一路r r r 配置了20-50K欧姆内部上拉电阻（默认不连接)。除此之外，有些引脚有特定的功能。 4 路串口信号：串口 0---0(RX)and 1(TX);串口 1---19(RX)and 18(TX);串口r r r 2---17(RX)and 16(TX);串口 3---15(RX)and 14(TX)。其中串口 0 与内部 ATmega8U2r r r USB-to-TTL 芯片相连，提供TTL电压水平的串口接收信号。r r r 6路外部中断：2(中断0)，3(中断 1)，18(中断 5)，19(中断 4)，20(中断 3)，and 21(中r r r 断 2)。触发中断引脚，可设成上升沿、下降沿或同时触发。r r r 14路脉冲宽度调制PWM（0--13）：提供14路8位PWM输出。r r r SPI（53(SS)，51(MOSI)，50(MISO)，52(SCK)）：SPI通信接口。r r r LED（13号）：Arduino专门用于测试LED的保留接口，输出为高时点亮LED，反之输
r出为低时LED熄灭。r r r 16路模拟输入：每一路具有10位的分辨率（即输入有1024个不同值），默认输入信r r r 号范围为0到5V，可以通过AREF调整输入上限。除此之外，有些引脚有特定功能 TWI接口（20（SDA）和21（SCL））：支持通信接口（兼容I2C总线）。r r r AREF：模拟输入信号的参考电压。r r r Reset：信号为低时复位单片机芯片。r r r r r r 9、通信接口r r r r r r 串口：ATmega2560内置的4路UART可以与外部实现串口通信；ATmega16U2可以访问串r r r 口0实现USB上的虚拟串口。r r r TWI（兼容I2C）接口。r r r SPI 接口r r r r r r 10、 压降板r r r r r r 输入电压4.0~40V(输入的电压须比输出电压高1.5v以上。)r r r 可调输出电压范围1.25V～37V连续可调(输入电压须比输出电压高1.5V)r r r 最大输出电流可高达3A，正常稳定工作电流在2Ar r r 带电压表显示，电压表误差±0.05V，量程0~40V。（注意：要保证电压表准确性，请r r r 保证输入电压在4V以上）r r r 带电源指示灯r r r 轻触右侧按键可切换测量输入或输出电压，并有指示灯显示正在测量的是哪路电压，并r r r 且保存设定，即便是断电再开机r r r 电压表可关闭，当不需要的时候轻触左侧按键即可轻松实现r r r 采用150KHz的内部振荡频率，开关电压调节器，功耗小、效率高r r r 具有过热保护和短路保护功能r r r r r r 11. 电机驱动板r r r 驱动模块长宽为 5.5cm×5.5cm，高为 1.7cm。安装孔直径为 3mm，建议使用 M3 的螺丝进行固定。安装时请注意别让背面元件短路，可以加绝缘垫或使用铜柱抬高电路板。r r r r r r 12、 接口定义r r r r r r +5V和GND为控制信号电源，如果控制信号为 3.3V，那么+5V接 3.3V；ENA、ENB分别为电机接口 1 和电机接口 2 的使能信号，可以外接PWM；IN1~IN4 为两路电机正反转、制动(或称刹车)控制信号。控制逻辑如表 1.2和表 1.3 所示。其中 0 为低电平、1 为高平、×为任意电平，悬空时为高电平。r r r r r r 使用单片机控制电机转动的接线方法如下图所示。单片机的电源与驱动板控制信号电源应共地，但不要与电机电源PGND共地。当使用 5V单片机时，驱动板+5V接电源+5V；当使用 3.3V单片机时，驱动板+5V接电源+3.3V。单片机和驱动板控制信号可共用一电源或各自独立供电（但一定要共地） 。ENA为与单片机的一个GPIO或PWM输出端口相连，当ENA为高电平时，驱动板使能，正反转或刹车有效，如果是PWM信号，那么可对电机进行调速；低电平时，驱动板禁能，电机接口无输出。IN1 和IN2 与单片机的两个GPIO相连，控制电机正反转及刹车，驱动逻辑见上表。r r r r r r 13、8 灰度传感器r r r r r r 寻线传感器，主要用于寻线小车的传感器。该灰度传感器灵敏度高，抗干扰能力强，普通照明灯基本对其无影响。使用 8 对抗干扰较强的灰度传感器，发光源采用高亮白色聚光LED，接收管对不同反射光的强弱对比处理，只要对白光反射强弱不同即可，差值越大，分辨越好。比普通红外传感器抗干扰能力要强的多。r r r r r r 14、可识别智能车寻线比赛中常见的绿白色，黑白色，效果很好。对其它颜色灰度值相差在 一定值上的也可以识别。r r r 探测距离（对管底部离地距离）：8-25mm，推荐10-15mm。r r r 采用红外接近传感器，更容易控制车速，减小碰撞力。输出电压根据障碍物距离d由大变小，再由小变大。r r r 8路灰度对管输入，发射管采用高亮白光LED。r r r 管子照到灰度值较高的(反光较好的)，输出电压由高变低，变化范围0.2-4.7V（VCC =5V，视环境略有差别）；r r r 此种输出方式为模拟电压输出，一般需使用ADC转换后处理。r r r r r r 9. 碰撞传感器r r r r r r 最前端开关有碰撞，模块输出低电平；没碰撞，输出高电平r r r VCC 3v-12v供电r r r GND 接电源地r r r OUT 高低电平输出r r"};
