飞思卡尔_智能车_教程.doc

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1、w、c 一第2章智能汽车设计基础一硬件从外观上看，智能车系统主要表现为由一系列的硬件组成，包括组成车体的底盘、竺1tn3机装置、马达装置、道路检测装置、测速装置和 到的传感器（包括光电式传感器、图像传感器和 测速传感器等）和控制电路板中的功能电路设计。控制电路板等。本章主要介绍智能车设计中使用武汉科技大学信息科学与工程学院智能汽车设计基础一硬件感器系统武汉科技大学信息科学与工程学院二2. 1传感器系统在工程上，系统中各种物理量都必须转换成 定规格的信号（电信号或气压信号）才能被检 测、采集和显示。所谓传感器，即是将被测量按 照一定的物理或化学原理转换成某种规定的输出 信号的装置或器件。通常，传

2、感器由敏感元件和转换元件组成。敏感元件 能够随着被测量的变化而引起某种易被测量的信号的变化， 而转换元件则将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传 输或测量的电信号部分，具体的电量形式取决于敏感元件的 原理。除此之外，由于转换元件的输出信号一般都很微弱， 为方便传输、转换.处理及显示，通常有信号调理转换电路. 辅助电路等，将转换元件输出的电信号进行放大或运算调制。 因此，传感器的组成通常包括敏感元件.转换元件.信号调 理转换电路和辅助电路，如图2.1所示。随着半导体器件与 集成技术的发展，传感器的信号调理转换电路与敏感元件. 转换元件等一起集成在同一芯片上，安装在传感器的壳体里。武汉科技大学信

3、息科学与工程学院二2. 1传感器系统图2.1传感器组成方框图武汉科技大学信息科学与工程学院2. 1. 1光电式传感器光电式传感器是利用光电器件把光信号转换成电信号的装置。光电式传感器工作时，先将被测量转换为光量的变化，然后通过光电器件再把光量的变化转换为相应的电量变化，从而实现非电量的测量。 光电式传感器的核心（敏感元件）是光电器件，光电器件的基础是光电效应。武汉科技大学信息科学与工程学院2. 1. 1光电式传感器光电式传感器的结构简单，响应速度快，可靠 性较高，能实现参数的非接触测量，因此广泛地应 用于各种工业自动化仪表中。光电式传感器可用来 测量光学量或测量已先行转换为光学量的其他被测 量

4、，然后输出一定形式的电信号。在测量光学量时, 光电器件是作为敏感元件使用；而测量其他物理量 时，它是作为转换元件使用。光电式传感器由光路 及电路两大部分组成，光路部分实现被测量信号对 光量的控制茄询制，电路部分完成从光信号到虽信 号的转换。图2. 2 (a)所示另测量光量时的组成框图, 02. 2 (b)所示为测量箕他物理量时的组成框图。丫武汉科技大学信息科学与工程学院武汉科技大学信息科学与工程学院A武汉科技大学信息科学与工程学院A2.1.1光电式传感器武汉科技大学信息科学与工程学院A1.光电管的结构与工作原理光电管有真空光电管和充气光电管两类，两者在结构上 比较相似，均由一个阴极和一个阳极构

5、成，并且密封在 一只真空玻璃管内。阴极装在玻璃管内壁上，其上涂有 光电发射材料。阳极通常用金属丝弯曲成矩形或圆形， 置于玻璃管的中央。当光照在阴极上时，中央阳极可收 集从阴极上逸出的电子，在外电场作用下形成电流。充 气光电管的灵敏度好，但其稳定性较差、惰性大，容易 受温度影响。在智能车的光电式传感器模块设计中，由 于要求温度影响小和灵敏度稳定，所以一般都采用真空 式光电管。丫2.1.1光电式传感器2.主要性能光电器件的性能主要由伏安特性、光照特性、光谱特 性.响应时间.峰值探测率和温度特性来描述。其中， 伏安特性.光照特性和光谱特性是选择光电器件的主要 指标。(1)光电管的伏安特性在一定的光照

6、射下，对光电器件的阴极所加电压与阳 极所产生电流之间的关系称为光电管的伏安特性。它是 应用光电式传感器参数的主要依据。2.1.1光电式传感器(2)光电管的光照特性当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系为光电管的光照特性。光照特性 曲线的斜率(光电流与入射光光通量之比)称为光电管 的灵敏度。(3 )光电管的光谱特性一般对于光电阴极材料不同的光电管，它们有不同 的红限频率因此它们可用于不同的光谱范围。除此之外， 即使照射在阴极上的入射光的频率高于红限频率，并且 强度相同，随着入射光频率的不同，阴极发射的光电子 的数量也不会相同，即同一光电管对于不同频率的光的 灵敏度不同，

7、这就是光电管的光谱特性。武汉科技大学信息科学与工程学院图像传感器在智能车设计中非常常见。智能车路径识 别模块中的摄像头的重要组成部分就是图像传感器。图像传 感器又称为成像器件或摄像器件，可实现可见光、紫外线、 X射线、近红外光等的探测，是现代视觉信息获取的一种基 础器件。因其能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展（光谱拓宽、灵敏度范围扩大），能给出直观.真实.多层次.多内容的可视图像信息，图像传感器在现代科学技术中 得到越来越广泛的应用。K 2. 1.2图像传感器1. CCD图像传感器的分类CCD图像传感器从结构上可以分为两类：一类是用 于获取线图像的，称为线阵CCD;另一类是用于获取 面图像

8、的，称为面阵CCD。(1)线阵CCD图像传感器对于线阵CCD,它可以直接接收一维光信息，而 不能直接将二维图像转换为一维的电信号输出，为 了得到整个二维图像的输出，就必须用行扫描的方 法来实现。二2. 1.2图像传感器(2)面阵CCD图像传感器面阵CCD图像传感器的感光单元呈二维矩阵排列, 能检测二维平面图像。由于传输与读出方式不同， 面阵图像传感器有许多类型，常见的传输方式有行 传输、帧传输和行间传输三种。2. CCD图像传感器的特性参数CCD图像器件的性能参数包括灵敏度、分辨率、 信噪比、光谱响应、动态范围和暗电流等，CCD器件 性能的优劣可由上述参数来衡量。丫武汉科技大学信息科学与工程学

9、院A圧2. 1.2图像传感器(1)光电转换特性CCD图像传感器的光电转换特性如图2. 3所示。图中x 轴表示曝光量，y轴表示输出信号幅值，Qsat表示饱和输 出电荷，Q武汉科技大学信息科学与工程学院由图2. 3可以看出，输出电荷与曝光量之间有一个线性工 作区域，在曝光量不饱和时，输出电荷正比于曝光量， 当曝光量达到饱和曝光量后，输出电荷达到饱和值，并 不随曝光量的增加而增加。曝光量等于光强乘以积分时 间，即(2.1)式中，为光强；为积分时间，即起始脉冲的周期。暗电荷 输出为无光照射时CCD的输出电荷。一只良好的CCD传感 器，应具有低的暗电荷输出。圧2. 1.2图像传感器(2 )灵敏度和灵敏度

10、不均匀性CCD图像传感器的灵敏度或称为量子效率，标志着器 件光敏区的光电转换效率，用在一定光谱范围内单位曝 光量下器件输出的电流或电压表示。实际上，图2. 3中CCD光电转换特性曲线的斜率就是器件的灵敏度，即S = Gsat / 耳22)理想情况下，CCD器件受均匀光照时，输出信号幅度 完全一样。实际上，由于半导体材料不均匀和工艺条件 因素影响，在均匀光照下，CCD器件的输出幅度出现不均 匀现象。g 2. 1.2图像传感器(3)分辨率分辨率是用来表示分辨图像中明细细节的能力的。它 通常有两种不同的表示方式： 极限分辨率。一黑一白两个线条称为一个“线对”， 透过对应光的亮度为一明一暗。而极限分辨

11、率是指人眼 能够分辨的最细线条数，通常用每毫米线对数(1 P/mm)来表示。定义调制度M为调制传递函数。每毫米长度上所包含的线对数称为空 间频率，其单位是1 P/rnm。设调幅波信号的最大值为九狀 最小值为Anin 平均值为4),振幅为入，如图2. 4所示,武汉科技大学信息科学与工程学院圧2. 1.2图像传感器(2-4)Anax AninAnax + Anino图2.4调制度的定义TJ武汉科技大学信息科学与工程学院圧2. 1.2图像传感器(2.5)调幅波信号通过器件传递输出后，通常调制度受到的 损失减小。一般来说，调制度随空间频率增加而减小。 为了客观地表示CCD传感器的分辨率，一般采用调制传

12、递 函数(Modulation Transfer Function, MTF)来表示。 MTF的定义为：在各个空间频率下，CCD器件的输出信号 的调制度与输入信号的调制度的比值，即 MTF(v) = %(V)% (v)式中，u为空间频率。£ 2. 1.2图像传感器OOjMTF能够客观地反映CCD器件对于不同频率的目标成像 的清晰程度。随着空间频率的增加，MTF值减小。当MTF 减小到某一值时，图像就不能够清晰分辨，该值对应的 空间频率为图像传感器能分辨的最高空间频率。(4) CCD的噪声CCD的噪声源可归纳为三类：散粒噪声、暗电流噪声 和转移噪声。散粒噪声光注入光敏区产生信号电荷的过

13、程可以看成是独立、 均匀连续发生的随机过程。单位时间内光产生的信号电 荷数并非绝对不变，而是在一个平均值上作微小波动， 这一微小波动的起伏便形成散粒噪声，又称为白噪声。武汉科技大学信息科学与工程学院A2. 1.2图像传感器暗电流噪声暗电流噪声可以分为两部分：其一是耗尽层热激发产生 的，可用泊松分布描述；其二是复合产生中心非均匀分布， 特别是在某些单元位置上形成暗电流尖峰。由于器件工作 时各个信号电荷包的积分地点不同，读出路径也不同，这 些尖峰对各个电荷包贡献的电荷量不等，于是形成很大的 背景起伏，这就是常称的固定图像噪声的起因。G）转移噪声转移噪声产生的主要原因有：转移损失引起的噪声、界 面态

14、俘获引起的噪声和体态俘获引起的噪声。输出结构采 用浮置才册放大器，噪声最小。圧2. 1.2图像传感器3.摄像头的工作原理摄像头以隔行扫描的方式采样图像，当扫描到某点时， 就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度 对应的电压值，然后将此电压值通过视频信号端输出。 具体而言（参见图2.5）,摄像头连续地扫描图像上的一 行，就输出一段连续的视频信号，该电压信号的高低起 伏正反映了该行图像的灰度变化情况。当扫描完一行， 视频信号端就输出一个低于最低视频信号电压的电平 （如0.3 V）,并保持一段时间。这样相当于紧接着每行 图像对应的电压信号之后会有一个电压“凹槽 “凹槽”叫做行同步脉冲，它是扫

15、描换行的标志。TJ武汉科技大学信息科学与工程学院A然后扫描新的一行，如此下去，直到扫描完该场的信号，接着会出现一段场消隐信号。其中有若干个复合消隐脉冲（简称消隐脉冲），在这些消隐脉冲中，有一个消隐 脉冲远宽于其他的消隐脉冲（即该消隐脉冲的持续时间远长于其他的消隐脉冲的持续时间），该消隐脉冲又称 为场同步脉冲，标志着新的一场的到来。摄像头每秒扫 描25帧图像，每帧又分奇、偶两场，故每秒扫描50场图武汉科技大学信息科学与工程学院2. 1.2图像传感器图2.5摄像头视频信号丫丿武汉科技大学信息科学与工程学院武汉科技大学信息科学与工程学院武汉科技大学信息科学与工程学院通常，摄像头产品说明上会给出有效像

16、素和分辨率，但通常不会具体介绍视频信号行的持续时间、 行消隐脉冲的持续时间等参数，而这些参数又关系 到图像采样的时序控制。因此需要设计软、硬件方 法对这些参数进行实际测量。表2.1给出了常见的 1/3 OmniVision CMOS摄像头的时序参数，以供参 考。.2图像传感器表2.1 常见的1/3 OmniVision CMOS摄像头的时序参数信号属性3行序数P行持续时间卩行同步脉冲u 持续时间Q消隐脉冲心 持续时间4场消隐唇14屮23 psP3.5 册1知273 |1 却S呼6Q373际厂+>3.5屮710心29.8 p 护3.5呼11亦64屮+>4.7 LLS+31观频信号区Q

17、23310P64 psP4:1 usP厂P场消隐唇 侗步脉冲戸311F14Q64呼4.7 LLS131井64 psP3.5珂316F1 卯29.S 哪3.5呼32053.4 a s*1128 iis1武汉科技大学信息科学与工程学院A2. 1. 3测速传感器在智能汽车设计中，测速传感器的设计主要有两种 方案：霍尔传感器和光电式脉冲编码器。1.霍尔传感器霍尔传感器是基于霍尔效应原理，将电流.磁场、位移.压力.压差转速等被测量转换成电动势输出的一种 传感器。虽然转换率低、温度影响大.要求转换精度较高时必须进行温度补偿,但霍尔传感器具有结构简单.体积小.坚固、频率响应宽（从直流到微波）.动态范围（输出

18、电动势的变化）大、无触点.寿命长.可靠性 高，以及易于微型化和集成电路化等优点。A 2.1.3 测速传感器（1）霍尔效应原理金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时， 在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理 现象称为霍尔效应。如图2. 6所示，假设薄片为型半导体， 磁场方向垂直于薄片，磁感应强度为。在薄片左右两端 通以电流（称为控制电流），那么半导体中的截流子 （电子）将沿着与电流的相反方向运动。由于外磁场的 作用，使电子受到磁场力（洛仑兹力）作用而发生偏转， 结果在半导体的后端面上电子有所积累而带负电，前端 面则因缺少电子而带正电，在前后两个端面之间形成电 场。2. 1. 3测速

19、传感器0图26霍尔效应原理图武汉科技大学信息科学与工程学院A就称为霍尔电势Uh。利用霍尔效应制成的传感元件称为 霍尔传感器，的大小正比于控制电流和磁感应强度， 即"3d= KIB (2.6) 式中，心为霍尔系数，心其中。为载流体的电阻 率；卩为载流子的迁移率；Kh为灵敏度，Kh =Rn/d 若磁场方向与元件平面成角度&时，则作用霍元件上的有 效磁场是其法线方向的分量，即BcosO ,则有UH =KHIB cos 0(27)rj2. 1. 3测速传感器©由式(2. 6)和式(2. 7)可以看出，霍尔电势/日的大小 正比于控制电流/和磁感应强度B，灵敏度 心表示在单 位

20、磁感应强度和单位控制电流时输出霍尔电势的大小， 一般要求越大越好，元件的厚度邂薄，KH就越大，所 以霍尔元件的厚度都很薄。当载流电流材料和几何尺寸 确定后，霍尔电势的大小只和控制电流I和磁感应强度B 有关，因此霍尔式传感器可用来探测磁场和电流，由此 可测量压力、振动等。武汉科技大学信息科学与工程学院庄2. 1.3测速传感器(2) 霍尔元件的基本结构霍尔元件的结构彳艮简单，由霍尔片.四根引线和壳 体组成。霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片，从中引出 四根引线，其中两根引线上施加激励电压或电流，称为 激励电极(爺制电极)，另外两根引线称为霍尔输出引 线，又称为霍尔电极。霍尔元件的壳体是用非导万兹金属.

21、 陶瓷或环氧树脂封装的。(3) 霍尔式转速传感器的结构rnlIf图2. 7是三种不同结构的霍尔式转速传感器。转盘的 输入爲与被测转轴相连，当被测转轴转动时，转盘随之 转动，固定在转盘附近的霍尔传感器便可在每一个小磁 铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出单位时间的脉冲 数，便可知被测转速。根据磁,性转盘上小磁铁数目多少， 就可以确定传感器测量转速的分辨率。I武汉科技大学信息科学与工程学院2. 1. 3测速传感器(a)3(b)1 输入轴2- 转盘3- 磴铁4 胡传鯛武汉科技大学信息科学与工程学院武汉科技大学信息科学与工程学院图2.7三种不同结构的霍尔式转速传感器武汉科技大学信息科学与工程学院K 2.

22、 1.3测速传感器庄2. 1.3测速传感器丫武汉科技大学信息科学与工程学院K 2. 1.3测速传感器2.光电式脉冲编码器光电式脉冲编码器可将机械位移、转角或速度变化 转换成电脉冲输出，是精密数控采用的检测传感器。光 电编码器的最大特点是非接触式，此外还具有寤度高. 响应快.可靠性高等特点。Ini光电编码器采用光电方法，将转角和位移转换为各 种代码形式的数字脉冲，如图2. 8所示光电式脉冲编码器， 在发光元件和光电接收元件中间，有一个直接装在旋转 轴上的具有相当数量的透光扇形区的编码盘，在光源经 光学系统形成一束平行光投在透光和不透光区的码盘上 时，转动码盘，在码盘的另一侧就形成光脉冲，脉冲光

23、照射在光电元件上就产生与之对应的电脉冲信号。VM光电编码器的精度和分辨率取决于光电码盘的 精度和分辨率，取决于刻线数。目前，已能生产径 向线宽为6.7x10-8 rad的码盘,其精度达1x10-8, 比接触式的码盘编码器的精度要高很多个数量级。 如进一步采用光学分解技术，可获得更多位的光电 编码器。光电编码器按其结构的转动方式可分为直线型 的线性编码器和转角型的轴角编码器两种类型，按 脉冲信号的性质可分为有增量式和绝对式两种类型。丫武汉科技大学信息科学与工程学院K 2. 1.3测速传感器增量式编码器码盘图案和光脉冲信号均匀，可 将任意位置为基准点，从该点开始按一定量化单位 检测。该方案无确定的

24、对应测量点，一旦停电则失 掉当前位置，且速度不可超越计数器极限相应速度, 此外由于噪声影响可能造成计数积累误差。该方案 的优点是其零点可任意预置，且测量速度仅受计数 器容量限制。2. 1. 3测速传感器绝对式编码器的码盘图案不均匀，编码器的码 盘与码道位数相等，在相应位置可输出对应的数字 码。其优点是坐标固定，与测量以前状态无关，抗干扰能力强，无累积误差,不读数时移动速度可超越极限相应速度，不需方向判 别和可逆计数，信号并行传送等；其缺点是结构复 杂、价格高。要想提高光电编码器的分辨率，需要 提高码道数目或者使用减速齿轮机构组成双码盘机 构，将任意位置取作零位时需进行一定的运算。丫武汉科技大学

25、信息科学与工程学院二2.2电路设计2.2.1电源系统2.2.2 电机驱动 电路2.2.3 传感器接口 电路武汉科技大学信息科学与工程学院2. 2.1 电源系统，电源关系，是图2. 9直流稳压电源电路丿武汉科技大学信息科学与工程学院ATJ武汉科技大学信息科学与工程学院A2. 2.1 电源系统TJ武汉科技大学信息科学与工程学院A(2.8)电源变压器的作用是将220 V的交流电压变成整流电 路所需要低压的交流电压。整流电路的作用是将交流电 压变换成脉动的直流电压，它主要有半波整流和全波整 流等方式，通常由整流二极管构成的整流桥堆来执行。 常见的整流二极管有1N4007和1N5148等，桥堆有RS21

26、0等。 滤波电路的作用是将脉动直流中的纹波滤除获得纹波小 的直流，常见的有滤波、滤波.口型滤波等电路，常选 用的是滤波电路。其中各参量的关系为 口 = nUx 式中，为变压器的变比。/ =（1.1 1.2）52. 2.1 电源系统每只二极管或桥堆所承受的最大反向电压为 对于桥式整流电路，每只二极管的平均电流为=丄 _ O.45C7,1 O(AV)十 R r(2.9)(2.10) 滤波电路中，的选择应适应下式，即放电时间常数应满足RC = (3U5)T/2(2.11)式中，为输入交流信号的周期；为整流滤波电路的等效负 载电阻。稳压电路的作用是将滤波电路输出电压进行稳压， 输出较稳定的电压。常见的

27、稳压电路有三端稳压器.串 联式稳压电路等。TJ武汉科技大学信息科学与工程学院A2. 2.1 电源系统2.三端固定式正压稳压器HI国内外各厂家生产的三端（电压输入端、电压输出端 和公共接地端）固定式正压稳压器均命名为78系列，该系列 稳压器有过流、过热和调整管安全工作区保护，以防过载而 损坏。其中78后面的数字代表稳压器输出的正电压数值（一 般有5 V, 6 V, 8 V, 9 V, 10 V, 12 V, 15 V, 18 V和24 V共9种输出电压），各厂家用78和电压数字之间的字母来表 示。插入L表示100 mA, M表示500 mA,如不插入字母则表 示1.5 A。此外，78 （L, M

28、） XX的后面往往还附有表示输出电 压容差和封装外壳类型的字母。常见的封装形式有TO-3金属 和TO-220的塑料封装，金属封装形式的稳压器的输出电流 可以A。丫丿2. 2.1 电源系统78系列三端固定式稳压器的基本应用电路如图2. 10所 示，只要把正输入电压加到MC7805的输入端，MC7805的公 共端接地，其输出端便能输出芯片标称正电压。在实际应用 电路中，芯片输入端和输出端与地之间除分别接大容量滤波 电容外，通常还需在芯片引出根部接小容量(0.1-10 mF) 电容，到地。用于抑制芯片自激振荡，用于压窄芯片的高频 带宽，减小高频噪声。和的具体取值应随芯片输出电压的高 低及应用电路的方

29、式不同而异。TJ武汉科技大学信息科学与工程学院武汉科技大学信息科学与工程学院武汉科技大学信息科学与工程学院在智能车竞赛中，智能车的速度较快，通常达到2 m/s以上，因此对电机驱动电流的要求较高，电机驱动电 路必不可少。图2. 11是一个典型实用的简单直流电机调 速驱动电路，功率管的选择由电机的功率决定，其标称 电流是电机正常工屣时电流的3 5倍（电机启动的时候 存在较大的浪涌电流）。PWM信号的占空比决定电机的转 速，故电机的调速可通过改变PWM信号的占空比实现。直流电动机正、反转控制在很多场合会碰到。下面 将介绍用功率管驱动直流电机正.反转的常用两种方法。武汉科技大学信息科学与工程学院2.

30、2.2电机驱动电路12. 11直流电机调速驱动电路武汉科技大学信息科学与工程学院武汉科技大学信息科学与工程学院匸2. 2. 2 电机驱动电路如图2. 12所示电路中电机的转动方向由1/01 和I/O2的电平来决定。当1/01和1/02为00时,VT1, VT2导通，VT3, VT4截止，加在电机两端上的电压 差为0 V,电机不转。当1/01和1/02为01时，VT1, VT4导通，VT2, VT3截止；当1/01和1/02为10时， VT1, VT4截止，VT2, VT3导通。这两种情况流经 电机上的电流方向互为相皮，电机转动方向也相 反。当 1/01 和 1/02为 11 时,VT1, VT

31、2截止，VT3, VT4导通，加在电机两端上的电压差为0 V,电机 不转。当1/01和1/02悬空时，+5 V经Rl, TLP521的内部发 光二极管、LED1, R4, VT3形成零点几毫安的电流，使 VT3定程度地导通，该电流使光耦TLP521输出端微弱导通，从而拉低VT1基极点的电位，使VT1定程度地导通； 同理，VT2和VT4也一定程度地导通，从而电源经过VT1， VT3和VT2, VT4短路到地，会损坏功率管，故1/01和1/02 不允许悬空。R1和R8阻值的选择原则是，使流经发光二极管的电流为10-15 mA; R3, R4, R5, R6的选择原则是， 能够为功率管提供足够的驱动

32、电流；功率管的选择由电 机的工作电压和工作电流决定，因电机启动瞬间存在浪 涌电流，故功率管的电流限额应是电机正常工作电流的4 5倍。rJ2. 2. 3传感器接口电路除了要正确选择传感器的类型外，还要设计最佳的接 口电路。所谓接口电路，就是要把传感器与后续的看关电 路联系起来的电路。接口电路的设计需要考虑两个问题： 一个是传庙器的输出与计算机的输入匹配角题；另一个是 选择器件的问题。一般传感器的输出信号有三种形式：数 字开关量.数字脉冲和模拟信号。(1) 数字开关量信号分为电压输出型和触点型。如 果传感器的输出电压信号为0 V或2 V,可以直接和控制装 置相连接，但是由于这种信号有抖动，所以在与

33、计算机连 接时要采用消除抖动电路。(2) 数字脉冲电路用计数器计数后送入计算机，通过对脉冲的H数莱达到对信息的采氟 一般计算机要对计 数器拥有清零的功能，以便计数器重新计数。S 2. 2. 3 传感器接口电路(3) 模拟信号比较复杂，由于模拟信号不能直接与 控制器相连接，所以首先要通过适当的A/D转换器变为合 适的输入电压，必要时还要在A/D前面对信号进行放大、 分压等，一般称为信号的预处理。预处理后的信号经过 A/D转换器后和控制器直接连接，完成接口电路的设计。器件的选择，要兼顾成本和技术指标进行综合考虑。 传感器信号要有比较好的降噪电路，一般减少噪声的方法 是：传感器与预处理放大电路的接线要尽量短；传感器信 号接线要采用屏蔽线，外皮接地；放大电路的输入和输出 之间尽量远；放大电路的增益不要太大，以免产生振荡； 放大电路要远离传感器，以免产生电场和磁场的干扰等。.ss.思考题1. 请简述光电式传感器的基本原理。2. 图像传感器分为哪几类？请简述摄像头的工 作原理。3. 请说出制作测速传感器的几种方案，并对各 种方案的优缺点进行比较。4. 利用78系列芯片设计一个直流稳压电路，要求：输入12 V,输出5 V。5. 利用MC33886设计一个直流电机驱动电路，能控制电机正、反转。武汉科技大学信息科学与工程学院