摄像头组 北京科技大学 摄像头组一队(13)

第三章 硬件电路设计与优化

3.1 硬件方案设计

我们主要从系统的稳定性、可靠性、高效性、实用性、简洁等方面来考虑硬件的整体设计。从最初方案设定到最终方案的敲定，我们经历各种讨论与大的改动才有了如下的硬件方案。

可靠性与稳定性是一个系统能够完成预设功能的最大前提。在原理图与PCB的设计过程中，我们考虑到各个功能模块的电特性以及之间的耦合作用。对易受干扰的模块做了电磁屏蔽作用，而其他部分则做了相应的接地、滤波、模拟与数字电路的隔离等。

高效与实用性是指本系统的各模块能充分完美的实现相应的功能。从以下两点可以体现出：

a) 视频信号的提取一般有三种方法：片内AD转化、基于TLC5510的8位并行AD、硬件二值化。第一种方通过片内AD转换把连续的模拟视频信号转为数字信号存储起来。第二种方法通过外部AD芯片直接把视频信号转为并行的数字信号，而处理芯片只要通过普通IO来读取存储；前者不需要外部电路但浪费系统时间，对于主频不高的处理芯片会造成很大负担。而后者虽然精度高但浪费过多的硬件资源。硬件二值化是通过比较器去捕捉视频信号的跳变沿，这不仅减少了采集时间，也节约硬件资源，还省去了许多存储空间。

b) 对于电机驱动，由于E车模电机对驱动性能要求高。我们设计了由单独的驱动芯片组成驱动器，该驱动器瞬间驱动电流最大可以达到几十安。

简洁是指在满足了可靠、高效的要求后，为了尽量减轻车模的负载，降低模型车的重心位置，应使电路设计尽量简洁，尽量减少元器件使用数量，缩小电路板面积，使电路部分重量轻，易于安装。在设计完原理图后，注重PCB板的布局，优化电路的走线，整齐排列元器件，最终做到电路板的简洁。

主板整体电路及模块分布如图3.1所示。

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