FPGA智能小车开发板使用说明

一. 特别注意事项

1. 拿到开发板，首先检查一下外观是否完好，特别需要注意J11是否有跳线帽将上面两个管脚短接，发货默认是用DC座供电，如下图：
   
   确认跳线帽无误，通过DC线给开发板供电，DC线的另一端（USB头）可直接从手机充电器或电脑USB口取电。
   供电说明：开发板可用两种供电模式，一种是通过DC座供电，另一种可通过电池供电，两种供电方式需要通过开发板上的跳线帽选择。发货默认是与DC短接，如果需要通过电池供电，将跳线帽跳至与Bat短接即可。如下图所示：
   
2. 如果是用配套的测试例程测试电机，那么左右电机的线应该分别插入J1和J4，接线如下图所示：
   

二. 开发板硬件接口说明

DC座：用搭配的DC线从电脑或其它设备的USB接口取电（5V）
J11：供电方式选择接口，通过跳线帽选择DC座供电还是电池供电
J10：电池供电接口，注意正负，板上有标注GND为负，VCC为正
J1，J2：TB6612（U7）驱动的两个电机接口
J4，J5：TB6612（U9）驱动的两个电机接口
J8，J9：其它外设接口，根据需要可连接其它的模块
液晶接口：如果需要液晶显示，可连接LCD1602或LCD12864，如果不用液晶，则可用杜绑线与其它模块相连，液晶接口与FPGA管脚对应关系如下：

说明：115表示与FPGA的第115管脚相连，其它同理

液晶背光调节旋钮：可调节液晶背光，让其显示效果达到最优
JTAG下载口：FPGA程序下载接口

三. 配套测试例程说明

该配套例程主要用于测试开发板的硬件是否完好，下载成功后会出现如下现象：

1. 数码管从0~9循环显示
2. 按下KEY，KEY2，KEY3时，蜂鸣器会发声
3. 按下KEY4，电机正转，按下KEY5，电机反转，按下KEY6电机停止转动（注意电机线不要接错了，否则看不到该现象）

四. 电机控制原理说明

FPGA管脚的带负载能力较弱，而直流电机是大电流感性负载，所以我们需要功率放大器件，该开发板我们选用了两片TB6612作为电机驱动芯片，一片TB6612可驱动两个直流电机，所以该开发板总共可驱动4个直流电机。TB6612FNG 是东芝半导体公司生产的一款直流电机驱动器件，它具有大电流MOSFET-H 桥结构，双通道电路输出，可同时驱动 2 个电机。也许大家更熟悉 L298N，其实这两者的使用基本一致的。而且，相比 L298N 的热耗性和外围二极管续流电路，它无需外加散热片，外围电路简单，只需外接电源滤波电容就可以直接驱动电机，利于减小系统尺寸。对于PWM信号输入频率范围，高达100KHz的频率更足以满足我们大部分的要求


J1和J2是由U7驱动，其中J1是由PWMA，AIN2，AIN1控制，J2是由PWMB，BIN1，BIN2控制。可通过改变PWMA占空比调节电机的速度。
J4和J5是由U9驱动，其中J4是由PWMA，AIN2，AIN1控制，J5是由PWMB，BIN1，BIN2控制。可通过改变PWMA占空比调节电机的速度。
写程序时，一定要注意控制关系，否则小车不会按我们预想的运动。
电机控制真值表如下：

在程序中，可通过更改PWM高低电平的时间（占空比），来调节电机速度。有时我们会发现高电平时间不能无限制往上加，这样会导致电机无法启动，因为占空比越大，电机的速度越快，启动时需要消耗的电流也越大，限于供电能力的原因，所以需要我们调节一个适当的占空比，这样才能正常启动电机。

占空比=高电平时间/(高电平时间+低电平时间)，所以例程中的占空比为：50/(50+50)=50%

FPGA的管脚通过板上的接插件引出，与不同的功能模块搭配，小车可实现不同的功能。我将几种比较经典的搭配整理出来供大家参考，如下表：

附两张高清实物图片：