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AUTOMATISATION DES DÉPLACEMENT
D’UN VÉHICULE
Projet I4
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux
Majeure AISE
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux 2
Plan
Présentation Gestion des déplacements Microprocesseur embarqué Modules évolutifs Organisation du projet Conclusion
Majeure AISE
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux 3
Présentation
Le véhicule :Base roulanteAncien projet
Les objectifsCarte FPGA Xilinx XC3S500EDéplacements guidésDéplacements autonomes
Majeure AISE
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux 4
Présentation
Schéma général
Microblaze
Module VHDL
servomoteur
Module VHDL
PWM moteur
Module VHDL
Ultrasons
Module VHDL
Boussole
composantBoussole
data
capteurUltrason
data
datacapteurUltrason
Switchs
Boutons poussoirs
clk rst
data
data
Servomoteur
Carte PWManalogique
Boutons poussoirs
ModuleXBee
Port série DTEPort série DCE
Carte FPGA
Majeure AISE
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux 5
Gestion des déplacements Moteurs courant continu
Principe○ 2 pattes : commande et masse○ Inversion des pattes = inversion du
sens de rotation
Commande PWM○ Valeur moyenne entre 0V et 12V
Vmoy = 2V vitesse de rotation lente
Vmoy = 6V vitesse de rotation ½ vitesse max
Vmoy = 10V vitesse de rotation rapideMajeure AISE
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Gestion des déplacements Cartes PWM moteur
Pilote 2 moteursCartes redessinéesComposant : L6205N
Carte alternativePont en HComportement
identique au L6205N
Majeure AISE
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Gestions des déplacements Module VHDL : Top_PWM
architecture
PWM
Vitesse 1Vitesse 2Vitesse 3Vitesse 4
PWM 1PWM 2PWM 3PWM 4
DIR 1DIR 2DIR 3DIR 4
1
1
1
1
1
1
1
1
Diviseur d’horloge
5
5
5
5
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux
Majeure AISE
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux 8
Microprocesseur embarqué Principe :
Implémenter un microprocesseur (softcore) dans un FPGA
Description en langage de haut niveau (VHDL, Verilog)
Pour le spartan 3e :○ 32 bit○ Bus d’instruction interne (ILMB)○ Bus de donnée interne (DLMB)
Majeure AISE
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Microprocesseur embarqué
Suite logicielle EDK (Embedded Development Kit)○ XPS : Xilinx Platform Studio○ SDK : Software Development Kit
Conception
Implémentation
EDK
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux
Majeure AISE
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux 10
Microprocesseur embarqué Création du microprocesseur
BSB : Base System Builder○ Softcore○ Bus de données et instructions internes○ PLB : processor Local Bus○ XGpio pour les diodes, Push buttons, switch de la
plaquette
Deux fichiers important de description○ MHS : Microprocessor Hardware Specification○ MSS : Microprocessor Software Specification
Majeure AISE
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Microprocesseur embarqué Ajout de composant / IP
exemple Xgpio (General Purpose Input/Output)○ Périphérique 1 à 32 bits○ Simple ou double port○ Bidirectionnel
Attribution d’une plage mémoire
Génération de la netlist○ Construction du microprocesseur (description HDL)○ Synthèse XST
Génération des librairies○ Xparameters.h
Majeure AISE
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Microprocesseur embarqué Programmation
SDK avec l’environnement Eclipse○ Compilateur○ Création du fichier ELF
Utilisation de l’API Xilinx○ Structure ○ Fonctions (initialisation, direction)
Majeure AISE
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Modules évolutifs Boussole
2 modes possibles : ○ PWM○ I2C
Fonctionnement○ 2 capteurs champs magnétique
Philips KMZ51 (unidirectionnel)○ Traitement des sorties des capteurs par le PIC○ Calibration par rapport au points cardinaux
Utilisation○ Orienter dans une direction (asservissement rotation)
Majeure AISE
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Modules évolutifsArchitecture VHDL
PWM Angle12
Diviseur d’horloge
1
P1
P0
PartieOpérativeFin
enable
Majeure AISE
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Modules évolutifs Capteurs ultrasons
2 capteurs MaxSonar-EZ1
3 modes possibles : ○ Série (0 à 255 en ASCII)○ Analogique (0 à 2,55V 10mV par pas)○ PWM
Utilisations○ Détection d’obstacle (asservissement vitesse pour
arrêt)○ Détection des environs (remplissage plan mémoire)
Majeure AISE
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Modules évolutifsArchitecture VHDL
PWM
distance8
Diviseur d’horloge
1
P1
P0
PartieOpérativeFin
enable
OK1
Majeure AISE
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Modules évolutifs
Servomoteur
Majeure AISE