智能車制作初步

1、智能車制作初步智能車制作初步預備知識預備知識自動化學院自動化學院 談英姿談英姿 2022年年7月月2日日智能車制作初步智能車制作初步 經(jīng)驗與教訓經(jīng)驗與教訓歷屆參賽體會分享歷屆參賽體會分享 東南大學智能車競賽賽程東南大學智能車競賽賽程 相關課程相關課程 智能車系統(tǒng)簡介智能車系統(tǒng)簡介 單片機基本知識單片機基本知識 XS系列單片機介紹系列單片機介紹 CodeWarrior軟件軟件 開放實驗說明開放實驗說明經(jīng)驗與教訓經(jīng)驗與教訓 歷屆參賽體會歷屆參賽體會 第一次去華龍是很興奮的，只是不知道那兒周日是關門的，第一次去華龍是很興奮的，只是不知道那兒周日是關門的，所以當我們興沖沖趕過去的時候，見到的只是緊鎖的

2、門面所以當我們興沖沖趕過去的時候，見到的只是緊鎖的門面 小車根本就不能跑起來（后來證明電路圖沒有任何問題，小車根本就不能跑起來（后來證明電路圖沒有任何問題，華龍老板給我們提供的電阻電容參數(shù)有大大的問題！）華龍老板給我們提供的電阻電容參數(shù)有大大的問題?。?重啟的問題：在檢測板子時，意外的測試到一個引腳的電重啟的問題：在檢測板子時，意外的測試到一個引腳的電壓不穩(wěn)定。發(fā)現(xiàn)原來是壓不穩(wěn)定。發(fā)現(xiàn)原來是LM2940的的VCC腳虛焊了。腳虛焊了。 板子忽然斷電，而且組員聞到了一股燒焦的味道。這下慘板子忽然斷電，而且組員聞到了一股燒焦的味道。這下慘了，用萬用表一查，慘了，板子上的了，用萬用表一查，慘了，板子上

3、的VCC和和GND短接了。短接了。 POWER的連接線太細了，難以承受住高電壓，勢必會燒掉，的連接線太細了，難以承受住高電壓，勢必會燒掉，最終我們不得不采取飛線的方法，以挽救我們的板子！這最終我們不得不采取飛線的方法，以挽救我們的板子！這個主要怪我最開始沒有多問問學長，不知道功率線都應該個主要怪我最開始沒有多問問學長，不知道功率線都應該加粗的，只有信號線無所謂加粗的，只有信號線無所謂經(jīng)驗與教訓經(jīng)驗與教訓 歷屆參賽體會歷屆參賽體會 還記得智能車剛拿回來的時候，我們很還記得智能車剛拿回來的時候，我們很興奮地拆開包裝就將一些部件安到小車興奮地拆開包裝就將一些部件安到小車上，可是安裝舵機時螺絲斜著擰進

4、去了，上，可是安裝舵機時螺絲斜著擰進去了，結果導致里面的螺紋磨掉了，舵機接口結果導致里面的螺紋磨掉了，舵機接口很松，這是我們遇到的第一個問題，當很松，這是我們遇到的第一個問題，當時挺郁悶的，剛買的新車模就被弄成這時挺郁悶的，剛買的新車模就被弄成這樣，真倒霉啊。不過后面還是用樣，真倒霉啊。不過后面還是用502膠粘膠粘牢了，檢查了下，舵機運轉還是挺正常牢了，檢查了下，舵機運轉還是挺正常的。的。經(jīng)驗與教訓經(jīng)驗與教訓 歷屆參賽體會歷屆參賽體會我們歡樂過，在看到智能車的成功，心中的喜悅難以言傳；我們歡樂過，在看到智能車的成功，心中的喜悅難以言傳；我們苦悶過，面對時間就那樣一天天過去，我們的程序始終無法建

5、我們苦悶過，面對時間就那樣一天天過去，我們的程序始終無法建立，心中構想的思路一次次被現(xiàn)實的問題拒之門外，那種壓抑，立，心中構想的思路一次次被現(xiàn)實的問題拒之門外，那種壓抑，那種郁悶不敢再次回味；那種郁悶不敢再次回味；我們徘徊過，當?shù)谝粋€程序建立受阻時，我們徘徊要不要換思路，我們徘徊過，當?shù)谝粋€程序建立受阻時，我們徘徊要不要換思路，當比賽進行到第三周還沒有什么突破時，我們猶豫要不要放棄；當比賽進行到第三周還沒有什么突破時，我們猶豫要不要放棄；我們堅持拼搏過，在比賽的過程中，無論遇到什么樣的困難，我們我們堅持拼搏過，在比賽的過程中，無論遇到什么樣的困難，我們都堅持拼搏，堅信有付出就一定會有回報；都堅

6、持拼搏，堅信有付出就一定會有回報；我們遺憾過，遺憾我們思路難點時間太晚，最后整理程序的時間完我們遺憾過，遺憾我們思路難點時間太晚，最后整理程序的時間完全不夠。全不夠。那幾周里，我們團結一致，將團隊合作發(fā)揮到極致，我們最后連續(xù)那幾周里，我們團結一致，將團隊合作發(fā)揮到極致，我們最后連續(xù)幾天不合眼，幾乎將我們的精力用到極致。幾天不合眼，幾乎將我們的精力用到極致。比賽短暫兩天，卻讓我們歷經(jīng)人生酸甜苦辣，這將是我們?nèi)松凶畋荣惗虝簝商欤瑓s讓我們歷經(jīng)人生酸甜苦辣，這將是我們?nèi)松凶钣幸饬x最難忘的時刻，也是我們參加比賽的最大收獲。有意義最難忘的時刻，也是我們參加比賽的最大收獲。經(jīng)驗與教訓經(jīng)驗與教訓 歷屆參賽

7、體會歷屆參賽體會 剛開始接觸的時候確實感覺有些困難。這塊單片機的編程和剛開始接觸的時候確實感覺有些困難。這塊單片機的編程和以往學的程序編寫思路完全不同。它的邏輯幾乎全部在中斷以往學的程序編寫思路完全不同。它的邏輯幾乎全部在中斷里完成，一個周期這個中斷就要執(zhí)行一次，那么這個算法就里完成，一個周期這個中斷就要執(zhí)行一次，那么這個算法就會是一個我們以前沒接觸過的結構，通俗點說就是一遍一遍會是一個我們以前沒接觸過的結構，通俗點說就是一遍一遍的刷這個中斷的邏輯。這樣的結構實時性很強，但是做好與的刷這個中斷的邏輯。這樣的結構實時性很強，但是做好與前一周期的銜接以及保持一定周期內(nèi)的策略一致性就是一個前一周期的

8、銜接以及保持一定周期內(nèi)的策略一致性就是一個問題。我花了些時間寫了點測試程序并在開發(fā)板上運行，通問題。我花了些時間寫了點測試程序并在開發(fā)板上運行，通過過LED的顯示，對于這塊單片機的程序結構和運行方式終的顯示，對于這塊單片機的程序結構和運行方式終于有了一個感官上的認識。于有了一個感官上的認識。 然后，初始化和然后，初始化和AD轉換成了我面臨的又一大難題。這轉換成了我面臨的又一大難題。這一部分幾乎全是靠控制字來控制，意味著我必須面對繁雜難一部分幾乎全是靠控制字來控制，意味著我必須面對繁雜難懂的技術手冊，一個位一個位的弄懂它們的意思和功能，這懂的技術手冊，一個位一個位的弄懂它們的意思和功能，這個過程

9、非?？菰?。但是最后還是搞定了光電車最重要的多通個過程非?？菰?。但是最后還是搞定了光電車最重要的多通道道AD轉換初始化和讀取轉換初始化和讀取AD轉換值的部分。這期間，我也嘗轉換值的部分。這期間，我也嘗試寫了第一個完整的小車程序。試寫了第一個完整的小車程序。東南大學智能車競賽賽程東南大學智能車競賽賽程智能車競賽知識點智能車競賽知識點數(shù)字控制系統(tǒng)基本概況數(shù)字控制系統(tǒng)基本概況單片機基本原理及其操作單片機基本原理及其操作道路檢測道路檢測車速測量車速測量調(diào)試電路調(diào)試電路基礎基礎高級高級調(diào)試調(diào)試后輪電機驅(qū)動后輪電機驅(qū)動電機控制算法電機控制算法車模機械調(diào)整車模機械調(diào)整抗干擾與可靠性抗干擾與可靠性賽道適應性賽道

10、適應性測控系統(tǒng)及其實現(xiàn)技術測控系統(tǒng)及其實現(xiàn)技術相關課程相關課程 邊做邊學邊做邊學 微機系統(tǒng)與接口（微機原理）微機系統(tǒng)與接口（微機原理） 電子電路電子電路 單片機單片機 控制理論控制理論 檢測技術檢測技術 電機控制與驅(qū)動電機控制與驅(qū)動智能車系統(tǒng)簡介智能車系統(tǒng)簡介 測控系統(tǒng)測控系統(tǒng)智能車系統(tǒng)簡介智能車系統(tǒng)簡介智能車控制系統(tǒng)框圖智能車控制系統(tǒng)框圖單片機基本知識單片機基本知識 單片機又稱單片微控制器單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏它不是完成某一個邏輯功能的芯片輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計個芯片上。概括的講：一塊

11、芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。習、應用和開發(fā)提供了便利條件。 微控制器誕生于微控制器誕生于20世紀世紀70年代中期，經(jīng)過年代中期，經(jīng)過30多多年的發(fā)展，其成本越來越低，而性年的發(fā)展，其成本越來越低，而性 能越來越強能越來越強大，這使其應用已經(jīng)無處不在，遍及各個領域。大，這使其應用已經(jīng)無處不在，遍及各個領域。例如電機控制、條碼閱讀器掃描器、消費類例如電機控制、條碼閱讀器掃描器、消費類電子、游戲設備、電話、樓宇安全與門禁控制、電子、游戲設備、電話、樓宇安全與門禁控制、 工業(yè)控制與自動化和白色家電工業(yè)控制

12、與自動化和白色家電(洗衣機、微波爐洗衣機、微波爐)等等 凡能想到的地方，單片機都可以用得上凡能想到的地方，單片機都可以用得上電信電信家用電器家用電器計算機外圍設備計算機外圍設備辦公自動化辦公自動化工業(yè)控制工業(yè)控制遙控彩電電路方塊圖商用電子商用電子玩具玩具儀器儀表儀器儀表汽車電子汽車電子軍用電子軍用電子 紅外接收頭遙控器單單片片機機射頻、視頻音頻、電源傳統(tǒng)功能電路微控制器微控制器 微控制器可從不同方面進行分類：微控制器可從不同方面進行分類： 根據(jù)數(shù)據(jù)總線寬度可分為根據(jù)數(shù)據(jù)總線寬度可分為8位、位、16位和位和32位機；位機； 根據(jù)存儲器結構可分為根據(jù)存儲器結構可分為Harvard結構和結構和Von

13、 Neumann結構；結構； 根據(jù)內(nèi)嵌程序存儲器的類別可分為根據(jù)內(nèi)嵌程序存儲器的類別可分為OTP、掩膜、掩膜、EPROMEEPROM和閃存和閃存Flash； 根據(jù)指令結構又可分為根據(jù)指令結構又可分為CISC (Complex Instruction Set Computer)和和RISC(Reduced Instruction Set Computer)微控制器。微控制器。單片機總線結構比較單片機總線結構比較 從同一存儲器空間取指從同一存儲器空間取指令和取操作數(shù)據(jù)。令和取操作數(shù)據(jù)。 限制了數(shù)據(jù)流量。限制了數(shù)據(jù)流量。 從兩個獨立的存儲空間分從兩個獨立的存儲空間分別取指令和存取操作數(shù)。別取指令和存

14、取操作數(shù)。 數(shù)據(jù)流量增加。數(shù)據(jù)流量增加。 針對程序區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)可針對程序區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)可以設計不同的數(shù)據(jù)線寬度。以設計不同的數(shù)據(jù)線寬度。微控制器微控制器 Intel公司作為最早推出微處理器的公司，同樣公司作為最早推出微處理器的公司，同樣也是最早推出微控制器的公司。繼也是最早推出微控制器的公司。繼1976年推出年推出MCS-48后，又于后，又于1980年推出了年推出了MCS-51，為發(fā)，為發(fā) 展具有良好兼容性的新一代微控制器奠定了良展具有良好兼容性的新一代微控制器奠定了良好的基礎。好的基礎。 在在8051技術實現(xiàn)開放后，技術實現(xiàn)開放后，Philips、Atmel、Dallas和和Siemens等公司紛

15、紛推等公司紛紛推 出了基于出了基于80C5l內(nèi)內(nèi)核核(805l的的CMC)S版本版本)的微控制器。這些各具特的微控制器。這些各具特色的產(chǎn)品能夠滿足大量嵌入式應用需求?；谏漠a(chǎn)品能夠滿足大量嵌入式應用需求?；?0C51內(nèi)核的微控制器并沒有停內(nèi)核的微控制器并沒有停 止發(fā)展的腳步，止發(fā)展的腳步，例如現(xiàn)在例如現(xiàn)在MaximDallas公司提供的公司提供的DS89C430系列微控制器，其單周期指令速度已經(jīng)提高到系列微控制器，其單周期指令速度已經(jīng)提高到了了805l的的12倍。倍。 最著名單片機系列最著名單片機系列Intel MCS-51,-96(Atmel Phillips Simens Toshib

16、a etc)Freescale(Motorola)HCS08HCS08、HCS12HCS12DragonBallDragonBall系列如系列如68EZ32868EZ328、68VZ32868VZ328ColdFireColdFire系列的如系列的如52725272、53075307，ARM7TDMI & ARM7TDMI & MC68EN302MC68EN302PowerPCPowerPCMicroChip (PICxxCxxx) Texas Instrument(TM320 xx)1. ARMFreescale 8/16/32微機結構微機結構軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)控 制 器運 算

17、 器存 儲 器輸入設備CPU微型計算機系統(tǒng)輸入接口電路輸出接口電路輸出設備CP U運 算 器控 制 器 輸 入輸 入 設 備 接 口輸 入 設 備 輸 出輸 出 設 備 接 口輸 出 設 備 外 存 外 存 儲 器 接 口外 存 儲 器內(nèi) 存 儲 器總 線圖 3.24 微 型 計 算 機 硬 件 系 統(tǒng) 組 成 示 意 圖總線結構總線結構單片機內(nèi)部結構單片機內(nèi)部結構單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程功能分析和硬件設計MCU選型，開發(fā)工具與環(huán)境的選擇選型，開發(fā)工具與環(huán)境的選擇PCB(Protel PAD),ASIC(VHDL)應用程序設計程序語言，匯編程序語言，匯編/編譯器編譯器仿真調(diào)

18、試仿真器，仿真器，ROM固化器等固化器等脫機運行MC9S12汽車系列路線圖汽車系列路線圖大賽指定處理器芯片大賽指定處理器芯片 飛思卡爾飛思卡爾S12和和S12X微控制器為汽車和微控制器為汽車和工業(yè)應用提供高效工業(yè)應用提供高效16位控制。位控制。S12X微控微控制器帶創(chuàng)新的制器帶創(chuàng)新的XGATE模塊，專門為處理模塊，專門為處理中斷事件而無需中斷事件而無需CPU介入。因此，介入。因此，S12X控制器擁有一般只能在控制器擁有一般只能在32位控制器找到位控制器找到的高效能力。的高效能力。大賽指定處理器芯片大賽指定處理器芯片主要特性主要特性 用于數(shù)據(jù)存儲或程序存儲器擴展的用于數(shù)據(jù)存儲或程序存儲器擴展的

19、DataFlash 減少了典型車身應用所需的外設集數(shù)量減少了典型車身應用所需的外設集數(shù)量 其他特性其他特性 S12X CPU 40MHz 總線速率總線速率 64KB、128KB 和和 256KB 閃存選項，均帶有糾錯碼閃存選項，均帶有糾錯碼 (ECC) 帶有帶有ECC的、的、4KB至至8KB DataFlash，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)或程，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)或程序存儲序存儲 可配置可配置8、10 或或12位模數(shù)轉換器位模數(shù)轉換器 (ADC)，可以實現(xiàn)，可以實現(xiàn) 3s 的的轉換時間轉換時間 支持控制區(qū)域網(wǎng)支持控制區(qū)域網(wǎng) (CAN)、本地互聯(lián)網(wǎng)、本地互聯(lián)網(wǎng) (LIN) 和串行外設和串行外設接口接口 (SPI) 協(xié)

20、議協(xié)議 帶有帶有16位計數(shù)器的位計數(shù)器的8通道定時器通道定時器 出色的出色的EMC/運行和停止電流性能運行和停止電流性能 開放實驗說明開放實驗說明 地點：九龍湖機械樓地點：九龍湖機械樓216房間房間 時間：時間：10月月30日（周六）至日（周六）至11月月26日（周五）日（周五）四周時間，每個隊伍預約時間，一周一次四周時間，每個隊伍預約時間，一周一次晚上時間：晚上時間：6:30-9:00 下午時間：下午時間：2:00-4:30周一晚：胡宇星周一晚：胡宇星 陳驍陳驍 朱佩（光電輔導）朱佩（光電輔導）周三晚：汪港周三晚：汪港 馬朔昕（光電、車模機構輔導）馬朔昕（光電、車模機構輔導）周四晚：周四晚：

21、 沈超沈超 王昶陽王昶陽 左旭（電磁輔導）左旭（電磁輔導）周五下午晚上：孫凱周五下午晚上：孫凱 周潞（攝像頭、光電輔導）周潞（攝像頭、光電輔導）周六下午晚上：黃濤周六下午晚上：黃濤 徐小龍（攝像頭輔導）徐小龍（攝像頭輔導）周日下午晚上：沈賽峰周日下午晚上：沈賽峰 陳璋雯（電磁、光電輔導）陳璋雯（電磁、光電輔導）開放實驗預約說明開放實驗預約說明時間時間周六周六10.30 11.611.13 11.20周日周日10.31 11.711.14 11.21周一周一11.1 11.811.15 11.22周三周三11.3 11.1011.17 11.24周四周四11.4 11.1111.18 11.25周五周五11.5 11.1211.19 11.26下午下午2:00-4: