光電組-南京師范大學(xué)-ALPS技術(shù)報告

第六屆“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生

智能汽車競賽技術(shù)報告附件B基于雙排傳感器智能車控制策略的實(shí)現(xiàn)學(xué)校：南京師范大學(xué)隊(duì)伍名稱：ALPS隊(duì)參賽隊(duì)員：鈕博文彭大成

彭煜聰帶隊(duì)教師：沈世斌關(guān)于技術(shù)報告和研究論文使用授權(quán)的說明本人完全了解第六屆“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車邀請賽關(guān)保留、使用技術(shù)報告和研究論文的規(guī)定，即：參賽作品著作權(quán)歸參賽者本人，比賽組委會和飛思卡爾半導(dǎo)體公司可以在相關(guān)主頁上收錄并公開參賽作品的設(shè)計方案、技術(shù)報告以及參賽模型車的視頻、圖像資料，并將相關(guān)內(nèi)容編纂收錄在組委會出版論文集中。參賽隊(duì)員簽名：鈕博文彭大成彭煜聰帶隊(duì)教師簽名：沈世斌日 期：2012-8-12摘要本文介紹了南京師范大學(xué)ALPS車隊(duì)隊(duì)員們在準(zhǔn)備第六屆Freescale智能車大賽過程中的工作成果。智能車的硬件平臺采用帶飛思卡爾的Kinetis產(chǎn)品，軟件平臺為IAR6.3開發(fā)環(huán)境，車模采用大賽組委會統(tǒng)一提供的1：16的仿真越野車模。文中介紹了智能小車控制系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)和開發(fā)流程。為了提高小車特性，我們對系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)造性的優(yōu)化：其一，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定。其二，硬件上采用激光傳感器的方案，軟件上將PID算法、彎道預(yù)判、模糊算法。其三，獨(dú)立設(shè)計了控制電路板，用旋轉(zhuǎn)編碼器作為速度傳感器，大大提高了檢測精度，實(shí)現(xiàn)了速度閉環(huán)控制。其四，充分利用S12單片機(jī)現(xiàn)有模塊進(jìn)行編程，同時無線串口、撥碼開關(guān)、狀態(tài)指示燈等方便了算法調(diào)試。關(guān)鍵字：智能車，激光管，PID控制TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章引言 1\o"CurrentDocument"1.1賽事介紹 1\o"CurrentDocument"第二章智能車總體技術(shù)概要 3\o"CurrentDocument"第三章賽車機(jī)械結(jié)構(gòu)的調(diào)整 5\o"CurrentDocument"3.1上下排舵機(jī)的安裝調(diào)整 5\o"CurrentDocument"3.2前輪參數(shù)調(diào)整 6\o"CurrentDocument"3后輪差速機(jī)構(gòu)調(diào)整 8\o"CurrentDocument"測速模塊安裝 9PCB的整體安裝 10\o"CurrentDocument"其它機(jī)械調(diào)整 13\o"CurrentDocument"第四章硬件電路設(shè)計 15\o"CurrentDocument"電源模塊設(shè)計 15S12最小系統(tǒng) 16\o"CurrentDocument"電機(jī)驅(qū)動模塊 16\o"CurrentDocument"路線識別電路設(shè)計 17\o"CurrentDocument"串行通訊接口電路 19\o"CurrentDocument"6速度檢測模塊 20\o"CurrentDocument"4.7人機(jī)界面模塊 21\o"CurrentDocument"第五章軟件設(shè)計 23\o"CurrentDocument"1程序流程 23\o"CurrentDocument"5.2工作原理 235.3.PID控制 245.3.1PID 245.3.2PID參數(shù)的整定 24\o"CurrentDocument"5.4控制策略 26\o"CurrentDocument"5.5軟件開發(fā)工具 27\o"CurrentDocument"第六章模型車的主要技術(shù)參數(shù)說明 31\o"CurrentDocument"6.1模型車技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計 31\o"CurrentDocument"第七章結(jié)論 33\o"CurrentDocument"1設(shè)計特點(diǎn) 33\o"CurrentDocument"系統(tǒng)存在的問題 33\o"CurrentDocument"改進(jìn)方向 33\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 35\o"CurrentDocument"附錄A模型車控制主程序代碼 VI\o"CurrentDocument"附錄B基于雙舵機(jī)傳感器的智能車控制策略的實(shí)現(xiàn) VI第一章引言賽事介紹受教育部高等教育司委托，高等學(xué)校自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委會負(fù)責(zé)主辦全國大學(xué)生智能車競賽。該項(xiàng)比賽已列入教育部主辦的全國競賽之一。本屆的比賽，首先是在全國八大賽區(qū)進(jìn)行預(yù)選賽，之后取一些優(yōu)秀隊(duì)伍參加總決賽。在比賽中，參賽選手須使用大賽組委會統(tǒng)一提供的競賽車模，推薦采用飛思卡爾16控制器MC9s12XS128作為核心控制單元，自主構(gòu)思控傳感器信號采集處理、控制算法及執(zhí)行、動力電機(jī)驅(qū)動、轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制等，完成智能車工程制作及調(diào)試，于指定日期與地點(diǎn)參加場地比賽。參賽隊(duì)伍之名次（成績）由賽車現(xiàn)場成功完成賽道比賽時間為主，技術(shù)方案及制作工程質(zhì)量評分為輔來決定，車模改裝完畢后，尺寸不能超過：250mm寬和400mm長，高度無限制，跑道表面為白色，中心有連續(xù)黑線作為引導(dǎo)線，黑線寬25mm,并且跑道有坡道。方案介紹在方案設(shè)計的過程中，我們參閱了很多兄弟院校的往屆大賽技術(shù)報告，特別是北京科技大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)，北京理工大學(xué)。在國內(nèi)，他們對智能車研究起步的比較早，例如清華大學(xué)首創(chuàng)記憶算法、北京科技大學(xué)創(chuàng)先使用激光管。對于LED組來說，提高小車的速度和穩(wěn)定性，核心問題是如何更早且更準(zhǔn)確的提取到賽道信息，并作出相應(yīng)的動作和判斷。所以我們采取的策略是激光傳感器加人工調(diào)參，共同實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)。這樣大大提高賽車的前瞻性，使賽車的穩(wěn)定性提高，從而提高總體速度。技術(shù)報告內(nèi)容安排本技術(shù)報告的正文分為四個部分。第一部分是對整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的一個概要說明，主要內(nèi)容是對整個技術(shù)方案的概述；第二部分是對系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的說明，主要介紹系PCB板的固定和安裝、前輪參數(shù)調(diào)整和舵機(jī)的升高等；第三部分是對硬件電路設(shè)計的說明，主要介紹系統(tǒng)傳感器的設(shè)計及其他硬件電路的設(shè)計原理、創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)過程等；第四部分是對系統(tǒng)軟件設(shè)計部分的說明，主要內(nèi)容是智能模型車設(shè)計中主要用到的控制理論、算法說明及代碼設(shè)計介紹以及開發(fā)工具的應(yīng)用等在這份技術(shù)報告中，我們小組通過對整體方案、電路、算法、調(diào)試、車輛參數(shù)的介紹，比較詳盡地闡述了我們的思想和創(chuàng)意，具體表現(xiàn)在電路的創(chuàng)新設(shè)計，以及算法控制方面的創(chuàng)新想法，在單片機(jī)的實(shí)際調(diào)試中我們克服了很多難題，付出了很多心血。這份報告凝聚著我們的心血和智慧，是我們共同努力后的成果。在準(zhǔn)備比賽的過程中，我們小組成員詳細(xì)學(xué)習(xí)研究了控制策略、模式識別、傳感技術(shù)、汽車電子、電氣、計算機(jī)、機(jī)械等多個學(xué)科的知識，這次磨練對我們書本所學(xué)知識的一次大檢驗(yàn)，充分發(fā)揮了隊(duì)員各自的特點(diǎn)，很好的鍛煉了我們的實(shí)際動手能力和創(chuàng)新能力，這必將在以后的學(xué)習(xí)工作中受益。第二章智能車總體技術(shù)概要賽車制作的主要思路是利用激光管來提取賽道前方的信息，并將信息采集到K06單片機(jī)AD□和GPIO口，并進(jìn)行濾波等處理。在S12單片機(jī)中利用一定的算法來控制模型車的運(yùn)行狀態(tài)。賽車的控制系統(tǒng)包括電源管理模塊、MCU模塊、路徑識別模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、舵機(jī)控制模塊、轉(zhuǎn)速測量模塊、人機(jī)界面模塊、無線串口傳送模塊等。在整個系統(tǒng)中，由電源管理模塊實(shí)現(xiàn)對其他各模塊的電源管理。其中，對單片一機(jī)、測速電路、無線串，人機(jī)電路提供3.3V電壓，對搖頭舵機(jī)提供6.5V電壓，轉(zhuǎn)向舵機(jī)提供5.5V電壓，對激光管提供3.3V電壓。賽車模型車是由四輪驅(qū)動的，路徑識別模塊則采用激光管傳感器尋跡方案。即路徑識別電路由6路光電發(fā)送與接收管組成。由于賽道中存在軌跡指示黑線,落在黑線區(qū)域內(nèi)的光電接收管接收到反射的光線的強(qiáng)度與白色的賽道不同，進(jìn)而在光電接收管兩端產(chǎn)生不同的電壓值，由此判斷行車的方向。路徑識別模塊會將當(dāng)前采集到的一組電壓值傳遞給MCU模塊。轉(zhuǎn)速測量模塊則安裝在電機(jī)下方，它每個周期反饋一次模型車行駛過程中的瞬時速度。人機(jī)模塊會設(shè)定模型車在行駛過程中一些較重要的參數(shù)，如：直道速度、彎道速度，一些重要的P,I參數(shù)等。測量出的瞬時速度將輸入到單片機(jī)中，以幫助分析確定模型車與給定速度進(jìn)行對比通過PID算法來確定下一步的速度、轉(zhuǎn)角等。無線串口傳送模塊會同LABVIEW顯示傳感器檢測值和模型車的速度等參數(shù)，以方便對整車進(jìn)行調(diào)試。MCU模塊會根據(jù)按鍵的設(shè)定值，路徑識別模塊采集到的電壓值以及轉(zhuǎn)速測量模塊反饋回的瞬時速度值等綜合分析，采用一定的算法對舵機(jī)和直流電機(jī)進(jìn)行控制。以上即是技術(shù)方案的概要說明。第三章賽車機(jī)械結(jié)構(gòu)的調(diào)整上下排舵機(jī)的安裝調(diào)整轉(zhuǎn)向舵機(jī)轉(zhuǎn)向是整個控制系統(tǒng)中延遲較大的一個環(huán)節(jié)，為了減小此時間常數(shù)，通過改變舵機(jī)的安裝位置，而并非改變舵機(jī)本身結(jié)構(gòu)的方法可以提高舵機(jī)的響應(yīng)速度。分析舵機(jī)控制轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的原理可以發(fā)現(xiàn)，在相同的舵機(jī)轉(zhuǎn)向條件下，轉(zhuǎn)向連桿在舵機(jī)一端的連接點(diǎn)離舵機(jī)軸心距離越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向變化越快。這相當(dāng)于增大力臂長度，提高線速度。由于這屆車模原本的位置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜且拐角較小，不利于過彎時的高速行駛，所以更改舵機(jī)的位置十分必要的。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)將舵機(jī)倒立放置來平推前輪效果不錯，這樣既有利于達(dá)到最大角度，而且架設(shè)的重心較低。圖3.1舵機(jī)布局由于我們采用了上排激光傳感器搖頭的設(shè)計方案，因此整個模型車使用了兩個舵機(jī)，上排舵機(jī)我們采用了矩形結(jié)構(gòu)作為支架，減小傳動結(jié)構(gòu)與舵機(jī)的距離，來防止賽車行徑中的抖動現(xiàn)象；同時，通過降低搖頭舵機(jī)高度，使之貼近底板達(dá)到車模重心降低，提高賽車的過彎穩(wěn)定性，和過彎最高速。在進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試中看出，這種架設(shè)方式是可行的如圖3.2。圖3.2上排舵機(jī)安裝前輪參數(shù)調(diào)整調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，在賽車過彎時，轉(zhuǎn)向舵機(jī)的負(fù)載會因?yàn)檐囕嗈D(zhuǎn)向角度增大而增大。為了盡可能降低轉(zhuǎn)向舵機(jī)負(fù)載，對前輪的安裝角度，即前輪定位進(jìn)行了調(diào)整。前輪定位的作用是保障汽車直線行駛的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向輕便和減少輪胎的磨損。前輪是轉(zhuǎn)向輪，它的安裝位置由主銷內(nèi)傾、主銷后傾、前輪外傾和前輪前束等4個項(xiàng)目決定，反映了轉(zhuǎn)向輪、主銷和前軸等三者在車架上的位置關(guān)系。（1）主銷內(nèi)傾是指主銷裝在前軸略向內(nèi)傾斜的角度，它的作用是使前輪自動回正。角度越大前輪自動回正的作用就越強(qiáng)烈，但轉(zhuǎn)向時也越費(fèi)力，輪胎磨損增大：反之，角度越小前輪自動回正的作用就越弱。（2）主銷后傾是指主銷裝在前軸，上端略向后傾斜的角度。它使車輛轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的離心力所形成的力矩方向與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反，迫使車輪偏轉(zhuǎn)后自動恢復(fù)到原來的中間位置上。由此，主銷后傾角越大，車速越高，前輪穩(wěn)定性也愈好。

（3）主銷內(nèi)傾和主銷后傾（如圖3.3）都有使汽車轉(zhuǎn)向自動回正，保持直線行駛的功能。不同之處是主銷內(nèi)傾的回正與車速無關(guān)，主銷后傾的回正與車速有關(guān)，因此高速時后傾的回正作用大，低速時內(nèi)傾的回正作用大。如圖3.3主銷后傾（4）前輪外傾角對汽車的轉(zhuǎn)彎性能有直接影響，它的作用是提高前輪的轉(zhuǎn)向安全性和轉(zhuǎn)向操縱的輕便性。前輪外傾角俗稱“外八字”，如果車輪垂直地面一旦滿載就易產(chǎn)生變形，可能引起車輪上部向內(nèi)傾側(cè)，導(dǎo)致車輪聯(lián)接件損壞。所以事先將車輪校偏一個外八字角度，這個角度約在1°左右。（5）所謂前束是指兩輪之間的后距離數(shù)值與前距離數(shù)值之差，也指前輪中心線與縱向中心線的夾角。前輪前束的作用是保證汽車的行駛性能，減少輪胎的磨損。前輪在滾動時，其慣性力會自然將輪胎向內(nèi)偏斜，如果前束適當(dāng)，輪胎滾動時的偏斜方向就會抵消，輪胎內(nèi)外側(cè)磨損的現(xiàn)象會減少如圖3.4o

圖3.4車輪前束經(jīng)過與賽道的磨合，本隊(duì)智能車只對前輪的外傾角進(jìn)行了調(diào)節(jié)，其他皆為03.3差速機(jī)構(gòu)的調(diào)整差速機(jī)構(gòu)的作用是在賽車轉(zhuǎn)彎的時候，降低后輪與地面之間的滑動；并且還可以保證在輪胎抱死的情況下不會損害到電機(jī)。當(dāng)車輛在正常的過彎行進(jìn)中（假設(shè)：無轉(zhuǎn)向不足亦無轉(zhuǎn)向過度），此時4個輪子的轉(zhuǎn)速（輪速）皆不相同，依序?yàn)椋和鈧?cè)前輪〉外側(cè)后輪〉內(nèi)側(cè)前輪）內(nèi)側(cè)后輪。此次所使用賽車是仿真越野車模，其有前輪差速，中軸差速，和后輪差速。差速器的特性是：阻力越大的一側(cè)，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速越低；而阻力越小的一側(cè)，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速越高以此次使用的后輪差速器為例，在過彎時，因外側(cè)前輪輪胎所遇的阻力較小，輪速便較高；而內(nèi)側(cè)前輪輪胎所遇的阻力較大，輪速便較低。差速器的調(diào)整中，過松過緊都會使差速器性能降低，轉(zhuǎn)彎時阻力小的車輪會打滑，從而影響賽車的過彎性能。好的差速機(jī)構(gòu)，在電機(jī)不轉(zhuǎn)的情況下，右輪向前轉(zhuǎn)過的角度與左輪向后轉(zhuǎn)過的角度之間誤差很小，不會有遲滯或者過轉(zhuǎn)動情況發(fā)生。中軸差速由電機(jī)帶動，主要用來傳動，而前輪后輪的差速起到了分擔(dān)動力，使前后輪的速度差變小，提高賽車的機(jī)械穩(wěn)定性。經(jīng)過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)四輪驅(qū)動對賽車的高速過彎有明顯的提高穩(wěn)定性的作用，所以我們?nèi)耘f采用車模原本的四輪驅(qū)動3.4測速模塊安裝我們采用的是旋轉(zhuǎn)編碼器測速，編碼器旋轉(zhuǎn)一周回產(chǎn)生200個脈沖，這已經(jīng)充分滿足的賽車的檢測精度，從而提高了賽車高速時速度控制的穩(wěn)定性，大大減小了檢測誤差。安裝方式如圖3.5。圖3.5安裝方式3.5PCB的整體安裝從開始設(shè)計賽車我們就非常注重賽車的中心配置，盡量降低賽車的重心是我們重點(diǎn)之一。結(jié)合上一次的參賽經(jīng)驗(yàn)，賽車整體由主板，上排，下排，人機(jī),CPU,驅(qū)動六塊PCB板組合而成，由于將舵機(jī)改至前端之后，賽車的中間空出的位置用來放置電路板，并且在主板中間鏤空4個洞，方便安裝搖頭舵機(jī)。驅(qū)動模塊和CPU分別固定在主板的左右兩側(cè)離水平面距離為2.5cm。下排傳感器通過兩個螺釘固定在賽車的最前方離地面距離為5cm,上排則固定在主板的正上方，從而避免了傳感器前伸帶來的一些缺點(diǎn)。電路板的安裝如圖3.6。圖3.6電路板的安裝第三章賽乍機(jī)械結(jié)構(gòu)的調(diào)整6其它機(jī)械調(diào)整另外，在模型車的機(jī)械結(jié)構(gòu)方面還有很多可以改進(jìn)的地方，比如說車輪、避震、底盤、車身高度等。輪胎的長期的使用中易產(chǎn)生磨損現(xiàn)象，大大影響了車子的抓地力，從而影響車子的加減速的性能，因此在調(diào)試了一段時間后我們都會去輪胎的輪廓進(jìn)行人為的修正，并達(dá)到了良好的效果。此外，我們還去除了本款車摸的避震結(jié)構(gòu)，由于光電車對于激光抖動的影響的特別嚴(yán)重，在賽車行駛中，難免會有顛頗，如果裝有避震會使激光隨車體前后擺動，影響檢測的穩(wěn)定性，所以采取剛性的車體，在行駛過程中是很有利于激光管的發(fā)射和接收的穩(wěn)定。車模采用電機(jī)驅(qū)動，由競賽主辦方提供。齒輪差數(shù)對車模的驅(qū)動能力有很大的影響。齒輪傳動部分安裝位置的不恰當(dāng)，會大大增加電機(jī)驅(qū)動后輪的負(fù)載，從而影響到最終成績。調(diào)整的原則是：兩傳動齒輪軸保持平行，齒輪間的配合間隙要合適，過松容易打壞齒輪，過緊又會增加傳動阻力，白白浪費(fèi)動力;傳動部分要輕松、順暢，容易轉(zhuǎn)動，不能有卡住或遲滯現(xiàn)象.齒輪傳動機(jī)構(gòu)的調(diào)整就是調(diào)整電機(jī)輸出軸的齒輪與后輪軸上齒輪之間的耦合程度。當(dāng)耦合比較松時由于兩齒輪之間存在較大的縫隙，齒輪轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生很大的兩齒輪之間的碰撞聲音，這樣會大大增加齒輪的磨損。當(dāng)耦合的比較緊時齒輪之間的摩擦力變大，這樣就會使電機(jī)分出一部分驅(qū)動力克服齒輪之間的摩擦力做功，電機(jī)的負(fù)載無形中就增強(qiáng)，從而減小了電機(jī)對后輪的驅(qū)動能力。為了使齒輪的調(diào)整比較適當(dāng)，經(jīng)過多次的調(diào)試，我們發(fā)現(xiàn)用聽齒輪之間的聲音的辦法來調(diào)整其耦合程度效果不錯。當(dāng)齒輪耦合較松或兩齒輪之間不平行時的聲音很響，也就是齒輪之間撞擊的聲音很大，當(dāng)齒輪耦合比較緊時聲音很沉悶并且遲滯，最佳狀態(tài)是基本上沒有撞擊的聲音，聲音清脆并且沒有遲滯現(xiàn)象。第四章硬件電路設(shè)計4.1電源模塊設(shè)計在整個系統(tǒng)中我們一共使用了四片電源芯片，對賽車各個模塊進(jìn)行供電如框圖4.1o圖4.1電源設(shè)計框圖在電源的設(shè)計中根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，電機(jī)等工作是會對單片機(jī)產(chǎn)生干擾，因此我們給單片進(jìn)行了獨(dú)立的隔離電源供電（如圖4.2）,同時為了給上下排傳感器提供足夠的功率都分別用一個1117進(jìn)行供電如圖4.3。

圖4.2隔離電源塊圖4.3外部電源2K60最小系統(tǒng)以K60為核心的單片機(jī)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計主要包括以下幾個部分：時鐘電路、電源電路、復(fù)位電路、J-Link接口[1]。其中各個部分的功能如下：(1)時鐘電路給單片機(jī)提供一個外接石英晶振。(2)電源電路主要是給單片機(jī)提供3.3V電源。(3)復(fù)位電路在電壓達(dá)到正常值時給單片機(jī)一個復(fù)位信號。J-Link接口讓用戶可以通過J-Link頭向單片機(jī)下載和調(diào)試程序。為了減輕最小系統(tǒng)板的重量，我們根據(jù)自己的需要對電路板進(jìn)行了重新的設(shè)計，主要的改動就是將電路板的體積減小，并只引出一些常用的引腳，最后定型大小為5.3cm*5.3cm(如圖4.4)。其它電路未進(jìn)行改變。圖4.4單片機(jī)最小系統(tǒng)

電機(jī)驅(qū)動模塊綜合我們賽車的速度要求，以及穩(wěn)定性要求最終我們選用了BTS7960作為電機(jī)驅(qū)動模塊，為減小BTS7960的內(nèi)阻，電機(jī)頻繁調(diào)速時發(fā)熱嚴(yán)重，因此在實(shí)際的使用中我們采用了4片BTS7960并聯(lián)（如圖4.6）驅(qū)動的辦法，提高了驅(qū)動能力，而且發(fā)熱現(xiàn)象也大大改善。圖4.6驅(qū)動模塊路線識別電路設(shè)計為了準(zhǔn)確并提前獲得賽道信息，所以必須選擇合適的路面信息檢測傳感器。目前常用的尋線技術(shù)有：光電尋線、磁誘導(dǎo)尋線和攝像頭尋線。光電尋線一般由多對紅外收發(fā)管組成，通過檢測接收到的反射光強(qiáng)，判斷黑白線。在這種方案中，一對收發(fā)管只能檢測一個點(diǎn)的信息，精度有限。但其優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，處理方便。攝像頭尋線通過圖像采集，動態(tài)拾取路徑信息，并對各種情況進(jìn)行分析。它具有信息量大，能耗低的優(yōu)點(diǎn)，但對數(shù)據(jù)的處理相對復(fù)雜。通過對以往屆比賽的研究，我們決定還是從光電管入手。由于簡易的紅外管由于線性度不好而且功耗較大，在實(shí)際的應(yīng)用中并不能提供大前瞻，無法提前獲取賽道信息。因此我們研究決定集中盡力研究激光傳感器，經(jīng)過一個多月的反復(fù)調(diào)試，驗(yàn)證最終確定了電路，并基本達(dá)到了之前的設(shè)計要求。要提高速度并保證在入彎時不會沖出跑道，就必須增加傳感器的“視野”，以便及時減速。因此我們將上排傳感器設(shè)計成搖頭形式，從而大大增寬了視野，同時傳感器數(shù)目只控制在8個。由于臨近發(fā)射管對接收管會有較大干擾，所以經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)后我們采用了間隔控制（如圖4.7）,來減弱相鄰管子之間的干擾，并取得了良好的效果。rHHHhHrnlnnnHh圖4.7激光管工作原理總體俯視圖如圖4.8。

串行通訊接口電路串行通訊接口電路的作用是使得MCU可以與PC機(jī)的RS-232串行接口連接并進(jìn)行通訊。RS-232是異步串行通信中應(yīng)用最早，也是目前應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)串行總線接口之一，它有多個版本，其中應(yīng)用最廣的是修訂版C,即RS-232CoRS-232原是基于公用電話網(wǎng)的一種串行通信標(biāo)準(zhǔn)，傳輸距離一般不超過15m。

6速度檢測模塊為了提高瞬時速度提取的準(zhǔn)確度，最終我們決定使用旋轉(zhuǎn)編碼器（如圖4-9）作為速度檢測模塊，編碼器可以再5-12V之間安全工作，而且外圍電路簡單，但是價格比較昂貴。

7人機(jī)界面模塊鑒于比賽的過程和平時調(diào)試時需要變化賽車的一些參數(shù)，我們設(shè)計了一個旋轉(zhuǎn)開關(guān)和液晶組成的人機(jī)界面，在平時的調(diào)試中發(fā)揮了很大的作用圖4.10人機(jī)界面圖4.11人機(jī)界面原理圖第五章軟件設(shè)計程序流程在賽車的控制中主要用到K60芯片中的FTM模塊，PIT模塊、GPIO模塊以及UART模塊等模塊化設(shè)計。FTM模塊主要用來控制舵機(jī)和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；PIT模塊主要是用在了測速模塊和數(shù)據(jù)采集，捕捉中斷并計算瞬時速度；GPIO模塊主要是用來分配給按鍵和激光管的觸發(fā)和輸入；UART模塊主要用在無線串口傳送模塊。圖5.1程序流程圖工作原理由于往屆競賽對光電傳感器排布方式研究已經(jīng)比較深入，傳統(tǒng)的“一”字型排布方式在眾多排布方式中效果顯著，是最常用的一種排布方式。但是由于本次比賽首次采用雙線為了能適應(yīng)賽道使用內(nèi)八排布方式控制器設(shè)置了快速的控制周期，在每個運(yùn)算周期內(nèi)，控制器即時地得到智能車車速以及傳感器采樣來的道路信號，經(jīng)過控制算法的計算后，控制單元輸出相應(yīng)的前輪控制轉(zhuǎn)角以及電機(jī)占空比的值，PWM脈寬信號傳至前輪舵機(jī)以及驅(qū)動電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)一個周期的控制。3.1PID控制5.4流程圖PID控制策略其結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，可靠性高，并且易于實(shí)現(xiàn)。其缺點(diǎn)在于控制器的參數(shù)整定相當(dāng)繁瑣，需要很強(qiáng)的工程經(jīng)驗(yàn)。相對于其他的控制方式,在成熟性和可操作性上都有著很大的優(yōu)勢。所以最后我們選擇了PID的控制方式。在小車跑動中，本方案中上排舵機(jī)舵機(jī)轉(zhuǎn)角控制采用位置式的PID控制，下排舵機(jī)采用了位置式PD控制，速度閉環(huán)控制采用了增量式PID控制。在本方案中，使用試湊法來確定控制器的比例、積分和微分參數(shù)。3.2PID參數(shù)的整定試湊法是通過閉環(huán)試驗(yàn)，觀察系統(tǒng)響應(yīng)曲線，根據(jù)各控制參數(shù)對系統(tǒng)響應(yīng)的大致影響，反復(fù)試湊參數(shù)，以達(dá)到滿意的響應(yīng)，最后確定PID控制參數(shù)。試湊不是盲目的，而是在控制理論指導(dǎo)下進(jìn)行的。在控制理論中已獲得如下定性知識：（1）比例部分在模擬PID控制器中，比例環(huán)節(jié)的作用是對偏差瞬間作出反應(yīng)。偏差一旦產(chǎn)生控制器立即產(chǎn)生控制作用，使控制量向減少偏差的方向變化。控制作用的強(qiáng)弱取決于比例系數(shù)KP,比例系數(shù)越大，控制作用越強(qiáng)，則過渡過程越快，控制過程的靜態(tài)偏差也就越??；但是KP越大，也越容易產(chǎn)生振蕩，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。故而，比例系數(shù)選擇必須恰當(dāng)，才能過渡時間少，靜差小而又穩(wěn)定的效果。（2）積分部分從積分部分的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以知道，只要存在偏差，則它的控制作用就不斷的增加；只有在偏差=0時，它的積分才能是一個常數(shù)，控制作用才是一個不會增加的常數(shù)。可見，積分部分可以消除系統(tǒng)的偏差。積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)作用雖然會消除靜態(tài)誤差，但也會降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度，增加系統(tǒng)的超調(diào)量。積分常數(shù)越TI大，積分的積累作用越弱，這時系統(tǒng)在過渡時不會產(chǎn)生振蕩；但是增大積分常數(shù)TI會減慢靜態(tài)誤差的消除過程，消除偏差所需的時間也較長，但可以減少超調(diào)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)Ti較小時，則積分的作用較強(qiáng)，這時系統(tǒng)過渡時間中有可能產(chǎn)生振蕩，不過消除偏差所需的時間較短。所以必須根據(jù)實(shí)際控制的具體要求來確定Ti。（3）微分部分實(shí)際的控制系統(tǒng)除了希望消除靜態(tài)誤差外，還要求加快調(diào)節(jié)過程。在偏差出現(xiàn)的瞬間，或在偏差變化的瞬間，不但要對偏差量做出立即響應(yīng)（比例環(huán)節(jié)的作用），而且要根據(jù)偏差的變化趨勢預(yù)先給出適當(dāng)?shù)募m正。為了實(shí)現(xiàn)這一作用，可在PI控制器的基礎(chǔ)上加入微分環(huán)節(jié)，形成PID控制器。微分環(huán)節(jié)的作用使阻止偏差的變化。它是根據(jù)偏差的變化趨勢（變化速度）進(jìn)行控制。偏差變化的越快，微分控制器的輸出就越大，并能在偏差值變大之前進(jìn)行修正。微分作用的引入，將有助于減小超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，特別對高階系統(tǒng)非常有利，它加快了系統(tǒng)的跟蹤速度。但微分的作用對輸入信號的噪聲很敏感，對那些噪聲較大的系統(tǒng)一般不用微分，或在微分起作用之前先對輸入信號進(jìn)行濾波。微分部分的作用由微分時間常數(shù)Td決定。Td越大時，則它抑制偏差變化的作用越強(qiáng)；Td越小時，則它反抗偏差變化的作用越弱。微分部分顯然對系統(tǒng)穩(wěn)定有很大的作用。適當(dāng)?shù)剡x擇微分常數(shù)Td,可以使微分作用達(dá)到最優(yōu)。試湊法的具體實(shí)施過程為：（1）整定比例部分，將比例系數(shù)由小變大，并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)，直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。如果系統(tǒng)靜差小到允許范圍，響應(yīng)曲線已屬滿意，那么只需比例控制即可，由此確定比例系數(shù)。（2）如果在比例控制基礎(chǔ)上系統(tǒng)靜差不能滿足設(shè)計要求，則加入積分環(huán)節(jié),整定時首先置積分時間（為很大值，并將經(jīng)第一步整定得到的比例系數(shù)略微縮?。ㄈ缈s小為原值的0.8）,然后減小積分時間，使得在保持系統(tǒng)良好動態(tài)的情況下，靜差得到消除，在此過程中，可根據(jù)響應(yīng)曲線的好壞反復(fù)改變比例系數(shù)和積分時間，以期得到滿意的控制過程，得到整定參數(shù)。（3）若使用比例積分控制消除了靜差，但動態(tài)過程經(jīng)反復(fù)調(diào)整仍不能滿意,則可加微分環(huán)節(jié)，構(gòu)成比例、積分、微分控制器。在整定時，先置微分時間I,為零，在第二步整定基礎(chǔ)上增大刀，同樣地相應(yīng)改變比例系數(shù)和微分時間，逐步試湊以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果和控制參數(shù)。控制策略在路徑采集回來的信息中，如果中間傳感器長時間對準(zhǔn)中間黑線，我們既可以認(rèn)為小車現(xiàn)在正在行駛在長直道上，因此可以加速至高速狀態(tài)。當(dāng)小車連續(xù)在傳感器左部分檢測到黑線，則可以認(rèn)為小車在左彎道的位置。這樣，我們就可以檢測判斷到現(xiàn)在小車所處的位置，并做出相應(yīng)的程序響應(yīng)，程序中事先限制了車子的最高速和最低速。在速度檢測的控制部分，我們是采用旋轉(zhuǎn)編碼器采集回來的脈沖數(shù)字進(jìn)行計算，將其轉(zhuǎn)換成為與后輪圈數(shù)相對應(yīng)的一個參數(shù)值，根據(jù)此參數(shù)值我們能夠

很清晰的看出來現(xiàn)在這個狀態(tài)時，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為多少，從而可以很快地?fù)Q算出當(dāng)前時刻的速度情況。軟件開發(fā)工具此次智能車大賽的軟件開發(fā)平臺為IAR公司的IAR46.3開軟件。其使用界面如圖5.5所示:況FM(? *糕叁金況FM(? *糕叁金Dof付儼圖5.5調(diào)試界面IAR的功能非常強(qiáng)大，可用于絕大部分單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。用戶可在新建工程時將芯片的類庫添加到集成環(huán)境開發(fā)環(huán)境中，工程文件一旦生成就是一個最小系統(tǒng)，用戶無需再進(jìn)行繁瑣的初始化操作，就能直接在工程中添加所需的程序代碼。在使用J-Link的調(diào)試過程（如圖5.6）中我們能進(jìn)行很有效的一些操作如監(jiān)視寄存器狀態(tài)、修改PC指針、設(shè)置斷點(diǎn)等，這樣能快速地幫助我們找到軟件或硬件的問題。

口圖5.6BDM調(diào)試在軟件的調(diào)試中我們還充分運(yùn)用了無線模塊，我們讓單片機(jī)實(shí)時的發(fā)揮傳感器的各種狀態(tài)，包括誤判是傳感器的值，上坡時，過彎時的一些參數(shù)，結(jié)合車體的狀態(tài)進(jìn)行參數(shù)或閥值得調(diào)節(jié)，這種方法大大簡化了我們的工作，提高了效率。在賽車的運(yùn)行過程中我們針對不同的情況使人機(jī)界面上的數(shù)碼管顯示不同的數(shù)值，從而判斷賽車在整個行進(jìn)過程中是否出現(xiàn)誤判。第六章模型車的主要技術(shù)參數(shù)說明6.1模型車技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計車模的各項(xiàng)參數(shù)歸類如下表6.1表6.1賽車技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)路徑檢測方式激光傳感器車模幾何尺寸（長，寬，高）（mm）380/190/150車模平均電流（勻速狀態(tài)）1750mA電容總?cè)萘竣臚）1900四傳感器種類及個數(shù)3種3個新增舵機(jī)個數(shù)1個賽道信息檢測空間精度（mm）20mm賽道信息檢測頻率（次/秒）100次/秒主要集成電路種類/數(shù)量5種/6塊車模重量（帶電池）（Kg）1.4Kg第七章結(jié)論設(shè)計特點(diǎn)(1)在本次的智能車設(shè)計中我們查閱了很多資料，并結(jié)合以往的比賽經(jīng)驗(yàn)我們使用了激光傳感器來提取道路信息，從而增加了前瞻，將智能車的速度和穩(wěn)定性都提高了一個新的臺階。(2)根據(jù)平時的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，賽車在行進(jìn)過程中傳感器常常會出現(xiàn)檢測盲區(qū),雖然軟件上可以解決，但賽車的穩(wěn)定性降低了，因此我們設(shè)計了上排傳感器自動循線，怎大了傳感器的視野，并取得了良好的效果。(3)針對舵機(jī)響應(yīng)的速度，我們隊(duì)舵機(jī)的左右連桿進(jìn)行改造，增大了力臂,從而加快了相應(yīng)速度(4)為了使單片機(jī)的工作與其它功率器件和電機(jī)的工作隔離開，在電源的設(shè)計中我們引入了隔離電源模塊，使MCU得工作是相對獨(dú)立的。系統(tǒng)存在的問題盡管在設(shè)計中我們作了很大的努力，但是由于時間緊迫以及缺乏經(jīng)驗(yàn)等原因，本系統(tǒng)仍然存在著一些問題，主要有以下幾點(diǎn)：(1)系統(tǒng)控制算法采用經(jīng)典的PID算法?？梢钥紤]更加高級的控制算法以改進(jìn)系統(tǒng)性能。(2)由于賽車電路由不同的模塊組成，在小車上出現(xiàn)連線過多。(3)在上排傳感器的設(shè)計中由于時間和經(jīng)驗(yàn)的不足，上排傳感器重量較大,對賽車的高速行駛造成了一定的影響。改進(jìn)方向在條件允許的情況下，本系統(tǒng)可以做以下幾個方面的改進(jìn)：(1)研究更加可靠的激光管電路，并減輕傳感器的重量，增大檢測精度。(2)k60單片機(jī)擁有獨(dú)具特色的FlexMemory,很方便用來實(shí)現(xiàn)內(nèi)存最優(yōu)化的分配。FlexMemory的實(shí)現(xiàn)將有利于系統(tǒng)性能的大幅度提升。(3)在畫PCB板時，應(yīng)當(dāng)注意插針的布局，有效地減少電路之間的連線的長度，使電路整潔。參考文獻(xiàn)[1]邵貝貝.單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開發(fā)方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004[2]康華光.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2001[3]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，1998[4]張宇河，董寧.計算機(jī)控制系統(tǒng).北京：北京理工大學(xué)出版社，2002[5]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001[6]侯國屏，王坤，葉齊鑫.LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005HCS12SerialCommunicationInterface(SCI)BlockGuideV02.05S12SCIV2/DMetrowerks.IDEHelpforCodeWarriorPlug-inforMotorola.MetrowerksSemiconductor,Inc.,2005[9]周斌，李立國，黃開勝.智能車光電傳感器布局對路徑識別的影響研究.電子產(chǎn)品世界，2006.5[10]卓晴，黃開勝，邵貝貝，學(xué)做智能車[M].北京:北京航天航空出版社,2007[11]江思敏等.Protel電路設(shè)計[M].北京?清華大學(xué)出版社.2002附錄A模型車控制主程序代碼附錄A模型車控制主程序代碼// *// IA % pAu: isr.c*// Ep A 4- :OD 1Iz!A 1Ay3I*// EOOY'6N§?EE%6"1uQlEeE14Ipl3EpN6EO2011Ae#include"includes.h'1#include"DataDefine.hintStartFlag=O;intopp_time=0;intF_time=0;uint8T=0;//la^OyOAf--^?AE±,?O,Aeuint8T=0;#defineLED_0_UGPIOD_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(0));#defineLED_0_DGPIOD_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(3));#defineLED_1_UGPIOD_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(1));#defineLED_1_DGPIOD_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(4));#define LED_2_UGPIOD_PDOR1=#define LED_2_UGPIOD_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(0)IGPIO_PIN(1));TOC\o"1-5"\h\z#define LED_2_D GPIOD_PDOR 1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(3)IGPIO_PIN(4));#defineLED_3_UGPIOD_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(2));#defineLED_3_DGPIOD.PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(5));#define LED_4_U GPIOD_PDOR 1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(2)IGPIO_PIN(0));#define LED_OFF_U GPIOD_PDOR &=~GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(0)IGPIO_PIN(1)IGPIO_PIN(2));#define LED_OFF_D GPIOD_PDOR &=~GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(3)IGPIO_PIN(4)IGPIO_PIN(5));//#defineAD_OUT_LeftOGPIOD_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(6));//#defineAD_OUT_LeftlGPIOD_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(7));//#defineAD_OUT_RightOGPIOA_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(4));//#defineAD_OUT_RightlGPIOA_PDOR1=GPIO_PDOR_PDO(GPIO_PIN(5));voiddelay_us(inti)(while(i—)asm("nop");asm(^nop11);-vm-asm("nopM);asm(nnopn);asm("nop");asm(nnopn);asm("nopH);asm(nnop,f);asm("nop',);asm(t,nopt,);asm("nop");asm(,,nopn);asm(Mnopn);asm(Hnopn);asm(”nop”);asm(“nop”);asm("nop");asm(,,nopn);asm("nop");asm(nnopn);asm("nop");asm(nnop");asm("nop");asm(t,nopt,);asm("nop");asm(Mnop;asm("nop',);asm("nopn);asm("nop',);asm(t,nopt,);asm("nop");asm(nnopn);asm("nop");asm(nnopn);asm("nop");asm(nnopn);asm("nop");asm(nnopn);asm("nop");asm(nnopn);asm("nop");asm(“iK)p")；asm("nop");asm(nnop;asm("nopH);asm(t,nopt,);asm("nop");asm(nnopM);asm("nop");asm("nop");asm("nop");asm(nopT,);asm("nop");asm(“nop”)；asm("nop");asm("nop");asm("nop");asm(°nop°);asm("nop");asm("nop");asm(',nopn);asm("nopn);asm("nop");asm(Mnopn);asm(HnopM);asm(MnopH);asm("nopn);asm(,,nopn);asm("nop");asm(nnopn);asm("nop");asm("nop");asm("nop");asm("nopn);asm("nop");asm(nnopn);asm("nopH);asm("nop*1);asm(HnopM);asm(MnopH);asm("nop");asm(MnopH);asm(nnopn);asm("nopn);asm(HnopK);asm(Hnopn);asm(nnopn);asm(MnopH);asm(',nopn);asm("nopn);asm("nop");asm(nnopn);asm(“nop”);asm("nop”);asm("nopH);asm(,,nopH);asm("nop");asm(nnopn);asm(nnopn);asm("nopn);})functionname:minfunctioneffect:OOXTDiOpintmin(intx,inty)if(x<=y)retum(x);elseretum(y);functionname:maxfunctioneffect:OOXiz6Op qintmax(intx,inty){if(x<=y)retum(y);elseretum(x);}voidsample(void)LED_OFF_ULED_OFF_DLED_0_ULED_0_Ddelay_us(Light/3);Data_left[0][0J((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?12)&(0x1));Data_right[OJ[OJ((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?13)&(0x1));Down_Data_left[01[0]((GPIO_PDIR_REG(PTB_BASE_PTR)?9)&(0xl));Down_Data_right[0][0J((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1));Data_left[0][5]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1));Data_right[0][5]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?17)&(0x1));Down_Data」eft[0][5]((GPIO_PDIR_REG(PTB_BASE_PTR)?9)&(0x1));Down_Data_rightL0][5]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1));delay_us(Light/3);Data_left[l][01((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?12)&(0x1));Data_right[l][01((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?13)&(0x1));Down_Data_left[1][0]((GPIO_PDIR_REG(PTB_BASE_PTR)?9)&(0xl));Down_Data_right[l][0]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1));Data_left[l][5]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1));Data_right[lJ[5]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?17)&(0x1));Down_Data_leftl1][5]((GPIO_PDIR_REG(PTB_BASE_PTR)?9)&(0x1));Down_Data_right[l][5]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1));delay_us(Light/3);Data_left[2][01((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?12)&(0x1));Data_right[2][0]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?13)&(0xl));Down_Data_leftl2][0]((GPIO_PDIR_REG(PTB_BASE_PTR)?9)&(0x1));Down_Data_right[2][0]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1));Data_left[2][5]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1));Data_right[2][5]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?17)&(0x1));-xni-Down_Data_leftl2J[5]((GPI0_PDIR_REG(PTB_BASE_PTR)?9)&(0x1));Down_Data_right[2][5]((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1));LED_OFF_ULED_OFF_Ddelay_us(100);if((DataJeftl0]l0J+Data_leftLl]l0J+DataJeft[2][0J)>=2)(Data_left_F[O]=l;)else{Data_left_F[O]=O;)ifi((Data_right[O][O]+Data_right[1][0]+Data_right[2][0])>=2)(Data_right_F[0]=l;}elseData_right_F[OJ=0;)if( 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TOC\o"1-5"\h\zData_rightl2][3] =((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?13)&(0x1) &(GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?16)&(0x1) &(GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?17)&(Oxl));LED_OFF_ULED_OFF_Ddelay_us(100);if((Data_leftlO][3]+Data_left[l][3J+DataJeft[2][3])>=2)(Data_left_F[3]=l;}else{Datableft_F[3]=0;|if((Data_right[0][3]+Data_right[l][3]+Data_right[2][3])>=2)Data_right_F[3]=1;}elseData__right_F[3]=0;}if((Down_Data」if((Down_Data」eft[0][3]+Down_Data_left[1][3]+Down_Data_left[2][3])>=2)Down_Data_left_F[3]=l;)else(Down_Data」eft_F[3]=0;}Down_Data_right[1][3]+if(( Down_Data_right[0][3]+Down_Data_right[1][3]+Down_Data_right[2][3])>=2)(Down_Data_right_F[3]=1;}else(Down_Data_right_F[3]=0;}LED_4_Udelay_us(Light/3);Data_left[0][4J=((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1)& (GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?11)&(0x1) &(GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?12)&(0x1));Data_rightlOJ[4J=((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?13)&(0x1)& (GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?16)&(Oxl) &(GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?17)&(0x1));delay_us(Light/3);Data_left[l][4J=((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1)TOC\o"1-5"\h\z& (GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?11)&(0x1) &(GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?12)&(0x1));Data_right[l][4]=((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?13)&(0x1)& (GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?16)&(0x1) &(GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?17)&(Oxl));deIay_us(Light/3);Data_left[2][4J=((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?10)&(0x1)& (GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?11)&(0x1) &(GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?12)&(0x1));Data_rightL2][4J=((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?13)&(0x1)& (GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?16)&(0x1) &(GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?17)&(0x1));LED_OFF_ULED_OFF_Dif((Data」eft[O]⑷+Data」eft[l][4]+Data」eft⑵[4])>=2)(Data_left_F[4]=l;)else(Data_left_F[4]=0;

if((Data_right[0][4]+Data__right[1][4]+Data_right[2][4])>=2)Data_right_F[41=l;)else(Data_right_F[4]=0;if( (Down_Data」eft[0][4]+Down_Data」eft⑵[4])>=2)(Down_Data_left_F[4]=1;}else(Down_Data_left_F[4]=0;}if(( Down_Data_right[OJ[4J+Down_Data_left[1][4]+Down_Data_left[1][4]+Down_Data_right[1J[4]+Down_Data_right_F[4]=1;)elseDown_Data_right_F[4]=0;AD_Leftf01=ad_mid(ADCO,AD13,ADC_8bit);AD_Left[1l=ad_mid(ADCO,AD12,ADC_8bit);AD_Right[0]=ad_mid(ADC0,AD9,ADC_8bit);AD_Right[1l=ad_mid(ADCO,AD8,ADC_8bit);)voidPortCBitOIsr(void){//EncoderDown_ISR//PORTC_ISFR=1?0; //ClearthePTE25interruptflagsif(StartFlag!=O)(if(press<2)(press=press+l;Jelsepress=O;))elseStartVaule[O]=-StartVaule[O];}voidPortCBit3Isr(void){//EncoderTurnJSRif(press==0){//AD^INidnpAE^O4-i??'EQ,±I?if(((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?2)&0xlu)==0)StartFlag=min(39,(int)(StartFlag+1));//ADUIX6Dy?dOBOC)DyelseStartFlag=max(O,(int)(StartFlag-1));No=0;}elseif(press==l){if(StartFlag<=24){if(((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?2)&0xlu)==0)StartVaulefStartFlagl=min(9999,StartVaule[StartFlagl+l);//ADlIX6Dy?oOBOODyelseStartVaule[StartFlag]=max(O,StartVaule[StartFlag]-l);)elseif(((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?2)&0xlu)==0){if(StartFlag==25)No=min(ll,No+l)y/ADHiX6Dy?ddBOdDyelseNo=min(15,No+l);}elseNo=max(0,No-l);))elseif(StartFlag==25)(if(((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?2)&0xlu)==0)StartVaule[StartFlag+No]=min(999,StartVaule[StartFlag+No]-F1);//ADHIX6Dy?ddBOdDyelseStartVaule[StartFlag+No]=max(0,StartVaule[StartFlag+No]-l);)elseif(StartFlag==26){if(((GPIO_PDIR_REG(PTC_BASE_PTR)?2)&0xlu)==0)StartVaule[StartFlag+No+ll]=min(999,StartVaule[StartFlag+No+l1]+1);//ADUIX6Dy?dOBOODyelseStartVaule[StartFlag+No+ll]=max(O,StartVaule[StartFlag+No+l1J-1);)else(if(((GPIO_PDIR_REG(PTC^BASE_PTR)?2)&0xlu)==0)StartVaule[StartFlag+261=min(9999,StartVaule[StartFlag+26]+l);//ADX6Dy?odBOdDyelseStartVaule[StartFlag+26]=max(0,StartVaule[StartFlag+26]-l);FunctionData_dispoalvoidData_dispoal(void)Left_Flag=DataJeft_F[0]*1+Data_left_F[1]*2

+Data」eft_F⑵*4+Data_left_F[3]*8+Data」eft_F[4]*16+Data_left_F[5J*32switch(Left_Flag)case0:Flag_left[0J=60;break;case1:Flag_left[0]=o；break;case2:Flag_leftfO]=10；break;case3:Flag_left[0]=0；break;case4:Flag_left[0J=20;break;case5:Flag_left