光電組-郵電踏風(fēng)隊技術(shù)報告

第五屆“飛思”杯大學(xué)智能 參賽隊員 思杯學(xué)生、使用技術(shù)報告和研究的規(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、圖像資料，并將相關(guān)內(nèi)容編纂收錄在 集中。日第一章引 概 設(shè)計思 智能車硬件部分設(shè)計思 智能車軟件部分設(shè)計思 智能車機械部分設(shè)計思 系統(tǒng)總體方案的設(shè) 第二章智能車硬件部分設(shè) 單片機選擇和使 電源管理模 電機驅(qū) 關(guān)于舵 智能車傳感器模塊設(shè) 2.51激光傳感器的控制電路設(shè) 測速裝置的選 第三章智能車軟件部分設(shè) 光電傳感器路徑識別狀態(tài)分 隨動檢 軟件流程 調(diào)試工 第四章智能車機械部分設(shè) 整體說 前輪的調(diào) 舵機安裝位置調(diào) 減震的調(diào) 減震松緊程度的調(diào) 小車重心高度的調(diào) 電池安裝位置調(diào) 傳感器的安 第五章的主要技術(shù)參 第六章總 附錄A：源代 撥碼鍵舵機轉(zhuǎn)撥碼鍵舵機轉(zhuǎn)上位機實時數(shù)據(jù)控傳感器舵電機光電編后無線模MC9S12XS128MA分時激光傳感圖 智能車整體單片機選擇和使用智能車系統(tǒng)以MC9S12XS128MAA為控制，實現(xiàn)了單片機硬件的最優(yōu)化設(shè)1.1單片機管腳分配表：MC9S12XS128MAA單片機管PA0-激光傳PA4-激光傳PB2-PAD0-道路標(biāo)PE1-8PM1-4編脈沖檢5直流電機1舵機串口串2.1PCB電源管理模塊比賽使用智能車競賽統(tǒng)一配發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)車模用7.2VNi-cd供電，而單片機系統(tǒng)、路徑識別的光電傳感器、光電碼編等均需要5V電源，控制轉(zhuǎn)向的伺服電機和轉(zhuǎn)頭電機工作電壓范圍5V到6V，直流電機可以使用電池直電源單片檢測舵電2.26V5V2.35V電源模塊用于為單片機系統(tǒng)、傳感器模塊等供電。由于我們的整體電路設(shè)計功耗低，因此我們采用了TPS7350作為單片機和傳感器模塊，以及編的供電電源。采用TPS7301作為舵機供電可調(diào)電源。電機驅(qū)圖 電機驅(qū)動原理圖與實物電機驅(qū)動采用大功率BTS7970作為驅(qū)動，我們使用BTS7970制作了關(guān)于舵對于轉(zhuǎn)向舵機我們使用了要求的T170A，對于傳感器隨動舵機我們使用了S3010?？刂祁l率均為100Hz。采電源控制。智能車傳感器模塊設(shè)2.51激光傳感器的控制電路設(shè)在對單排固定和雙排固定方案進(jìn)行對比測試后，我們選擇了轉(zhuǎn)向隨動控制方案，這樣就要求硬件電路簡單，避免在運行情況下對智能車的車體重心產(chǎn)生影響。因此激光管的硬件控制電路設(shè)計就成了重中之重。最終我們選用4路激光傳感器，四對八的簡單方案，作為主要的路徑識別。對于四路激光傳感器我們采用了一路接受對應(yīng)發(fā)射的這種比較容在對諸多分時控制電路方案進(jìn)試后，最終我們選擇了MAX4638做為模擬8選一選通開關(guān)，由于其性能相當(dāng)于高速繼電器，可以產(chǎn)生諸多共用電路，極大的簡化了電路設(shè)計。在5V電壓下工作，其內(nèi)阻只有3.5歐，由于每時刻只有一個選通，因此電路功率整體下降，并且增強了能力。2.5PCB圖，從PCB測速裝置的選用在速度較高的情況下，普通碼盤會出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，因此我們選用了一款較便宜的國產(chǎn)編，高性價比的情況下，輸出500P/轉(zhuǎn).極大的滿足了測速要求。2.6編光電傳感器路徑識別狀態(tài)分析對于八個點的激光傳感器，經(jīng)過計算得出，相鄰兩個點距離為1.7cm，致隨動檢軟件流程圖調(diào)試工程序的開發(fā)在CodeWarriorIDE5.0和，并最終生成可執(zhí)行文件。使用BDM進(jìn)行調(diào)試。整體說為提高在高速情況下的性能，對于B型車模機械部分主要做了以下前輪的調(diào)整舵機安裝位置調(diào)整對舵機安裝位置的調(diào)整主要是克服舵機在原裝位置是傳動效率低，空轉(zhuǎn)行程大等因素。B型車模舵機的原裝位置對智能車的方向控制極為不利，舵機的傳動。了克服舵機在機械上的不利因素，我們更改了舵機的安裝位置，將原來舵機的多機構(gòu)傳動改為直接傳動，這樣不但減少了舵機傳構(gòu)之間的復(fù)雜連接關(guān)系，提高了效率，減少了機械結(jié)構(gòu)上的反應(yīng)時間，以便于對轉(zhuǎn)向的精確控制。減震的調(diào)整由于小車是在極為平坦的道行走，太靈活的減震系統(tǒng)對小車來說并不是一個有利的因素，太松太緊的減震易使小動劇烈，不利于激光傳感器對信號的接收，為此適當(dāng)調(diào)節(jié)減震彈簧的松緊程度，可改善小車的性能，降低對傳感器接過高的重心不利于小車轉(zhuǎn)彎，降低了小車的穩(wěn)定性，尤其在高速的情況下更是明顯，經(jīng)常會發(fā)生小車在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生車輪離地的現(xiàn)象，對B型車模來說，由于在機械結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，一旦有離開地面，車輪便會失去了有效的驅(qū)動力，這對競爭激烈的比賽來說是極為不利的，為此有效的降低重心高度可在一定程度上避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。通過調(diào)節(jié)減震拉桿的長度來調(diào)節(jié)小車重心的高度，直到低到不影響小車過坡道為止的位置。圖4.1車模底盤側(cè)面圖電池安裝位置調(diào)整在實際的調(diào)車過程中發(fā)現(xiàn)，B型車電池的安裝位置對齒輪的傳動有影響，電在運動時和電機直接嚙合傳動的差速齒輪與電機的銅齒時而嚙合時而分離，一段時間之后就會把和電機直接嚙合的齒輪磨平，不利于傳動，為此我們特意將電傳感器的安由于傳感器采用了隨動結(jié)構(gòu)，在隨動舵機的安裝，傳感器高度和前瞻的對比上都需要考慮車體重心的問題，最后我們在最大化降低重心的基礎(chǔ)上，保證了傳感器40cm以上的前瞻。 車模幾何尺寸（長、寬、高（米 車模軸距/輪距（毫米車模平均電流（勻速行駛）(毫安電路電容總量（微法傳感器種類及個數(shù)三種/14新增加伺服電機個數(shù)1賽道信息檢測空間精度（毫米賽道信息檢測頻率（次/秒主要集成電路種類/數(shù)量車模重量（帶有電池（千克從準(zhǔn)備智能車比賽開始，遵循著“立足培養(yǎng)，重在參與，鼓勵探索，追求卓越”的，在看到光電車的速度不斷進(jìn)步的時候，也給了我們足夠的動力去探索。在制作過程中，我們首先嘗試了單排激光，瞻40cm以后，會出現(xiàn)在180度以上彎道丟失信息的問題。后來我們嘗試了了雙排傳感器，在機械結(jié)構(gòu)上又會出現(xiàn)弊端，并且雙排信息結(jié)合不好。于是我們選擇了搖頭式的傳感器方式。我們曾經(jīng)想測試“點頭式”，由于時間關(guān)系未能如愿。不過對智能車的有一種，那就是速度#include /*commondefinesandmacros#include"derivative.h" #define #define #define #define #define #define //結(jié)構(gòu)體typedefulonguintLaserError;//激光傳感器連續(xù)錯誤次數(shù)uintSetSpeed;uintMaxSpeed;uintMinSpeed;uintSpeed;uintInfraredSum1;uintInfraredSum2;intInfraredDelter;intLaserPos;//激光傳感器偏移量intInfraredPos;ucharLaserBlack;ucharucharLaserStatus[8];//傳感器狀態(tài)ucharInfraredStatus[8];uintRamp:1;//}}//全局變量externcar_tcar;//函數(shù)voidinit(void);voidLaserMove(void);voidSpeedCtl(void);voidDirection(void);voidSpeedChange(intv);voidSpeed(void);voidInfraredPos(void);uintInfraredSum(void);voidInfraredSum1(void);voidInfraredSum2(void);voidCheckStart(void);voidsetting(void);uinttest[8];car_tstaticvoid{longi= }void{init();附錄A：源代voidinterruptVectorNumber_Vtimpaaovf}voidinterruptVectorNumber_Vpit0{LaserScan();}voidinterruptVectorNumber_Vpit1{staticuintn=0;}voidinterruptISR_PIT3(){PITTF=0x08;}voidinit(void)//clockinitializationfBUS=40MHzfPLL=80MHzfOSC=16MHzSYNR_VCOFRQ=1;//48MHz<fVCO<=80MHzSYNR_SYNDIV=4;//fVOC=2*fOCS*(SYNDIV+1)/(REFDIV+1)=80MHzREFDV_REFFRQ=2;//6MHz<fREF<=12MHz CLKSEL_PLLSEL=1;//Systemclocksarederivedfrom//PITinitializationPITCE=0B111;//PITChannelPITMUX=0B0000;//16-bittimercountswithmicrotimebase0OR1PITINTE=0B111;//PITInterruptEnable//inatializationCTL=0XF0;//ConcatenatePOL=0XFF;//channel7~0outputsarehighatthebeginningoftheperiod,thengolowwhenthedutycountisreachedPRCLK=0X00;//ValueofClockBandAisBusclockSCLA=20;//ClockSA=ClockA/(2*SCLA)=1MHzSCLB=20;//ClockSB=ClockB/(2*SCLA)=1MHzCLK=0XFF;//PulseWidthChannelClockSelect////Channel附錄A：源代////ChannelDuty////enableE_E_E_//PulseAccumulatorinitializationPACTL_PAOVI=1;//PulseAccumulatorOverfllowInterruptATD0CTL1_SRES=0X0;//8-bitATD0CTL3_DJM=1;//Rightjusti?eddataintheresultregistersATD0CTL4_SMP=0X6;//SampleTimeSelectATD0CTL5_SCAN=1;//Continuousconversionsequences(scanmode)ATD0CTL5_MULT=1;//SampleacrossseveralchannelsPERS_PERS0=1;//1PulldeviceIRQCR_IRQEN=0;//0IRQpinisdisconnectedfrominterruptlogic.}staticintinta=0,b=0,d=0,e=0;if(b>170)a+=(b-elseif(car.Pos<-if(car.Ramp){car.Pos=car.InfraredPos*40;a=car.InfraredPos*20;}if(labs(car.Length-elseif(labs(car.Length-LastLength)<5250)a*=9;elseif(labs(car.Length-LastLength)<5500)a*=10;elseif(labs(car.Length-LastLength)<5750)a*=11;elseif(labs(car.Length-LastLength)<6000)a*=12;elseif(labs(car.Length-LastLength)<6250)a*=13;elseif(labs(car.Length-LastLength)<6500)a*=14;elseif(labs(car.Length-LastLength)<6750)a*=15;elsea*=16;elseif(a<-sc_car_max)a=-附錄A：源代}//LED//staticvoid//uchar//for(n=0;n<8;n++) ////staticvoidLaserPos(void)uchari=0;ucharl=0;ucharr=7;ucharcar.LaserError++;}elsecar.LaserError++;}car.LaserPos=(l+r)-}else}LaserScan(void){staticucharn=0;elsecar.LaserStatus[n]=0;}staticuintkp=3;staticinttrend=0;inta=0;///////////計算kpelseif(trend<0)kp--elseif((car.LaserPos*pre_pos)<0)kp--;else附錄A：源代elseif(car.Pos<-sc_sensor_max)car.Pos=-sc_sensor_max;}void{staticulongLength[8]={0};staticulongLastLength=0;uchar}} if(labs(car.Length-if(labs(car.Length- }uchari=0;ucharl=0;ucharr=7;ucharif(n>2)return;//}elsereturn;//錯誤退}car.InfraredPos=(l+r)-}}externuintInfraredCheck(void){uint*p=&ATD0DR0;附錄A：源代ucharn=0;us[n]=0;elsecar.InfraredStatus[n]=1;}elseelsecar.InfraredStatus[n]=1;}}}uintInfraredSum(void){uintsum=0;uchari=0;uint*p=&ATD0DR0;returnsum;}voidInfraredSum1(void)intdelter=InfraredSum()-car.InfraredSum1;elsecar.InfraredSum1+=delter;}voidintdelter=InfraredSum()-car.InfraredSum2;elsecar.InfraredSum2+=delter;}CheckRamp(void){staticulongLastLength=0;}}staticvoiddelay(void){longi=1000;}staticvoid{longi=200000;}setting(void){intnk[4]={0};ucharswitch((~PORTE)&0x0f){置case0:car.MinSpeed=80;car.MaxSpeed=130;case1:car.MinSpeed=90;car.MaxSpeed=140;car.SetSpeed=140;case2:car.MinSpeed=100;car.MaxSpeed=150;car.SetSpeed=150;case3:car.MinSpeed=110;car.MaxSpeed=160;car.SetSpeed=160;附錄A：源代case4:car.MinSpeed=110;car.MaxSpeed=170;car.SetSpeed=170;case5:car.MinSpeed=120;car.MaxSpeed=180;car.SetSpeed=180;case6:car.MinSpeed=120;car.MaxSpeed=190;car.SetSpeed=190;case7:car.MinSpeed=130;car.MaxSpeed=190;car.SetSpeed=190;case8:car.MinSpeed=140;car.MaxSpeed=200;car.SetSpeed=200;case9:car.MinSpeed=140;car.MaxSpeed=210;car.SetSpeed=210;case10:car.MinSpeed=150;car.MaxSpeed=210;car.SetSpeed=210;break;case11:car.MinSpeed=150;car.MaxSpeed=220;car.SetSpeed=220;break;case12:car.MinSpeed=160;car.MaxSpeed=230;c