電子科技成電之速技術(shù)報(bào)告

目第一章引 第二章智能車整目第一章引 第二章智能車整體方案設(shè) 第三章車模機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào) 第四 硬件平臺(tái)設(shè) 剎車模 軟件算法設(shè) 速度檢 第五轉(zhuǎn)速控 轉(zhuǎn)向控轉(zhuǎn)速控 轉(zhuǎn)向控 緊急停 5.7起跑線的識(shí) 第六 開發(fā)工具介紹及賽車調(diào) 第七章總結(jié)與提 參考文 附錄A源程序代 第一引4第一引4大專業(yè)競賽不同，是以迅猛發(fā)展的汽車電子為背景，涵蓋了控制、模式第二章智能車整體方案設(shè)第二章智能車整體方案設(shè)中7.2V于給驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)向舵機(jī)供電，5V車速傳感器、MCU及光電傳2.1智能車總體結(jié)輔助調(diào)試模電機(jī)驅(qū)測(cè)速傳舵機(jī)驅(qū)光電傳電源管控制智能車總體效果項(xiàng)參路徑控制智能車總體效果項(xiàng)參路徑檢測(cè)方法（賽題組紅外傳感車模幾何尺寸（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（微法表 傳感器種表 傳感器種類及個(gè)新增加伺服電機(jī)個(gè)無賽道信息檢測(cè)空間精度（毫米賽道信息檢測(cè)頻率（次/秒主要集成電路種類/數(shù)車模重量（帶有電池千克第三章車模機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)第三章車模機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)3.1對(duì)前輪的調(diào)3.1.1主銷后3.1.2主銷內(nèi)自動(dòng)回正的作用。3.1.3前輪外3.1.3前輪外3.1.4前輪前3.2對(duì)后輪的調(diào)3.3對(duì)底盤的調(diào)3.4對(duì)重心的調(diào)3.53.5對(duì)舵機(jī)的調(diào)來轉(zhuǎn)動(dòng)角度的60%，所以前輪的擺動(dòng)速度比原來快了40%。第四章硬件平臺(tái)設(shè)第四章硬件平臺(tái)設(shè)電源與電源監(jiān)控模4.1.1電源分7.2V本系統(tǒng)電源包括：7.2V1N4007LM2596（5V3.3V）分別給上排和下排的光電電池編碼舵單電池編碼舵單片光電4.1.2穩(wěn)壓芯片選力強(qiáng)，我們選擇了使用開關(guān)電源，其中我們選擇LM2596開關(guān)穩(wěn)壓芯片。LM2596-5.0，為單片降壓式開關(guān)式穩(wěn)壓芯片，輸出電壓5.0V,最大輸出電流4.1.3電路設(shè)考LM2596的文檔。電路原理圖如3.24.2LM25964.1.44.2LM25964.1.4電源監(jiān)4.2中央控制電 光電模 光電模4.3.1數(shù)字式光電識(shí)別與模擬式光電識(shí)別1525cm，如果采用數(shù)字地高度有關(guān))，如圖4.3所示。4.44.3.2雙排排4.44.3.2雙排排列與前瞻設(shè)4.5時(shí)在安裝上我們將其設(shè)計(jì)成抬起與地面形成一個(gè)夾角（如圖4.5所示）這樣小車前瞻距離提高到了d。雖然探出距離與前時(shí)在安裝上我們將其設(shè)計(jì)成抬起與地面形成一個(gè)夾角（如圖4.5所示）這樣小車前瞻距離提高到了d。雖然探出距離與前瞻距離成正比，但是除比賽限制了車的前瞻有40cm。圖4.5前排傳感器排列d4.6前排傳感器安裝示意4.3.3電路上如何實(shí)度，我們采用了脈沖控制CMOS管的大電流觸發(fā)發(fā)光的控制方式，CMOS管直接由單片機(jī)的PWM波經(jīng)過一個(gè)三級(jí)管驅(qū)動(dòng)，PWM波的頻率及脈寬將由具體測(cè)試決定4.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊我們使用兩種方法來實(shí)現(xiàn)第一種采用的是飛思卡MC33886。所不同的是我們采用了兩MC33886聯(lián)，一方面可以減小導(dǎo)通電阻，提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)能力，并MC33886發(fā)熱情況也有了很大的好轉(zhuǎn)；另一方面MC33886部的過流保護(hù)電路對(duì)電機(jī)啟動(dòng)及MC33886的IN1，IN2引腳由單片機(jī)的兩路PWM輸入控制信號(hào)（連接圖如圖4.7），這樣通過控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來使智能車加速和減速4.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊我們使用兩種方法來實(shí)現(xiàn)第一種采用的是飛思卡MC33886。所不同的是我們采用了兩MC33886聯(lián)，一方面可以減小導(dǎo)通電阻，提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)能力，并MC33886發(fā)熱情況也有了很大的好轉(zhuǎn)；另一方面MC33886部的過流保護(hù)電路對(duì)電機(jī)啟動(dòng)及MC33886的IN1，IN2引腳由單片機(jī)的兩路PWM輸入控制信號(hào)（連接圖如圖4.7），這樣通過控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來使智能車加速和減速。1414+5VR15+5VR25232366779988圖33886連接4.5舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模比賽規(guī)定的舵機(jī)型號(hào)為HS-925。舵機(jī)屬于位置伺服電機(jī)，控制信號(hào)是4.5舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模比賽規(guī)定的舵機(jī)型號(hào)為HS-925。舵機(jī)屬于位置伺服電機(jī)，控制信號(hào)是期放大至2000，從而細(xì)化PWM控制量，使轉(zhuǎn)臂變化更加靈活、均勻。4.6剎車模4.7速度檢測(cè)模圖 圖 4.8調(diào)速編碼開個(gè)LED狀態(tài)燈接到單片機(jī)的I/O口上，由按鍵和LED燈的不同狀態(tài)，來使單片第五軟件算法設(shè)智能車軟件算法設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容第五軟件算法設(shè)智能車軟件算法設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容賽道的檢轉(zhuǎn)角控速度檢轉(zhuǎn)速控轉(zhuǎn)向控緊急剎起跑線識(shí)5.1賽道的檢賽道的檢測(cè)由光電管控制模塊，以供算法層進(jìn)行使用。需要實(shí)現(xiàn)的功能如下（1）彎道信息的檢測(cè)(2)車輛前進(jìn)方向與賽道角度檢測(cè)其中，彎道的檢測(cè)方法如下圖 彎道檢測(cè)方車輛前進(jìn)方向與賽道角度檢測(cè)方法如下圖 車車輛前進(jìn)方向與賽道角度檢測(cè)方法如下圖 車輛前進(jìn)方向與賽道角度檢測(cè)方法控制測(cè)速模5.1.1路況信息的提再除以該傳感器的輸出范圍即可得到其相對(duì)輸出值，然后找到其中最大的那個(gè)-1]+data[max_AD_t+1]))Data[]為歸一化后的光電管數(shù)值，sensor[]為各個(gè)光電管的權(quán)5.1.2賽道判斷算據(jù)為賽道的參數(shù)：直道，彎道，S形道，坡道。 轉(zhuǎn)角的控5.3速度檢5.4轉(zhuǎn)速控量。返回的數(shù)據(jù)5.4轉(zhuǎn)速控量。返回的數(shù)據(jù)為控制電機(jī)的PWM波的數(shù)值。具體的實(shí)現(xiàn)算法有以下幾1：速度閉環(huán)的PID控制算采用速度閉環(huán)的PID控制，其控制系統(tǒng)如下圖所5.5智能車控制系離散系統(tǒng)的數(shù)字量PID算法的公式為ku(k)=Kperror(k)+error(i)+Kd(error(k)-error(k-要通過掌握 Kd的特點(diǎn)，作用以及不斷的實(shí)驗(yàn)，選擇合適的參數(shù)，利用實(shí)際速度值大于設(shè)定值時(shí)設(shè)置PWM占空比為0%。要通過掌握 Kd的特點(diǎn)，作用以及不斷的實(shí)驗(yàn)，選擇合適的參數(shù)，利用實(shí)際速度值大于設(shè)定值時(shí)設(shè)置PWM占空比為0%。1PWM占空比 5.5轉(zhuǎn)向控返回的數(shù)據(jù)為控制舵機(jī)的PWM波的數(shù)值。1：采用增量式PIDku(k)=Kperror(k)+error(i)+Kd(error(k)-error(k-采用全量輸出，所以每次輸出均與過去的狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì)error(k)量進(jìn)行累加，計(jì)算機(jī)輸出控制量u(k對(duì)應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置偏差，如果位置u(k)可能會(huì)出現(xiàn)大幅度變化。u(k)的大幅度變化會(huì)引起執(zhí)行機(jī)況的發(fā)生，應(yīng)采用增量式PID控制。u(k1)=Kperror(k-1)+error(iu(k1)=Kperror(k-1)+error(i)+Kd(error(k-1)-error(k-Du(k)=Kp(error(k)-error(k-1))+Kierror(k)+Kd(error(k)-2error(k-1)+error(k-需要通過實(shí)驗(yàn)改變 Kd三個(gè)參數(shù)，選擇合適的值，使智能車高速穩(wěn)差量的閾值e。當(dāng)|e(kT|e，即大偏差時(shí)，采PD利PD控制響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，迅速減小偏差而又不引起過大超調(diào)的趨勢(shì)。當(dāng)|e(kT)|e，即小偏PIDku(k)=Kperror(k)+KKierror(k)+Kd[error(k)-error(k-j1K=5.6緊急停同時(shí)保證可以在彎道順利過彎，以及賽車能在最后一圈跑完后在賽道3米內(nèi)停下5.7起跑5.7起跑線的識(shí)為了專門識(shí)別起跑線，我們考慮了下排的布局，最終使用5個(gè)傳感器來實(shí)57.5（mm5.8主程5.8主程序流第六章開發(fā)工具介紹及賽車第六章開發(fā)工具介紹及賽車調(diào)6.1電路板開發(fā)工6.2ProtelPcb6.2ProtelPcbProtel99SE(1)多功能高效率的原理圖設(shè)計(jì)Schematic99WINDOWSProtelProtel99SE(1)多功能高效率的原理圖設(shè)計(jì)Schematic99WINDOWSProtel99SESchematic99SE模塊是一個(gè)功能完備Protel99SEPCB99SEPCB參數(shù)化設(shè)計(jì)代表了當(dāng)今CAD發(fā)展的潮流。無與倫比的無網(wǎng)格自動(dòng)布線器Route99Protel99SERoute99SE（Shape-計(jì)者的水平。其綜合布線能力完全可與傳統(tǒng)工作站上的大型EDA軟件媲美。6.2軟件開發(fā)工GCCLinuxGCCGNULinuxMetroworksCodewarriorforS12v4.5，CodeWarriorforS12HC12S12CPUIDE、處理器專家?guī)?、全芯片仿真、可視化參?shù)顯6.3在6.3在線調(diào)試工s195－4所示6.4②BDM調(diào)試6.4②BDM調(diào)試BDM（BackgroundDebugMode）是當(dāng)代單片機(jī)普遍采用的調(diào)試方式之一，BDM調(diào)試程序就是一個(gè)BDM調(diào)試器。BDM模式的主要功能有如下三點(diǎn)：界面如圖6.5所示。6.5BDM6.56.5BDM6.5BDM6.4軟件仿真平在之前一段的學(xué)習(xí)過程中,我們學(xué)習(xí)使用了Plastid2Plastid222ldllllV、20、ehiDli20據(jù)自身情況，選擇最適合自己的編程環(huán)境編寫控制程序。驗(yàn)證調(diào)試后的算法代3系統(tǒng)提供了廣泛使用的光電傳感器和CCD傳感器模型，使用者可以自行設(shè)計(jì)傳感6.66.6Plastid2車第七結(jié)與提第七結(jié)與提a．加長了舵機(jī)力臂2cm，舵機(jī)反向安裝，使前輪的擺動(dòng)速度提高了40%，同時(shí)用7.2V8PWM16PWM寄存PWM2000進(jìn)一步提高了舵機(jī)的響速度；b．13SS道走直道成為可能，大大提高了小參考文參考文[4][6]Motorola,“MC9S12DT128BDeviceUserGuideV1.09”,源程序代#include/*源程序代#include/*commondefinesandmacros#include/*derivativeinformation#defineGETMAXNUM2000#definesteer_pwm_center#definesteer_pwm_max#definesteer_pwm_min#definecur_value#definecur_value_min#definestr_value#definestr_value_minchargetvalue=0,getmm=0;intint 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