上海电力学院2队技术报告

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1、第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告附录AμC/OS-Ⅱ在智能汽车系统中的应用学校：上海电力学院队伍名称：上海电力学院2队参赛队员：丁子甲茅小庆徐锋带队教师：胡磊1919关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。参赛队员签名：丁子甲茅小庆徐锋带队教师签名：胡磊日期：2006.8.1019

2、19目录第一章引言11.1设计思路与技术方案11.2相关文献综述11.3报告内容梗概2第二章系统构成与设计安装22.1主控制模块32.2电机的驱动和控制32.3电源供电模块32.4传感器的设计与安装42.4.1红外传感器的设计与安装42.4.2霍尔传感器的设计与安装52.5舵机部分62.6系统电路板的设计与安装6第三章软件算法部分73.1工作原理73.1.1智能车工作原理73.1.2PID算法工作原理83.2智能车控制算法的实现93.2.1信号采样、滤波与处理93.2.2PD控制算法113.2.3智能车控制算法133.2.4控制算法输出信号处理与纠错143.3操作系统的嵌入1

3、5第四章整机联调154.1智能车前轮的安装15194.2传感器功耗问题164.3滤波算法的引入164.433886的散热问题17第五章结论175.1模型车的主要技术参数175.2存在的问题以及有待改进的地方185.2.1刹车系统的改进计划185.2.2电机的发热问题改进计划185.3设计小结19参考文献2019第一章引言1.1设计思路与技术方案本次设计的智能车在行进的过程中，利用了红外传感器采集路面信息，得到的数据送到单片机进行A/D转换，单片机根据转换后的数据，通过PWM波控制舵机的转动，通过MC33886控制电机的转动，以达到自动寻迹的目的。传感器对赛道（白色）和引导线（

4、黑色）的信息进行采样后，以电压的形式送给单片机，单片机经过A/D转换后通过对电压进行比较，识别出黑线的位置，以控制舵机的转动。1.2相关文献综述从了解到深入再到制作，我们借用了很多文献来进行学习。首先是飞思卡尔公司的主页上提供的比赛所使用的核心微处理器MC9SDG128B的数据手册，该数据手册详细的介绍了该芯片各个模块的组成、特征、功能以及应用，可以说贯穿我们制作整个赛车的始终。其次就是美国ToddD.Morton著的“EmbeddedMicrocontrollers”，该书以Motolora的CPU12微控制器族为主讨论嵌入式微控制器系统的开发、设计、建造，从对该书的阅读和

5、学习中，可以得出一般性概念和方法。然后就是随车模附赠的两本书籍，特别是邵贝贝老师著作的《单片机嵌入式应用的在线开发方法》，该书针对软件部分有详细的介绍和演示，对于整个系统的熟悉起了很大的推进作用。另外，在传感器、舵机、电机上，我们也参考了一些相关的文献，还有诸如MC33886、MC33989、LM2596等等之类的PDF文档资料，这里就不再一一赘述。191.3报告内容梗概该报告重点阐述了系统的设计与安装，从原理部分对各个模块做了详尽的分析，并描述了控制算法的设计，详细的记录了整机联调的过程，最后提出了设计与安装中遇到一些问题以及不足之处，以供大家交流讨论。第二章系统构成与设计

6、安装本次设计的整个系统由主控制模块、电机的驱动和控制模块、电源供电模块、传感器感测模块和舵机控制模块这五个部分构成，系统框图如图2.1所示。MCU舵机红外传感器电机霍尔传感器LM2596MC338867.2V直流电源IRF3205BDMPC机后轮前轮图2.1系统设计框图192.1主控制模块在本次设计中，主控制模块使用的是组委会提供的核心S12的电路板，并没有对其内部电路进行改动，这里就不再介绍。不过我们为了连接方便和降低重量，而对外形加以修正，在系统电路板的设计与安装中会有说明。2.2电机的驱动和控制通过改变从单片机输入到电机驱动芯片MC33886的PWM波的占空比，来控制对

7、电机的供电电压的大小，从而控制电机的转动速率。在设计的过程中我们通过了向IN1，IN2口送出PWM波来控制电机的正转和反转，我们使用了电机的正转为智能车加速，当转弯的时候利用了反转PWM波来控制电机的减速，送出方波频率为5kHz。PWMPERxy=2400通过PWM5,PWM7的开启，送数和关断，向IN1和IN2送PWM波，可以自动控制电机的正反转，通过反转来刹车。2.3电源供电模块我们的这次设计除了电池通过给定的MC33886来为电机供电之外，还选择了LM2596来为单片机、传感器和舵机供电，从LM2