沈师一队技术报告.doc

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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学校：沈阳师范大学队伍名称：沈师一队参赛队员：叶东鑫宿文迁王挺带队教师：吴鹏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于保留、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：带队教师签名：日期：目录第一章引言11.1参赛目的11.2设计目标1第二章概要22.1制作思路22.2技术概要3第三章硬件设计43

2、.1主控制模块43.2电机模块53.2.1驱动电机53.2.2舵机63.3传感器模块73.3.1光电传感器73.3.2温度传感器73.4显示模块9第四章软件设计114.1开发环境114.2车速测试124.3温度测试124.4寻道设计154.4.1模糊控制154.4.2PID控制154.4.3车速控制16第五章技术参数17第六章结论18参考文献19附录20附录A程序源代码20第一章引言1.1参赛目的本次比赛，主要突出了智能化、自动化的特点，而要实现这些除了硬件的设计，软件方面也是非常的重要，基于我们所学的专业，这样的比赛正好是一个锻炼的机会，通过参加比赛，不但可以提高我们自身的技术水平，同

3、时也是对我们的实践、创新能力和团队精神的培养，而且还能认识很多在这方面志同道合的朋友，大家一起切磋研究，共同提高。比赛的结果并不重要，关键是我们通过比赛充实了自己，提高了自己的动手能力和分析事情的能力。培养我们获取知识、应用知识的能力及创新意识。1.2设计目标本智能汽车,以Freescale公司的MC9S12DG128B作为核心控制器，以脉宽调制(PWM)控制方式控制舵机和驱动电机,利用红外寻迹方式采集数据，然后根据采集到的数据对小车的走向进行修正控制。并通过外部相关传感器数据采集系统对电机的温度和车速进行测量计算，同时用液晶显示模块显示。即实现以下几点功能：1、实现小车的寻迹行驶。2、

4、实现小车对舵机的控制。3、实现小车对电机转速的控制。4、实现小车对温度的测量。5、实现小车对速度的测量。6、实现小车对温度、车速、时间的液晶显示。第二章概要由于这是我国举办的第一届智能车大赛，没有太多的资料可以供我们参考学习，很多东西需要我们自己去摸索、去体会。2.1制作思路在参阅了韩国智能车大赛的相关资料后，我们初步决定将模型车分为底板设计、寻道设计、外围电路设计这几个大块，最后将这几个部分整合起来就成为模型车的主要部分。底板部分为了节约时间，我们决定采用清华大学提供的小板作为我们的最小系统。寻道方面，我们一共用了9对光电传感器对道路情况进行采集。具体的分布情况如图2.1所示。9对传感

5、器都放置在智能车的头部。其中4号传感器位于小车的中间位置，用来调正小车的方向，左右各4个传感器用来识别转向及转向角度。图2.1寻道传感器分布外围电路则包括液晶显示部分、温度检测部分和车速检测部分。温度检测决定使用DS18B20，车速检测决定使用霍尔元件3144进行数据采集。图2.2智能车全貌2.2技术概要经过初步的研究，对于智能车寻道方案，我们决定将传感器采集到的数据通过比较器输出，既黑道和白道分别输出0和1。然后我们根据各个传感器采集的不同数值，通过MCU计算，控制舵机转过一定的角度，同时控制驱动电机以一定的速度旋转。车速检测方面，我们将利用S12的外部中断来检测智能车后轮转过的圈数。

6、图2.3寻道使用的传感器第三章硬件设计该模型车的硬件设计方案主要分为以下四个部分：主控制模块，电机控制模块，传感器模块和显示模块。图3.1硬件系统设计3.1主控制模块我们采用Freescale的MC9S12DG128B作为我们的主控制器。它将根据各传感器采集到的不同数据，对数据进行各种处理，然后对驱动电机、舵机做出相应的控制。同时，还要完成对速度转换、温度转换等功能，并在液晶屏上显示相关数据。图3.2最小系统MC9S12DG128B本身具有8K的RAM，2K的EEPROM和128K的闪存，同时它还拥有8通道8位或4通道16位的PWM，A/D转换等功能[1]，可以省去很多的外围电路设计，同

7、时由于芯片自身具有这些功能，可以提高芯片的利用率，节约系统资源。3.2电机模块3.2.1驱动电机模型车使用的是直流电机，由于比赛的特殊性，模型车在比赛过程中不会使用倒车的功能。所以我们采用Freescale的H桥芯片MC33886作为驱动电机的驱动模块，并只需要使用其中的半桥就可以满足系统的需求，如果一个半桥的驱动力不足，可以将两个半桥并联使用，扩大芯片的驱动能力。MC33886的驱动电路如图3.3。图3.3MC33886驱动电路图