基于Freescale单片机的智能赛车设计.pdf

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1、第23卷第6期2010年”月机电产品开发与纠新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．23．No．6Nov．，2010文章编号：1002-6673(2010)06一114—03基于Freescale单片机的智能赛车设计梁丽勤，王岩，张宝健(东北大学秦皇岛分校自动化工程系，河北秦皇岛066004)摘要：以全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛为基础，采用MC9S12DGl2816位单片机作为核心控制单元，通过一个CMoS摄像头检测模型车的运动位置和运动方向。用

2、光电传感器检测模型车的速度，并加以直流电机、舵机、电源电路以及其他电路模块构成整个运动控制系统。在软件设计上我们使用PID控制算法调节驱动电机的转速和舵机的方向，完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。关键词：智能车；MC9S12DGl28；CMOS摄像头；PID中图分类号：TP241．2文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2010．06．044TheDesignofIntelligentVehicleModelBasedonFreescaleMCU己／／1NGLi-Qin。WANGY

3、an。ZHANGBao-Jian(DepartmentofAutomation。QinhuangdaoBranchofNortheastUnivenity，QinhuangdaoHebei066004，China)Abstract：Inthispaper．FreescaleCupNationalSmartCarUniversityStudentsraceisbasedonanMC9S12DGl2816一bitmicrocontroller笛thecorecontrolunit，throughaCMOScameramotio

4、ntOdetectmodelCarpositionanddirectionofmotion。谢dlaphotoelectricsensorde-tectsthespeedofmodelcars．Andtheentiremotioncon拓olsystemincludeDCmotors，steeringgear，powercircuitandothercircuitblocks．Inso,waredesign。weusethePIDcontrolalgorithmt0aOustselwodrivemotor’sspeedan

5、ddirection。tOcompletetheclosed—loopcontrolofthemodelCarofthevelocityanddirectionofmotion．Keywords：smartcar；MC9S12DGl28；CMOScamera；PID0引言全国大学生飞思卡尔杯智能车竞赛是教育部主办的面向全国大学生的五大赛事之一(另外四个：数学建模、电子设计、机械设计、结构设计)。智能车竞赛是以迅猛发展的汽车电子为背景．涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。大

6、赛旨在加强大学生的创新与实践动手的能力，为社会培养一批优秀的创新型人才。全国大学生智能汽车竞赛是在竞赛组委会提供的统一汽车模型平台上。使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块。通过设计道路识别传感器和电机驱动电路、编写相应软件及装配模型车，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线(路收稿日期：2010—10—15作者简介：梁丽勤(1980-)，女，河北石家庄人，工学硕士，讲师。主要研究方向：无线传感器网络控制；王岩(1981-)，女。河北蔚县人，工学硕士，讲师。主要研究方向：计算机网络技术。11

7、4线赛前未知)行进，以完成时间最短者为优胜。1系统硬件设计寻迹智能车所使用的车模载体是一款带有差速器的后轮驱动模型赛车。通过自动控制器。控制模型赛车在封闭的跑道上自主寻线运行。在保证车模运行稳定的前提下跑完规定圈数后。自动停止。整个智能车控制系统以MC9S12DGl28单片机为核心。由传感器模块、电源模块、直流电机驱动模块、转向舵机控制模块以及一些辅助模块组成，如图1所示。模扭图像倩号行信号ll奇儡场信号鳓传躺悻纠M⋯⋯n卜罨剖加建度传瘟嚣黜；Il删，电机驱动模块图1系统硬件结构Fig．1Thestructureofsys

8、temhardware·测试与控制·为了减小电机驱动电路带来的电磁干扰。增强系统的整体稳定．在设计电路板的时候采用模块化设计方案．即整个智能车控制系统由以S12为核心的最小系统板、主板、电机驱动电路板三大模块组成。最小系统板可以插在主板上组成信号采集、处理和电机控制单元。电机驱动部分单独分开。做成了两块