第十四屆智能車無線節(jié)能組技術(shù)報(bào)告

1、關(guān)于技術(shù)報(bào)告和研究使用的說明本人完全了解第十四屆全國大學(xué)生“恩智浦”杯智能汽車競賽關(guān)于保留、使用技術(shù)報(bào)告和研究的規(guī)定，即：參賽著作權(quán)歸參賽者本人，比賽組委會和恩智浦半導(dǎo)體公司可以在相關(guān)主頁上收錄并公開參賽的設(shè)計(jì)方案、技術(shù)報(bào)告以及參賽模型車的集中。、圖像資料，并將相關(guān)內(nèi)容編纂收錄在組委會參賽隊(duì)員簽名： 帶隊(duì)教師簽名： 期： 日II鍵入文字目錄第一章 引言1第二章 方案設(shè)計(jì)22.1 總體設(shè)計(jì)思路22.2 電容如何充電32.3 電容的電用在哪里3第三章 機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化33.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)部分33.2 車輛設(shè)計(jì)53.3 電池位置53.4 支架安裝53.5 輪胎的處理53.6 電源管理53.7 直流電

2、機(jī)模塊6第四章 電路的設(shè)計(jì)說明64.1 電磁傳感器電路的設(shè)計(jì)64.2 主控板的設(shè)計(jì)74.3 方向原理74.4 陀螺儀的作用84.5 無線模塊8第五章的設(shè)計(jì)說明115.1 程序的說明115.2 智能車系統(tǒng)模塊組成框圖135.3 速度的.13第六章開發(fā)工具與調(diào)試過程說明14第七章的主要技術(shù)參數(shù)14第八章總結(jié)15參考文獻(xiàn)16附 錄I1源代碼.I2第一章 引言第一章 引言全國大學(xué)生智能汽車競賽是教育部高等學(xué)校自動化類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會主辦，旨在培養(yǎng)創(chuàng)新精神、協(xié)作精神，提高工程實(shí)踐能力的科技活動。該競賽是以迅猛發(fā)展的為背景，涵蓋了、模式識別、傳感技術(shù)、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科交叉的科技創(chuàng)意性比賽。本

3、校積極組隊(duì)參加第十四屆“恩智浦”杯全國大學(xué)生智能汽車競賽。從 2019 年五月著手準(zhǔn)備，歷時(shí)兩個(gè)多中獲得了較過不斷試驗(yàn)設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)出較為完整的智能。在賽區(qū)比賽綜合性能和成績。在本次比賽中，采用大賽組委會統(tǒng)一提供的競模，采用恩智浦公司 S9KEAZ128AMLK單元，構(gòu)思方案及系算法統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化，硬件的設(shè)計(jì)與組裝、的編寫與改進(jìn)等過程（小車上的具體方案模塊有傳感器信號處理、算法及執(zhí)行、動力電機(jī)驅(qū)動等）從而實(shí)現(xiàn)小車智能化的識別道路，最終實(shí)現(xiàn)智能化競速。本技術(shù)報(bào)告主要對小車的整體設(shè)計(jì)思路，硬件與設(shè)計(jì)與優(yōu)化，機(jī)械結(jié)構(gòu)的安裝以及的調(diào)試操作等過程作簡要的說明。1第一節(jié)全國大學(xué)生智能汽車

4、邀請賽技術(shù)報(bào)告第二章 方案設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)思路是以檢測通以 20KHz、100mA 的導(dǎo)線的電磁場為基礎(chǔ)，通過單片機(jī)處理到的磁感應(yīng)電壓信號，實(shí)現(xiàn)對的轉(zhuǎn)向跡的目的。，進(jìn)而識別賽道達(dá)到路徑尋根據(jù)電磁尋跡的設(shè)計(jì)方案，整體以下四大模塊：1.單片機(jī)模塊 2.電磁傳感器模塊 3.電機(jī)驅(qū)動模塊 4.電源管理模塊等，除此之外還有一些外部，例如直流電機(jī)驅(qū)動車體，干簧管起跑線識別等。如圖 2.1、圖 2.2 所示單片機(jī)系統(tǒng)圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖PortB457ADCPortT0MCU (9S12DG128B)圖 2.2 車模系統(tǒng)控2測速傳感器A44EDC-MotorSensorReceiveEmit傳感器工作

5、指示燈Servo Motor電源直流電機(jī)串行通信口電機(jī)驅(qū)動起跑線檢測人機(jī)交互傳感器信號檢測第二章 方案設(shè)計(jì)2.2 小車儲能系統(tǒng)設(shè)計(jì)我們的儲能器件選用 5 支 100F 的法拉電容。電容是的應(yīng)用保障，電容充電是一個(gè)比較重要的問題。電容的能量來源，是發(fā)射線圈產(chǎn)生的交流電，在接收線圈上感應(yīng)到交流電，再經(jīng)過整流后充到電容中。經(jīng)過 XL2596 降壓降壓之后，再通過 4 個(gè)場效應(yīng)管升壓。最終通過 LTM4605 開關(guān)電源同步整流之后輸出平滑的直流電。2.3 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能車很多部分需要電能方可工作。具體耗能部件可分為以下幾個(gè)部分：（1）供電（2）電機(jī)驅(qū)動（3）傳感器。單片機(jī)及信號放大電路供電所消耗的比

6、較小，但是對供電電源的純凈度要求很高。KEAZ128如供電電壓不穩(wěn)，容易出現(xiàn)程序跑飛現(xiàn)象。傳感器檢測賽道導(dǎo)線，電壓值很小，需要經(jīng)過放大才能供給單片機(jī)。的供電電壓不穩(wěn)，可能直接導(dǎo)致賽道檢測錯誤，智能車沖出賽道。電機(jī)為整個(gè)智能車主要耗能部分。電機(jī)轉(zhuǎn)動電路是電機(jī)驅(qū)動。為了使智能車更快完成跑圈任務(wù)，我選用 12V 為驅(qū)動電路供電。第三章機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)部分機(jī)械機(jī)構(gòu)部分工作主要 簧的安裝、驅(qū)動模塊的安裝、3.1.1 傳感器的安裝含傳感器的安裝、主控板的連接與固定、干彈差速的調(diào)整以及的防滑處理等。傳感器采用的是 5 個(gè)磁場檢測電感按一字和八字的方式安裝。如圖 3.1 所示紅外傳感器裝于車

7、頭處。3.1.2 主控板的連接與固定3第一節(jié)全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報(bào)告采用接插件與焊接結(jié)合的方式連接傳感器、主控板、電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)， 既考慮可靠性又兼顧結(jié)構(gòu)調(diào)整與安裝的便利性。具體安裝結(jié)構(gòu)如圖 3.2 所示圖 3.23.1.3 賽道起始檢測采用干簧管作為賽道起始線檢測元件，采用兩兩并聯(lián)，在實(shí)際比賽時(shí)，與比賽用的起始線磁鐵水平寬度相比，我們的干簧管的安裝寬度較大，如此考慮，可以增大檢測的范圍，好處是可以有效地防止車子多而導(dǎo)致不能檢測到起跑線不能停車的情況的發(fā)生。3.1.4 電機(jī)驅(qū)動模塊終點(diǎn)時(shí)因跑偏太驅(qū)動模塊采用 BTN7971B 的驅(qū)動電路，由于車模電機(jī)自身的空載電流很小，導(dǎo)致工作時(shí)電

8、流偏大，但實(shí)際運(yùn)行中，勻速運(yùn)行，導(dǎo)致發(fā)熱，為提高可靠性，采用并聯(lián)分流驅(qū)動，運(yùn)行。如圖 3.4 所示圖 3.4 電機(jī)驅(qū)動4第四章 電路設(shè)計(jì)3.1.5 信號檢測模塊信號檢測模塊是整個(gè)車方向的，我們使用了 OPA2350。OPA2350，通過對微弱的磁場信號進(jìn)行放大，采用兩個(gè)電感水平放置檢測道路濾波整流后將電感距中心線的距離轉(zhuǎn)化成為電平的大小。3.2 車輛設(shè)計(jì)我們的采用碳纖維的底盤，式的車輪以及鋁合金的輪轂。這樣賽車的總重量就會很輕，并且達(dá)到最大的堅(jiān)固性?？招谋膭恿梢越械乃俣群瓦_(dá)到一定的巔峰值，叫的速度提上來。因?yàn)槭翘祭w維的材質(zhì)可以放心大膽的進(jìn)行3.3 電池位置測試。這樣可以看出最性能。我們考慮

9、到是節(jié)能組一切為了節(jié)能不易太重，所以我們采用了 100F 的電容?？紤]到要進(jìn)行環(huán)島等我們選擇降低重心，保證過環(huán)島的性。因此我們把電池座用螺絲固定在后面，與后輪軸同一高度的地方。3.4 支架安裝為了減小轉(zhuǎn)動慣量，我們使用了輕質(zhì)的炭纖維管支架，長度約 210MM,支架與車體使用了螺絲穿孔的連接方式，可以使支架傾斜一個(gè)角度。車子正常運(yùn)行狀態(tài)下，向前有一個(gè)較大的前傾角度，這樣的設(shè)計(jì)可以使檢測頭3.5 輪胎的處理碰地。在高速狀態(tài)下，車子過彎會產(chǎn)生很大的離心力，這個(gè)使輪轂從中滑出來，影響車子進(jìn)行，而且某些情況下輪轂與打滑，使電機(jī)輸出的動力無法全部傳到輪轂上。鑒于這個(gè)情況，3.6 電源管理輪轂與用膠水粘牢。

10、為了智能車提供的電源的前提下，為了簡化電路，我門采用了TPS630701RNMT 線性穩(wěn)壓電源，這種電路簡單、紋波很小，適合我們使用。TPS630701RNMT 是半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一款線性低漏極失調(diào)電流穩(wěn)壓器，最大電流 1A，線性度非常好，非常適合為模擬器件提供的電源。5第一節(jié)全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報(bào)告第四章 電路的設(shè)計(jì)說明4.1 電磁傳感器電路的設(shè)計(jì)電磁傳感器是所示循跡的前提，由放大電路、諧振回路組成。如下圖電路4.1.1選頻電路賽道上使用 20KHZ 的交變磁場作為路徑導(dǎo)航信號，在頻譜上可以有效地避開周圍其他磁場的干擾，因此信號放大需要進(jìn)行選頻，使得 20KHZ 的信號能準(zhǔn)確的被我們

11、識別，去除其他干擾信號的影響。因此我們使用 LC 并聯(lián)電路來實(shí)現(xiàn)選頻電路。4.1.2 放大電路由于賽道中磁場信號弱，小車正常行駛的情況下檢測頭距地面 1015CM，檢測頭到的信號幅值大約為 50100MV，因此需要一套增益足夠大的放大電路并且不能失真，不能引入其他噪聲，為此我們專門設(shè)計(jì)一套放大電路。OPA2350OPA2350使我們解決了這些麻煩。是近些年研發(fā)出來的新型，具有高速軌對軌輸出的性能，可工作在+405V 至+11V 單電源或 5V 至 25V 雙電源供電。完全滿足智能車對微弱電磁場的放大的需求。而且該上的空間。具有超小型素雙的封裝，可以節(jié)省 PCB6第四章 電路設(shè)計(jì)4.1.3 整流

12、濾波電路微小的信號經(jīng)過放大后原有正弦波變成正半波的正弦波，通過 RC 濾波后變成直流電平，電平的高低反應(yīng)磁場的4.1.4 小車巡線。節(jié)能組用的是電磁線來進(jìn)行任務(wù)的完成。我們采用了 5 個(gè)工字電感不同位置放置來進(jìn)行信號的。我們通過信號發(fā)生器發(fā)出的無線電磁波，在通過 5個(gè)工字電感接收電磁信號將數(shù)據(jù)傳到單片機(jī)內(nèi)，由單片機(jī)現(xiàn)小車的巡線功能。4.1.5 小車避障電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)從而實(shí)利用紅外測距模塊，檢測物與小車的距離，當(dāng)連續(xù)檢測到 50 次就執(zhí)行避障程序，避障靠模擬算法來實(shí)現(xiàn)小車的距離。模擬算法就是在程序設(shè)計(jì)語言中，可使用隨機(jī)函數(shù)來模擬自然界中發(fā)生的不可情況。C 語言中使用 srand()和 rand()函數(shù)

13、可生成隨機(jī)數(shù)。4.2 主控板的設(shè)計(jì)主板承擔(dān)著整部各類電源的提供以及信號的任務(wù)，主要由各類電源電路和單片機(jī)系統(tǒng)與接口電路主成。我們把傳感器和傳感器電路設(shè)計(jì)也放在主板上，雖然工作難度增大但是這樣可以更好地圖。了。以下是我們的主4.3 方向原理實(shí)現(xiàn)車模方向是保證車模沿著賽道比賽的關(guān)鍵。車模所在的電磁組的道路中心鋪設(shè)有一根漆包線，里面通有 100MA 的 20KHZ 交變電流。因此在道路7第一節(jié)全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報(bào)告中心線周圍產(chǎn)生交變磁場。利用電磁線偏差檢測信號分別與車模速度電壓，使得車模左右輪運(yùn)行角速度不一致進(jìn)而車模方向。由于電磁引導(dǎo)線的磁場強(qiáng)度與檢測線圈的距離和方向都有。當(dāng)車模的方向偏差

14、很大時(shí)，比如在車模前方出現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，檢測線圈中軸線與電磁引導(dǎo)線不在垂直，出現(xiàn)一個(gè)很大的角度偏差。此時(shí)兩個(gè)檢測線圈的感應(yīng)電動勢都下降。為了更能準(zhǔn)確反映車模重心距離電磁線的距離差，避免角度影響，在進(jìn)行方向時(shí)，使用左右兩個(gè)線圈感應(yīng)電動勢之差除以左右兩個(gè)線圈感應(yīng)電動勢之和，使用該比值進(jìn)行方向4.4 陀螺儀的作用。這樣可以消除檢測線圈角度的影響。陀螺儀輸出的是車模的角速度，受到車體的影響，因此該信號中噪聲很小。車模的角度又是通過對角速度積分而得，這可進(jìn)一步平滑信號，從而使得角度信號更加儀所得到的信號。4.5 無線充電模塊。因此車模所需要的角度和角速度可以使用陀螺節(jié)能組需要節(jié)能，所以不能采用傳統(tǒng)的電池

15、等。我們用電容作為能量儲存然后用電磁產(chǎn)生電壓進(jìn)行充電。我們的無線充電模塊采用 LTM4605。LTM4605 高效、同步、四開關(guān)降壓-升壓型LTM4605 是一款高性能降壓升壓型開關(guān)穩(wěn)壓器器。器,可在輸入電壓高于低于或等于輸出電壓的條件下恒定頻率電流模式架構(gòu)提供了一個(gè)高達(dá) 400kHz 的可鎖相頻率憑借 4V 至 30V(最大值為 36V)的寬輸入和輸出范圍以及不同操作模式間的無縫切換,LTM4605 成為汽車、電信和電池供電型系統(tǒng)的理想選擇該器的工作模式是通過 FCB 引腳來確定的對于升壓應(yīng)用,FCB 模式引腳能夠在突發(fā)模式(BurstMode)操作不連續(xù)模式和強(qiáng)制連續(xù)模式之間進(jìn)行選擇在降壓

16、操期間FCB 模式引腳可在跳周期模式不連續(xù)模式和強(qiáng)制連續(xù)模式之間進(jìn)行選擇。突發(fā)模式操作和跳周期模式可在輕負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)高效操作而強(qiáng)制連續(xù)模式和不連續(xù)模式則上作在一個(gè)恒定的頻率上由一個(gè)輸出過壓比較器和內(nèi)部折返電流限制電路提供了故障保護(hù)功能,當(dāng)輸出處于其設(shè)計(jì)調(diào)整點(diǎn)的 7.5%以內(nèi)時(shí),電源良好輸出引腳將發(fā)出指示信號。LTM4605 特點(diǎn)是，單電感器架構(gòu)范圍寬、同步整流效率高達(dá) 98%、可鎖相固定頻率、用于 MOSFET 電源的內(nèi)部 LDO。同時(shí)，四 N 溝道 MOSFET 同步驅(qū)動在停機(jī)期間 Vour 與 V 斷接，可調(diào)軟起動電流斜坡上升，可選低電流模式。無線充電模塊原理圖如下8第四章電路設(shè)計(jì)無線充

17、電模塊原理圖9第一節(jié)全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報(bào)告3.7 直流電機(jī)模塊驅(qū)動電機(jī)采用德國空心杯直流電機(jī)，其特性如表3.7所示：表 3.7 直流電機(jī)特10電壓空載情況最大效率情況啟動情況范圍額定速度電流速度電流轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩電流V/DCV/DCrpmARpmAmN-mg-cmwattsmN-mg-cmA3-97.2162000.5140603.310.911116.082.384021.6第五章設(shè)計(jì)第五章的設(shè)計(jì)說明5.1 程序的說明整個(gè)智能車系統(tǒng)由恩智浦公司的 S9KEAZ128AMLK。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)為主控 MCU，對模擬和數(shù)字傳感器信號進(jìn)行處理，并對輸出的過電路驅(qū)動來分別，進(jìn)行電機(jī)的，陀螺儀

18、來決定的角度，通電機(jī)，決定的速度。進(jìn)行十字交叉路口、坡道、環(huán)島、橫斷路障以及斷路賽道的運(yùn)行與實(shí)現(xiàn)。程序整體框架下圖所示。電機(jī)輸出驅(qū)動電機(jī)速度反饋調(diào)速輸出(與運(yùn)算處理)MCU模擬傳感器信號11數(shù)字信號輸出數(shù)字信號輸入人機(jī)交互管理第一節(jié)全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報(bào)告程序中用到的硬件資源有口，主程序流程圖如下：模塊、AD 模塊、脈沖累加器、普通數(shù)字 I/O開始 N 有磁場？YYYPIT 中斷時(shí)刻到？到達(dá)終點(diǎn)？NNY是否沖出賽道？NN是否沖出賽道？Y是否？NY12停車速度回歸設(shè)定值，陀螺儀調(diào)整電機(jī)速度陀螺儀角度延時(shí)測取速度模擬傳感器值最小二乘擬合各模塊初始化第五章設(shè)計(jì)5.2 智能車系統(tǒng)模塊組成框圖智

19、能車系統(tǒng)主要由電源轉(zhuǎn)換模塊、尋跡傳感器（Sensor）模塊、直流電機(jī)（DC-Motor）模塊組成，如圖 5.2 所示。5.3 速度的的速度我們進(jìn)行了無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)最終得到最快最穩(wěn)的數(shù)值。速度也寫在了 K128 的。這樣可以叫根據(jù)實(shí)際情況去改變速度從而保直觀，技術(shù)證了速度的最大化。我們的速度采用 PID，PID可靠，對被控對象的模型適應(yīng)性強(qiáng)。位置式 PID 算式連續(xù)系統(tǒng)中的 PID規(guī)律是：1de(t) + xx(t) = K e(t) + e(t )dt + Ttpd0Tdt0i其中 x0 是偏差信號為零時(shí)的作用，是量的基準(zhǔn)。利用外接矩形法進(jìn)行數(shù)值積分，一階后向差分進(jìn)行數(shù)值微分，當(dāng)選定采樣周期為

20、T 時(shí)，可得如下位置式 PID 的離散差分方程：13PartsSensorK128 系統(tǒng)板DC-MotorRegulatorLTC3780 6VLTC3780 5VVoltageSourcecapacitor3-11.5v第一節(jié)全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報(bào)告x(t) = K e(t) + Tek+ Td T(e - e) + xkk -1pj0Tj =0i計(jì)算機(jī)時(shí)，常采用增量式 PID 算法。計(jì)算每周期的 PID 輸出增量，在于前一周期的輸出相加，得出最終的 PID的 PID 輸出增量計(jì)算算法如下：輸出。增量式 PID 算法的每周期+ T+ TdD= K e - e(e - 2e+ ee)k

21、 -1pkk -1k -1k -2kkTTi每周期的 PID 輸出增量反映了第 k 和第 k1 周期輸出之間的增量。算式的結(jié)果可正可負(fù)的。利用增量算式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)每次只增加一個(gè)增量，因此執(zhí)行機(jī)構(gòu)起了一個(gè)累加的作用。對于整個(gè)系統(tǒng)來說，位置和增量式兩種算式并無本質(zhì)區(qū)別，但增量式有不少優(yōu)點(diǎn)：算式只與最近幾次采樣值有關(guān)，不易引起誤差累積；誤動作影響小，易于加邏輯保護(hù)；增量算法在實(shí)際中應(yīng)用得比位置式更。電機(jī) PID 的具體代碼可參見本文附錄所附的源程序。電機(jī)的（1）通過電機(jī)有三個(gè)作用：度實(shí)現(xiàn)小車平衡。(2) 通過電機(jī)速度，實(shí)現(xiàn)小車恒速運(yùn)行和靜止。通過速度，可以提小車性。（3）通過電機(jī)差速，可以實(shí)現(xiàn)

22、小車方向。第六章 開發(fā)工具與調(diào)試過程說明使用 Internal Area Router 作為程序的編寫、編譯、調(diào)試工具。在調(diào)試中，建議使用無線模塊進(jìn)行運(yùn)行的實(shí)時(shí)在線電機(jī)速度監(jiān)視。實(shí)現(xiàn)了閉環(huán) 率。參數(shù)的完全在線調(diào)試驗(yàn)證，極大改進(jìn)了調(diào)試效果，提高了解決問題的效第七章的主要技術(shù)參數(shù)14車模300/250/200(mm)電容型號及個(gè)數(shù)100F 電容5 個(gè)S9KEAZ128AMLK傳感器個(gè)數(shù)電磁傳感器 5 個(gè)紅外傳感器 1 個(gè)電機(jī)個(gè)數(shù)2 個(gè)第八章 總結(jié)第八章 總結(jié)設(shè)計(jì)制作中我們的收獲與體會都相當(dāng)多。在運(yùn)用了現(xiàn)在這兩個(gè)多月的有的理論基礎(chǔ)之上，再通過課外的拓展，將理論應(yīng)用于實(shí)際，在這個(gè)過程中充分鍛煉了我們的

23、動手能力、項(xiàng)目統(tǒng)籌安排的能力、解決問題的態(tài)度與技巧，以及與隊(duì)友的團(tuán)結(jié)合作等等。由于本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，在功能上還有很大的擴(kuò)展空間，例如增加顯示和鍵盤模塊，實(shí)時(shí)顯示速度，在線調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)，使其更具可視可控性；引入通信模塊，使其具有強(qiáng)大的通信功能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。使其成為一個(gè)集路面檢測、動態(tài)決策、行為、實(shí)時(shí)反饋一體的多功能綜合系統(tǒng)。在參加賽區(qū)比賽后，與兄弟學(xué)校的對比，發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，如：整體結(jié)構(gòu) 繼續(xù)努力！工藝及堅(jiān)固性有待進(jìn)一步改進(jìn)完善等問題?？朔@些問題15第一節(jié)全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報(bào)告參考文獻(xiàn)，傳感器與檢測技術(shù)M第 1 版，123：高等教育.學(xué)做智能車“恩智浦”杯.：航空航天大學(xué)

24、出社.基于磁場檢測的尋線小車傳感器布局研究，4 競賽組5 競賽組處.路徑檢測設(shè)計(jì)參考方案處 技術(shù)組.20KHz 電源參考設(shè)計(jì)方案678910.基于磁場檢測的尋線小車傳感器布局研究J.載流直導(dǎo)線的電磁場特性分析J.山東師范大學(xué).2007.，. 一種改進(jìn)的數(shù)字 PID算法及其在勵磁系統(tǒng)中的應(yīng)用電網(wǎng)技術(shù)J. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)M.交通大學(xué)電磁二隊(duì)的技術(shù)報(bào)告.11哈爾濱工程大學(xué)電磁組飛車三號隊(duì)的技術(shù)報(bào)告.12三角洲電磁隊(duì)的技術(shù)報(bào)告.161附 錄源代碼（1）main.c 文件代碼#define #define #define #define/#defineMotorMax 14000MotorMin 10NMA

25、X ZSPEED K3/使用 3 個(gè)電感擬合130/10010/#define Kp 1;/PID 的三個(gè)參數(shù)/#define Ki 1;/#define Kd 1; #include #include #include #include #include int ad8=0;float a=0,b=0,y1=0,y2=0;unsigned int *p=ad,*pold4=0,*pold5=0,admax=0; int stop=0;int nowspeed=0, setspeed=0;unsigned char LEDflag=1,admaxnum=0; static float ek3=

26、0;/#include PBset.h #include SCI.h#include derivative.h #include abs.h #include delay_1ms.h/* derivative-specific definitions */#include ad.h#include ZXEC.h #include wait.h #include PID.h #include PIT.h/#include Copy of PIT.h #include Busclock80MHz.h#include .h#include Portinit.h #include AD_Init.hI

27、#include intmoto.h #include intsteer.h #include IOC.h #include Set_almode.h void main(void)/unsigned int a=0,b=0; Set_almode();Dly_ms(2000);/延時(shí)兩秒 等 ADZXEC();/PORTB_PB1=0;wait(); setspeed=50; EnableInterrupts;for(;)/直線擬合if(ad22|ad32|ad410|ad510)&LEDflag) /ad210|ad310|PORTA_PA1=0;/接驅(qū)動板上的 IN2；IN1 接stop

28、=0;01/DTY01=3000;PORTA_PA0=1;/INH elsesetspeed=0;/Dly_ms(500);/count=0; while(count=500); PORTA_PA0=0;/while(stop=1)&(nowspeed!=0)&(ad210|ad310|ad410|ad510)/if(nowspeed=0)stop=0;elseDTY01=200*nowspeed;IIPORTA_PA0=1;Dly_ms(1); PORTA_PA1=1;Dly_ms(6);/PORTA_PA0=0;Dly_ms(1);DTY01=0; PORTA_PA0=0;Dly_ms(1

29、);/Dly_ms(1000);/* Dly_ms(1000);a= ad5*100/51; b= a/100;a= a%100;sprintf(txtbuf,nAD5: %d.%02dV %dn,b,a,ad5); putstr(txtbuf);Dly_ms(1000); a= ad2*100/51; b= a/100;a= a%100;sprintf(txtbuf,nAD2: %d.%02dV %dn,b,a,ad2); putstr(txtbuf);Dly_ms(1000); a= ad3*100/51; b= a/100;a= a%100;sprintf(txtbuf,nAD3: %d

30、.%02dV %dn,b,a,ad3); putstr(txtbuf);Dly_ms(1000); a= ad4*100/51; b= a/100;a= a%100;sprintf(txtbuf,nAD4: %d.%02dV %dn,b,a,ATD0DR4L); putstr(txtbuf);Dly_ms(1000); a= ad5*100/51; b= a/100;IIIa= a%100;sprintf(txtbuf,nAD5: %d.%02dV %dn,b,a,ATD0DR5L); putstr(txtbuf);/*Dly_ms(1000); a= ad6*100/51; b= a/100

31、;a= a%100;sprintf(txtbuf,nAD6: %d.%02dV %dn,b,a,ad6); putstr(txtbuf);Dly_ms(1000); a= ad7*100/51; b= a/100;a= a%100;sprintf(txtbuf,nAD7: %d.%02dV %dn,b,a,ad7); IOCcnt=IOCcnt/500*50/107*206.298/10;sprintf(txtbuf,n motor speed: %f %s%s%sn,IOCcnt,M,/,S); putstr(txtbuf);Dly_ms(1000); sprintf(txtbuf,nrat

32、io: %f%n,(float)putstr(txtbuf); Dly_ms(1000); sprintf(txtbuf,n putstr(txtbuf); */Dly_ms(200);/sprintf(txtbuf,n/putstr(txtbuf); Dly_ms(100);23PER23*100);dutyDTY23/DTY23: %un,DTY23);DTY01:%dn ,DTY01);/,stop ,sprintf(txtbuf,n %d n,nowspeed);/,stop Motor putstr(txtbuf);PORTB_PB0=PORTB_PB0;/ _FEED_COP();

33、 /* feeds the dog */:%f,Motor#pragma CODE_SEG NEAR_SEG NON_BANKEDinterrupt 29 void pll_selfclock(void)CRG_SCMIF=1;SetBusCLK_80M();IV（2）SCI.h 文件代碼byte u8_RCV_Ch=0; char txtbuf30=;static void SCI_Init(void)SCI0CR2=0x2c; /enable Receive Full Interrupt,RX enable,Tx enable SCI0BDH=0x02; /busclk8MHz,19200

34、bps,SCI0BDL=0x1a SCI0BDL=0x08; /SCI0BDL=busclk/(16*SCI0BDL)/超頻到 48M/use SCIvoid uart_putchar(char ch)if (ch = n)while(!(SCI0SR1&0x80) ; SCI0DRL= 0x0d;return;while(!(SCI0SR1&0x80) ; SCI0DRL=ch;void putstr( char ch)unsigned char ptr=0; while(chptr)/outputCR/keep waiting when not emptyuart_putchar(unsi

35、gned char)chptr+);unsigned char uart_getkey(void)byte res=0; while(!(SCI0SR1&0x80) ; return (SCI0DRL);/keep waiting when not empty#pragma CODE_SEG NEAR_SEG NON_BANKEDvoid interrupt 20 SCI0_ISR(void) /串口中斷SCI0CR2_RIE=0;V/此處為串口中斷需要處理的事情uart_putchar(u8_RCV_Ch=uart_getkey(); PORTB_PB1=PORTB_PB1;switch(u

36、8_RCV_Ch)case 1:putstr( ok ); u8_RCV_Ch=0xff;if(DTY0114545)&( DTY01+=50; DTY23=0)if(DTY23=0)break; case 0:putstr( ok ); u8_RCV_Ch=0xff;if(DTY01=14545)&( DTY01-=50; DTY230)if(DTY230)break;case W:PORTA_PA1=0;/接驅(qū)動板上的 IN2；IN1 接stop=0;PORTA_PA0=1;/接驅(qū)動板上的 INH break;case S: PORTA_PA0=0;stop=1;break; case F

37、:PORTA_PA1=1;break;/switch(u8_RCV_Ch)/Beep(); SCI0CR2_RIE = 1;01(3)ZXEC.h 文件代碼void ZXEC()/最小二乘法VIfloat x=0,y=0,xx=0,xy=0;intn=0,nn=0,ad2=0,ad3=0;/*for(nn=0;nn10;n+)*/ ad() ;ad2=ad2;ad3=ad3 ; for(n=1;n=NMAX;n+)x+=(4-n)*20;xx+=(4-n)*(4-n)*400;y+=(adn-1+ad6-n)/2 ;xy+=(4-n)*(adn-1+ad6-n)/2;b=(xx*y-x*xy)

38、/(xx*NMA);a=(y-b*NMAX)/x;/算出擬合直線 y=ax+b 的 a,b/*sprintf(txtbuf,nb: %f a:%fn,b,a); putstr(txtbuf);sprintf(txtbuf,nad0:n,ad0,ad1,ad2,ad3);putstr(txtbuf); Dly_ms(1000); sprintf(txtbuf,nad4:n,ad4,ad5,ad6,ad7);putstr(txtbuf); */%dad1:%dad2:%dad3:%d%dad5:%dad6:%dad7:%d/n=0; PORTB_PB3=0;/b=b/10; a=a/10;(4)

39、Busclock80MHz.h 文件代碼void SetBusCLK_80M(void)CLKSEL=0X00;PLLCTL_CME=1; PLLCTL_SCME=0; CRGINT_SCMIE=1; PLLCTL_PLLON=1; SYNR =0xc0 | 0x09; REFDV=0x80 | 0x01; POSTDIV=0x00;/時(shí)鐘/外部晶振失效進(jìn)入自給時(shí)鐘/時(shí)鐘狀態(tài)改變時(shí)中斷/turn on PLL/pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=160MHz;VII_asm(nop);_asm(nop); while(!(CRG/BUS CLOCK=80MHz_

40、LOCK=1);CLKSEL_PLLSEL =1;void SetBusCLK_64M(void)CLKSEL=0X00; PLLCTL_PLLON=1; SYNR =0xc0 | 0x07; REFDV=0x80 | 0x01; POSTDIV=0x00;_asm(nop);_asm(nop);while(!(CRG_LOCK=1);CLKSEL_PLLSEL =1;void SetBusCLK_48M(void)CLKSEL=0X00; PLLCTL_PLLON=1; SYNR =0xc0 | 0x05; REFDV=0x80 | 0x01; POSTDIV=0x00;_asm(nop);

41、_asm(nop);while(!(CRG_LOCK=1);CLKSEL_PLLSEL =1;(5)AD_int.h 文件代碼void AD_Init(void)/ATD0STAT0_SCF=0;ATD0CTL1=0x14; ATD0CTL2=0x40; ATD0CTL3=0xc0;下繼續(xù)轉(zhuǎn)ATD0CTL4=0x04; ATD0CTL5=0x30; ATD0DIEN=0x00;/7:1-外部觸發(fā),6,5:10-12 位精度,4=1:放電,3210:ch/右對外部觸發(fā), 中斷開啟 ASCIE:AD 中斷標(biāo)志符號,每次轉(zhuǎn)換 8 個(gè)序列, No FIFO,ze 模式/特殊通道,連續(xù)轉(zhuǎn)換,多通道輪流采

42、樣/數(shù)字輸入VIII（6）intmoto.h 文件代碼void intmotor(void)PORTA_PA0=0;/接驅(qū)動板上的 INH PORTA_PA1=0;/接驅(qū)動板上的 IN2；IN1 接stop=0;01E_ E_E1 = 1;/開啟E5 = 1;/開啟0145（7）delay.h 文件代碼void Dly_ms(int ms)int ii,jj;if (ms1) ms=1; for(ii=0;iims;ii+)for(jj=0;jj13330;jj+);（7）PIT.h 文件代碼/80MHz 1ms/Init PITunsigned count=0,count0=0,count1

43、=0,count1l=0,count2l=0; static void PIT_Init(void)PITCFLMT_PITE = 0;/關(guān)閉 PIT 模塊PITMTLD0 = 80-1; /微時(shí)基0 的頻率是對總線頻率80MHz 進(jìn)行80 分頻PITLD0 = 10000-1; /PITClock = 0.001*5000 = 10MsPITMUX_PMUX0 = 0;/0-與 16 位定時(shí)器與微時(shí)基 0 連接1uSPITCE_PCE0 = 1;/開啟 PIT 通道 0PITINTE_PINTE0 = 1; /開啟 PIT0 溢出中斷PITCFLMT_PITE = 1;/開啟 PIT 模塊#

44、pragma CODE_SEG NEAR_SEG NON_BANKEDvoid interrupt 66 PIT0(void)static int chazhi,flog=0,ad2=0,ad3=0;/,chazhi_old;差值的變化無法反映傳感器的變化/int i=0,j=5,counter=0; int mn=0;static unsigned int LEDcount=0, LEDcountold=0,ad4old=0, ad5old=0;IXfloat ukold; ad();mn=0; for(mn=0;mn6;mn+)if(admax5|ad45)*/* else if (ad2

45、5|ad35)y1=(ad2-b)/a;y2=(ad3-b)/a;else if (ad05|ad55)y1=(ad0-b)/a;y2=(ad5-b)/a;*/舵機(jī)最大 36300 最小 27000/nowspeed=PACNT; /電機(jī)轉(zhuǎn)速保存/chazhi_old=chazhi;/count+;/chazhi= ABS(ad2-ad3); /chazhi 取絕對值/*if(ad4ad5&chazhiad4-5&chazhiad4+5)flog=0; uk=-4000; else flog=1;if(ad4ad5-5&chazhi100)LEDflag=0; stop=1;ukold=uk; if(ad15&ad45)y1=(ad1-b)/a;y2=(ad4-b)/a; if(y10)y1=0;if(y20)y2=0; PID();/y1=(adadmaxnum-b)/a;/ y2=(ad5-admaxnum-b)/a;setspeed=ZSPEED;/if(uk-400.0)/setspeed=70;/ /else setspeed=30;/* uk_old=uk-uk_o