電子科技成電之速技術(shù)報告

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 第三章車模機械結(jié)構(gòu)調(diào) 第四 硬件平臺設 剎車模 軟件算法設 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 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第二章智能車整體方案設中7.2V于給驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)向舵機供電，5V車速傳感器、MCU及光電傳2.1智能車總體結(jié)輔助調(diào)試模電機驅(qū)測速傳舵機驅(qū)光電傳電源管控制智能車總體效果項參路徑控制智能車總體效果項參路徑檢測方法（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 傳感器種類及個新增加伺服電機個無賽道信息檢測空間精度（毫米賽道信息檢測頻率（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械結(jié)構(gòu)調(diào)第三章車模機械結(jié)構(gòu)調(diào)3.1對前輪的調(diào)3.1.1主銷后3.1.2主銷內(nèi)自動回正的作用。3.1.3前輪外3.1.3前輪外3.1.4前輪前3.2對后輪的調(diào)3.3對底盤的調(diào)3.4對重心的調(diào)3.53.5對舵機的調(diào)來轉(zhuǎn)動角度的60%，所以前輪的擺動速度比原來快了40%。第四章硬件平臺設第四章硬件平臺設電源與電源監(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，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)字式光電識別與模擬式光電識別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4.5時在安裝上我們將其設計成抬起與地面形成一個夾角（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在安裝上我們將其設計成抬起與地面形成一個夾角（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管直接由單片機的PWM波經(jīng)過一個三級管驅(qū)動，PWM波的頻率及脈寬將由具體測試決定4.4電機驅(qū)動模電機驅(qū)動模塊我們使用兩種方法來實現(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)，一方面可以減小導通電阻，提高電機驅(qū)動能力，并MC33886發(fā)熱情況也有了很大的好轉(zhuǎn)；另一方面MC33886部的過流保護電路對電機啟動及MC33886的IN1，IN2引腳由單片機的兩路PWM輸入控制信號（連接圖如圖4.7），這樣通過控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來使智能車加速和減速4.4電機驅(qū)動模電機驅(qū)動模塊我們使用兩種方法來實現(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)，一方面可以減小導通電阻，提高電機驅(qū)動能力，并MC33886發(fā)熱情況也有了很大的好轉(zhuǎn)；另一方面MC33886部的過流保護電路對電機啟動及MC33886的IN1，IN2引腳由單片機的兩路PWM輸入控制信號（連接圖如圖4.7），這樣通過控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來使智能車加速和減速。1414+5VR15+5VR25232366779988圖33886連接4.5舵機驅(qū)動模比賽規(guī)定的舵機型號為HS-925。舵機屬于位置伺服電機，控制信號是4.5舵機驅(qū)動模比賽規(guī)定的舵機型號為HS-925。舵機屬于位置伺服電機，控制信號是期放大至2000，從而細化PWM控制量，使轉(zhuǎn)臂變化更加靈活、均勻。4.6剎車模4.7速度檢測模圖 圖 4.8調(diào)速編碼開個LED狀態(tài)燈接到單片機的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智能車軟件算法設計主要包括以下內(nèi)容第五軟件算法設智能車軟件算法設計主要包括以下內(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5.1賽道的檢賽道的檢測由光電管控制模塊，以供算法層進行使用。需要實現(xiàn)的功能如下（1）彎道信息的檢測(2)車輛前進方向與賽道角度檢測其中，彎道的檢測方法如下圖 彎道檢測方車輛前進方向與賽道角度檢測方法如下圖 車車輛前進方向與賽道角度檢測方法如下圖 車輛前進方向與賽道角度檢測方法控制測速模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輸出值，然后找到其中最大的那個-1]+data[max_AD_t+1]))Data[]為歸一化后的光電管數(shù)值，sensor[]為各個光電管的權(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)為控制電機的PWM波的數(shù)值。具體的實現(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，作用以及不斷的實驗，選擇合適的參數(shù)，利用實際速度值大于設定值時設置PWM占空比為0%。要通過掌握 Kd的特點，作用以及不斷的實驗，選擇合適的參數(shù)，利用實際速度值大于設定值時設置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)，計算時要對error(k)量進行累加，計算機輸出控制量u(k對應的是執(zhí)行機構(gòu)的實際位置偏差，如果位置u(k)可能會出現(xiàn)大幅度變化。u(k)的大幅度變化會引起執(zhí)行機況的發(fā)生，應采用增量式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-需要通過實驗改變 Kd三個參數(shù)，選擇合適的值，使智能車高速穩(wěn)差量的閾值e。當|e(kT|e，即大偏差時，采PD利PD控制響應速度快的特點，迅速減小偏差而又不引起過大超調(diào)的趨勢。當|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起跑線的識為了專門識別起跑線，我們考慮了下排的布局，最終使用5個傳感器來實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計Schematic99WINDOWSProtelProtel99SE(1)多功能高效率的原理圖設計Schematic99WINDOWSProtel99SESchematic99SE模塊是一個功能完備Protel99SEPCB99SEPCB參數(shù)化設計代表了當今CAD發(fā)展的潮流。無與倫比的無網(wǎng)格自動布線器Route99Protel99SERoute99SE（Shape-計者的水平。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）是當代單片機普遍采用的調(diào)試方式之一，BDM調(diào)試程序就是一個BDM調(diào)試器。BDM模式的主要功能有如下三點：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習過程中,我們學習使用了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，使用者可以自行設計傳感6.66.6Plastid2車第七結(jié)與提第七結(jié)與提a．加長了舵機力臂2cm，舵機反向安裝，使前輪的擺動速度提高了40%，同時用7.2V8PWM16PWM寄存PWM2000進一步提高了舵機的響速度；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 charmax_AD,max_AD_2;chardataflag=0;charerror[20]=0,error2[20]=0;charchang_nextime1=0;bytebyteck=0;wordintspeedpwm=900;bytestrcnt=0,entercurcnt=0,str_flag=0,cur_flag=0;constcharsensor[8]={-110,-72,-40,-typedef{charp_cur;chard_cur;charp_str;chartypedef{charsp_p;charsp_d;charsp_i;sp_pidsteerpdsteerpdvoiddelaym(int{inti,j;}voidtypedef{charsp_p;charsp_d;charsp_i;sp_pidsteerpdsteerpdvoiddelaym(int{inti,j;}void{//disengagePLLto //BUSCLKSEL_PLLSEL=1;//whenpllissteady,thenuse//engagePLLto}{SCI0BD=208;//26;scibaud=sciClk(busClk)/(16*BD)=2/208=//RE,TE使能}voidSendByte(char{}byte//char*pChr,unsignedint{}void{}void{ATD0CTL3=0Xc0;//右對齊，12路隊列}void{}//4msvoid{}void{}{chari;{}{{}}}void{charj;{}void{charj;{}//}void{//chari;{{}{}}}void{//}}}void{////時鐘1400us451500us0}#pragmaCODE_SEGNEAR_SEGvoidinterrupt9{TC1=(unsignedint)(TCNT+8000);}int{intgivenspeed;interrorFir,errorFir_last,errorFir_derrorFir=error[0];errorFir_lasterrorFir_dinterrorFir,errorFir_last,errorFir_derrorFir=error[0];errorFir_lasterrorFir_d=errorFir-if(errorFir<25&&errorFir>-{{//}{}}else{{speed_index=1;{}}//{}{speed_index=(char)(errorFir/10);{speed_index}}}{{speed_index=1;{}}{{speed_index=1;{}}{speed_index}{speed_index=(char)(errorFir/10);{speed_index}}{}}returngivenspeed;}void{intgivenspeed,realspeed;{}{{}{{}}}void{{}}void{char{{}}{}}void{char}void{char{}{}{}{}}void{charcharblacknum=0;longmax_AD_t=0;{if(max_AD<{{if(max_AD<{max_AD_t=i;}}{{}}{{{}}{}}{}{}else{{{}}}else{{{}}}else{}else{}{}else{}else{}{{}{}}}{}}{//}{if((bLine_location-bLine_location_last)>75||(bLine_location_last-bLine_location)>75)bLine_location=bLine_location_last;