【正文】 Prescale Factor 128if TIM_CHANNEL == 0 TIOS |= 0x01。 flag。uint Cut_Speed。 for(。 k ++。 frame_change = PORTA_PA0。 SEARCH_FLG = 0。 car_speed = 150。 BEGIN_FLG=0。 pwm_init()。 0x80)) 。 for(j = 0。 while(ch[ptr]) { uart_putchar((uchar)ch[ptr++])。 for(i = 0。 //enable Receive Full Interrupt,RX enable,Tx enabl SCI0BDH = 0x01。 SYNR =0xc0 | 0x09。 if (ms1) ms=1。 DDRH = 0x00。 CRGFLG_RTIF = 1。} }include void TIM0_init(void){ TIOS amp。經(jīng)過四個多月的精心準備和不懈努力，智能車系統(tǒng)各方面性能基本上達到了設(shè)計目標，但與兄弟院校有一定的差距，有待我們進一步研究與學習。所以改善控制算法是最根本的?；诩榷ōh(huán)境的控制顯然要比環(huán)境未知的控制來的簡單，效果要好。驅(qū)動電機的加減速性能首先與驅(qū)動芯片的性能密切相關(guān)。準確的尋線、在不沖出賽道的情況下，盡可能地縮短賽車單圈行駛時間。第四屆 “飛思卡爾杯”全國大學生智能車大賽華東賽區(qū)獲得決賽權(quán)，在這段時間對智能車背景和發(fā)展前景有了較為深入的了解，對“飛思卡爾杯”這項賽事有了更深切的體會。 調(diào)試軟件界面程序編寫調(diào)試軟件界面程序用MFC（Microsoft Fundation Classes）編寫的基于對話框的應用程序，以下為這兩個調(diào)試界面的截圖。下面將基本脫離下位機而進入上位機的論述。else Fuzzy_Offset = 8 。amp。通過實驗測試，最終將Kp定在30～35之間，Ki在10左右，Kd在2～6之間。當今的自動控制技術(shù)都是基于反饋的概念。它所對應的連續(xù)時間系統(tǒng)傳遞函數(shù)為: 公式62 PID控制算法所謂PID運算就是比例、積分、微分運算。0則Z=N=0 BEQ lab3 //Z為1，一行還未采集完，繼續(xù)轉(zhuǎn)換 LEAY ADC_LINE,Y //Y的地址加一行 LEAX 0,Y //將Y內(nèi)容加載到X寄存器，即X裝載下一行首地址，作為列計數(shù)器 DEC count //每四行進行一次數(shù)據(jù)處理,count = 0時，Z=1。asm{ LDAA 01 //與ATD0STAT0_SCF相與，檢測A/D轉(zhuǎn)換是否完成? LDX ad_value //裝載數(shù)組地址,X作為列計數(shù)器 LDY ad_value //Y作為行計數(shù)器 LDAB ADC_ROW //裝載行計數(shù)器 //LDAA ADC_LINE//裝載列計數(shù)器 lab1://準備一行開始 CLR IRQ_FLG //清行中斷標志lab2://行同步到來？ TST IRQ_FLG。從數(shù)值上和每行的圖像信號52us相吻和，+W2+W3。其中W2為黑線。方案1：本設(shè)計中使用奇偶換場信號的下降沿作為一場信號來臨的標志，對于一場信號來說，換場信號過后首先將經(jīng)歷一段場消隱區(qū)，然后行同步信號到來，而每一場的前十幾行的信號是無用信號，因此需要將這部分信號全部剔除，避免對賽道路況分析產(chǎn)生影響。 LM324圖像比較結(jié)果 LM339圖像比較結(jié)果但是在本次設(shè)計中，由于采用的攝像頭為600線的，并且攝像頭的安裝高度從去年的40cm降到20cm，攝像頭基本是水平放置的，這樣做的結(jié)果是：圖像的最遠端到最近端的視場寬度變化很大，圖像的遠端黑線相對的寬度也就變小。的方法又會出現(xiàn)諸如單片機發(fā)熱量增加或者算法難度增加等不利影響。理論上攝像頭的參數(shù)：場周期為20ms（每秒50場）；行周期為64us（，其中偶場的第一行是一個半行）；場消隱寬度=25個行周期=；場同步寬度==160us；行消隱寬度=12us；行同步寬度=；利用數(shù)字示波器實測該款攝像頭圖像各項參數(shù)如下：場周期20ms；場同步信號200us；行周期64us；；行消隱12us。～70176。本次設(shè)計在攝像頭的選型上花了很長時間，并且因為前后采集思路的變化，導致前后換了6個攝像頭。以上就是系統(tǒng)主要初始化說明了，其它模塊初始化，請參照附件程序。PA3為引出引腳。 鍵盤初始化本設(shè)計中鍵盤只是用來對小車的運行模式進行選擇，相當于撥碼開關(guān)。 公式44同時本程序編寫可很方便地對舵機工作頻率進行軟調(diào)：define ServoFreq 100 //表示舵機工作頻率為100Hz。 //極性相反 PWMCAE = 0x00。 //組合PWM23PWMCLK_PCLK5 = 1。所以說：此款單片工作穩(wěn)定后SYNR不可再寫入。 while(!(CRGFLG_LOCK==1))。 (refdv + 1)******************************************************************/void PLL_Init() { CLKSEL=0X00。只有進行了正確的初始化工作，才能使系統(tǒng)正常工作，并發(fā)揮其最大的性能，才能使各模塊之間協(xié)調(diào)工作。有了穩(wěn)定的硬件后，接下來就是程序的編寫了。影響舵機控制特性的一個主要參數(shù)是舵機的響應速度，而舵機的響應速度直接影響智能車通過彎道時的最高速度，提高舵機的響應速度是提高智能車平均速度的一個關(guān)鍵。 圖3. 12 旋轉(zhuǎn)編碼器空載時的脈沖圖舵機用來控制前輪的轉(zhuǎn)向，配合后輪的驅(qū)動電機，使得車體能夠自由的行駛。所以每個時間間隔為：247。設(shè)后輪周長為C、減速齒輪數(shù)為n。綜合考慮比較結(jié)果，本設(shè)計的直流電機調(diào)速系統(tǒng)由信號輸入電路、TD340和H橋電路組成。、。最終選用了一款最大工作電流 16A ，采用TO200封裝的 MOS 管來搭建 H 橋驅(qū)動。要提高電路的效率，可以從保證功率器件的開關(guān)工作狀態(tài)和防止共態(tài)導通（H橋或推挽電路可能出現(xiàn)的一個問題，即兩個功率器件同時導通使電源短路）入手。根據(jù)廠商提供的內(nèi)部原理圖和外圍器件參數(shù)計算公式（計算方式見附件），設(shè)計MC34063A外圍電路[10]。：圖2. 1 智能車整體框圖 MC9S12xs128單片機資源使用。分析攝像頭獲得的圖像信息后，利用PID算法實現(xiàn)速度的閉環(huán)反饋控制。 第二章 智能車系統(tǒng)整體設(shè)計方案智能車競賽規(guī)則規(guī)定，智能車系統(tǒng)采用飛思卡爾的16位微控制器MC9S12xs128單片機作為核心控制單元用于智能車系統(tǒng)的控制。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機技術(shù)、信息技術(shù)、人工智能、電子技術(shù)的突飛猛進，智能車輛技術(shù)有了實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)。另外，智能車內(nèi)的各種輔助設(shè)施也一應電腦化，常常給人以新奇感 [2] 。但是與其它賽事有很大的區(qū)別，它不僅是面向某個方向，如機械設(shè)計大賽面向的是機械設(shè)計方面，電子設(shè)計大賽面向的是電子原器件運用、電路設(shè)計方面，而這項賽事的綜合性很強，基本囊括了上述四項大賽的內(nèi)容，涵蓋了控制、模式識別、傳感、電子、電氣、計算機和機械等多個學科，這對進一步深化高等工程教育改革，培養(yǎng)本科生獲取知識、應用知識的能力及創(chuàng)新意識具有重大的意義。在科技日新月異的當今，傳感技術(shù)越來越先進，檢測越來越可靠、精確、實時，再借助以信息網(wǎng)絡(luò)的共享和計算機的強大運算能力，復雜的算法分析、推理使得“智能車”更能、更全面的輔助人們的駕駛，甚至在不久的將來人們完全沒有必要參與駕駛。 設(shè)計任務及內(nèi)容安排 根據(jù)第六界屆全國大學生“飛思卡爾杯”智能車競賽的規(guī)則，小車是在未知的賽道上行駛，在不違反大賽規(guī)則的前提下以及不沖出跑道的同時在最短的時間內(nèi)完成比賽的參賽隊勝出。探尋黑線的準確與否將直接影響小車行進的穩(wěn)定效果。4．結(jié)構(gòu)盡可能簡單簡化的結(jié)構(gòu)一定程度上降低了智能車機械調(diào)整的難度，而且可以減輕重量，給智能車高速前進創(chuàng)造條件。 6V穩(wěn)壓電路原理圖 CCD升壓供電電路CCD攝像頭需要12V的工作電壓。優(yōu)秀的電機驅(qū)動電路，不但要能為賽車提供強大的動力——這里的動力包括了瞬間的加減速性能與持續(xù)的輸出能力，同時自身的功耗要小，能夠保證長時間大電流輸出的情況下減少升溫且要穩(wěn)定持續(xù)工作。圖3. 6 兩片MC3386級聯(lián)第一次采用的驅(qū)動方案是通過兩片并聯(lián)MC33886芯片來增強電機驅(qū)動性能。該器件內(nèi)集成有可驅(qū)動N溝道高邊功率MOS管的電荷泵和內(nèi)部PWM發(fā)生器，可進行速度和方向控制而且功耗很低，同時具有過壓（20V）欠壓（）保護功能，以及反向電源有源保護功能。表 用MC33886和MOS管驅(qū)動電路比較方案加速減速混合穩(wěn)定效率33886*2一般一般一般很好低Mos較好好好較差高MOS管數(shù)據(jù)測試全在高速下，但在速度較低情況下，加速性能并不是很明顯，這次MOS管驅(qū)動電路只是個嘗試，和正式競速成績好的隊伍比較，還是有一定缺陷，而且驅(qū)動電路采用分立元件，穩(wěn)定性較差，且重量較重。車速檢測初次主要由紅外對管電路和后輪齒輪做編碼盤組成。這樣的向應時間是夠用的，我們可以粗略估算一下：假設(shè)車速為4m/s, 。它由 512V 的直流供電，速度傳感器通過后輪軸上的齒輪與電機相連，車輪每轉(zhuǎn)一圈，速度傳感器轉(zhuǎn)過 圈?？刂菩盘柺侵芷谠?0ms左右的脈沖信號，脈沖信號的寬度決定舵機輸出舵盤的角度。和+45176。外中斷IRQ置行中斷標志位中斷返回 外中斷IRQ 流程圖⑶ 輸入捕捉中斷TC0：這個中斷用來捕捉經(jīng)過比較器輸出的圖像信號的跳變邊沿。以下為這部分的初始化程序。 //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=80MHz。由于時鐘合成寄存器SYNR（8位）有效位為低6位，即有效取值范圍為：0 ～ 63；時鐘分頻寄存器REFDV（8位）有效位為低4位，即有效取值范圍為：0 ～ 15。 //ClockSA=ClockSB=8MHz/(2*4)=1MHzPWMCTL_CON45 = 1。 //寫PWM23,PWM67的周期寄存器，提供給直流電機 PWMPOL_PPOL5 = 1。如：Bus_Freq開始為32000000經(jīng)4分頻（PWM_PRCLK=0x22）得時鐘A頻率為8 000000Hz，因此將CH_A_FREQ聲明為8000000，經(jīng)公式（4）計算得CH_SA_DIV = 4。同理直流電機可調(diào)范圍根據(jù)公式（6）可得PWMPER23=200；即：所以PWMDTY23變化范圍為0～201。當端口上拉電阻使能時，若端口方向寄存器（此處為DDRA）置為輸出則不影響引腳電平；若端口方向寄存器置為輸入，輸入為低時，單片機的此I/O口可向外提供一定的電流（此款單片機最大為20mA）。很多單片機初級用戶就會犯這種錯誤，而且找不到問題的所在，這是很要注意的地方。對于PAL制式，攝像頭每秒掃描25幅圖像，每幅又分奇、偶兩場，先奇場后偶場，故每秒掃描50場圖像。有關(guān)內(nèi)容在后面有詳細論述。場同步脈沖標志著新的一場的到來。由于在每一幀的圖像中，奇偶兩場的信號差別不大，為了節(jié)省空間，提高采集數(shù)據(jù)的實時性，我們選擇每一幀圖像僅采偶場，則判斷奇偶換場信號的下降沿。最先使用的是LM324，經(jīng)示波器觀察后發(fā)現(xiàn)其響應時間太長，約10us，（）比較結(jié)果，從圖中可以明顯看到LM324的上升沿和下降沿都是跟不上圖像的變化的。LM339的響應時間為300ns（不夠短），而且它的下降沿長達1us。 方案2：方案1是以點的形式采集圖像信號，但是因為每行所采集的點數(shù)必須有較大的數(shù)，這樣帶來的結(jié)果是占用了很多存儲單元，而且很容易把離散的噪聲點也采集進去了。開始時采用的是第一種方案，比較優(yōu)劣后，最終選用的是第二種方案。所以在后面的處理中，我選擇的參考點為1，因為它是行同步下降沿，所以為定值。(ATD0STAT0) 結(jié)果為0則Z置1,否則清0 BEQ lab3 //A/D沒有轉(zhuǎn)換結(jié)束則跳轉(zhuǎn)至lab3 MOVB ATD0DR0L,1,X+ //將轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)組中 TST IRQ_FLG。第六章 控制策略為了讓智能車能夠在最短的時間內(nèi)跑完全程，希望在每一種路況下，賽車都能夠以允許的最快速度行駛，這就需要對車速進行閉環(huán)控制，我們采用的是PID控制算法。所謂整定積分時間就是調(diào)積分的快慢，這要取決于對象的特性。與位置算法相比，增量型算式由于消去了累加項，在精度不足時，計算誤差對控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果。void SpeedSensor(void){ sensor_speed = PACNT。amp。delayms(5)。但是由于在上位機程序編寫結(jié)束之后，攝像頭數(shù)據(jù)采集方案從開始計劃的A/D采集轉(zhuǎn)變到硬件二值化后捕捉圖像邊沿，無論是數(shù)據(jù)存放方式還是其大小都有著很大的不同。從中可以十分清楚分析出，黑線寬度在攝像頭的視場中成線性變化。 關(guān)于整個設(shè)計過程，其間所遇到的困難多不勝舉，對于智能車各個模塊有了較為深入的認識。⑵舵機的機械調(diào)整。我們在實驗中曾發(fā)現(xiàn)，如果不進行控制算法的優(yōu)化，單純增加賽車的直線速度并不總是能縮短單圈的時間，因為速度快到一