【正文】 .................... 19 IV 智能車的整體調(diào)試 ................................................................................................. 20 傳感器及 外圍電路的調(diào)試 .................................................................................... 20 舵機(jī)的調(diào)試過程 ................................................................................................... 20 直流電機(jī)的調(diào)試 ................................................................................................... 20 整體調(diào)試 .............................................................................................................. 23 智能車的主要技術(shù)參數(shù) .......................................................................................... 23 第六章 結(jié) 論 .............................................................................................................25 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................28 附錄 A 程序清單 ............................................................................................................29 附錄 B 硬件電路圖 ........................................................................................................45 附錄 C 基于紅外反射式傳感器的賽道檢測方法的研究 ...............................................47 1 CP UMC 9 S 12 DG128 B舵機(jī)傳感器 0傳感器 1傳感器 2傳感器 3傳感器 4傳感器 5傳感器 6智能車的狀態(tài)控制方向H 其驅(qū)動(dòng)電路直流電機(jī)控制電機(jī)直流轉(zhuǎn)速第一章 引 言 智能車整體設(shè)計(jì)思路 根據(jù)第一屆飛思卡爾全國大學(xué)生智能車邀請賽的要求，要求參賽選手在車模平臺(tái)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠自主識(shí)別路線的智能車，在專門設(shè)計(jì)的跑道上沿著軌道自主行駛，在穩(wěn)定的前提下追求速度。此外，由于能量損耗使電源電壓存在一定的不確定性，對此，選取一路 ATD 通道，對電源電壓實(shí)時(shí)檢測，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 【 5】 。 4．轉(zhuǎn)向電路部分 智能車轉(zhuǎn)向電路主要采用了大賽給定的舵機(jī)，通過用單片機(jī)內(nèi)部的 PWM 控制其實(shí)現(xiàn)智能車的轉(zhuǎn)向。最小系統(tǒng)電路板 的安裝主要是由車模上輔助的三個(gè)支架配合一些固定用的細(xì)鐵絲來將其固定在電池的正上方。 輔助電路板的設(shè)計(jì)安裝 輔助電路板上主要集成了電源穩(wěn)壓電路 、 路面檢測電路 、 電池電壓檢測電路 、 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及一些相關(guān)接口。為了防止由于發(fā)熱過于嚴(yán)重而燒壞或影響系統(tǒng)的正常工作，我們在穩(wěn)壓片上增加了一個(gè)散熱片。在使用過程中， MC33886 只有輕微發(fā)熱，效果 十分理想。對輔助電路板上需要連接到系統(tǒng)電路板的導(dǎo)線末端焊上了相應(yīng)的插針，可以直接插在系統(tǒng)電路板的插槽上。同時(shí)，為了使芯片穩(wěn)定工作，減少傳感器輸出信號的毛刺，消除干擾，在穩(wěn)壓片的輸入端和輸出端均并聯(lián)了一個(gè)電容。 + 3 3n f + 4 7u fM C 3 38 8 6AGNDO U T 1P G N DI N 2I N 1FSD1C a pV+D2O U T 2+ 5V+ 5VP W M 75 .1 K5 .1 KA+ D C M O T O R 圖 H 橋驅(qū)動(dòng)電路圖 其中 D D2 是 MC33886 的使能端， IN IN2 為輸入端， OUT OUT2 為其輸出端。使用該接法后， MC33886 工作時(shí)間再長，也只有輕微發(fā)熱。電路如圖 所示 【 12】【 13】 。最邊上的傳感器檢測到黑線時(shí)，說明小車偏離黑線已經(jīng)較遠(yuǎn)，需要轉(zhuǎn)一個(gè)大角度才能糾正小車的方向。 11 第四章 軟件設(shè)計(jì) HCS12 控制軟件主要理論 智 能 車 開發(fā) 環(huán) 境采 用 飛思 卡 爾 HCS12 系 列微 控 制器 開 發(fā)軟 件。傳感器是放在同一高度的，通過調(diào)節(jié)串聯(lián)在發(fā)射管上的電位器，可以調(diào)節(jié)發(fā)射管 的發(fā)射功率，從而可以使傳感器在照到白色跑道上時(shí)的電壓輸出保持在一定值左右。 傳感器優(yōu)先級的設(shè)定 7 個(gè) 傳感器在輔助電路板的前端一字排開。優(yōu)先級依次為 0、 3 號傳感器 。但如果在算法上進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，可以彌補(bǔ)傳感器少的弊端。加上黑線移動(dòng)方向這個(gè)條件，每個(gè)傳感器檢測到的信息在由白色變?yōu)楹谏珪r(shí)，就對應(yīng)了兩個(gè)角度。 各傳感器對應(yīng)角度表見表 。解決該問題，最主要的是判斷出小車是否行駛在直道上。調(diào)試時(shí)， 可以 將其設(shè)為 90。尤其是在檢測到小縫時(shí)，傳感器的輸出與檢測到黑線的輸出電壓相近。如開中斷、系統(tǒng)的初始化等。 軟硬件 調(diào)試 首先對設(shè)計(jì)的電源電路、采樣電路、直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路等硬件電路板進(jìn)行調(diào)試。同樣用示波器觀察小燈兩端電平的變化，來檢驗(yàn)定時(shí)時(shí)間的正確與否。電路調(diào)試過程使各個(gè)傳感器的電壓輸出值均保持在一定值（ ）附近。記下針對不同的傳感器不同方向（左右）檢測到信號的情況，較為合適的舵機(jī)轉(zhuǎn)角，作為一組經(jīng)驗(yàn)值，待軟件設(shè)計(jì)時(shí)使用。利用軟件對參數(shù)進(jìn)行修改，提高小車直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和修改舵機(jī)轉(zhuǎn)角。該小車在滿足大賽要求的前提下，具有良好的自主道路識(shí)別能力和穩(wěn)定性，并能以較快的速度行駛。但由于時(shí)間的限制，沒有進(jìn)行更深入的嘗試。 由于經(jīng)驗(yàn)不足，該智能車定有很多需要改進(jìn)的地方，敬請各位專家不吝指正。 //PLL 設(shè)置，使內(nèi)部總線時(shí)鐘達(dá)到 24M SYNR=2。 pwm(0x70,0xf0,0x00,0x00,0x73,0x00,0x00)。k++。 //ATD 通道初始化 for(。)。 static unsigned char _result[2][7]。 //快速清除標(biāo)志位 ,開中斷 ATD0CTL3=0x00。 Results[6]=result[1]。 else //left { if (direction==1) Turn_value=a01+7。 //middle } void store0(void) { char j 。 } r_R()。j7。 //right else 第一屆全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報(bào)告 34 { if (a00a01) direction=1。a01==5) f4_5=1。 //關(guān)閉中斷 . OffsetV=0xEAATD0DR7H。nop。 } /********************/ include /* derivative information */ include void degree(char left_degree,char right_degree,) { if(left_degree==0amp。right_degree==0) { degree_left(left_degree)。 pwme(5,1)。 PWMPRCLK=_PWMPRCLK_。PWME。 p1+=channel。 extern char _Turn_value。 if (tt==0x08) Turn_value=0x02。 if (tt==0x0b) Turn_value=0x08。 } if (abs(Turn_valueTurn_value_last)6){ Turn_value_last=Turn_value。 //Turn_value=20。 } } v。 } } if ( shache==1) { counter++。 if (tt==0x11) Turn_value=0x11。 if (tt==0x0f) Turn_value=0x0f。 void change_Turn_value0(void) { if (tt==0x07) Turn_value=0x00。 } /**********************/ include include include extern char Turn_value。 p1=amp。 _pwme=~_pwme。 PWMCLK=_PWMCLK_。 PWMDTY45=0x11940x0021*degree。 附錄 A 35 } if(left_degree!=0amp。nop。nop。)。 if (a00==4amp。 break。 a01=3。j++) { result[j]=*p。 jinchu1_5_()。 f2_1=0。 Results[4]=result[5]。 void ATD0_initial() { ATD0DIEN=0x00。 extern char OffsetV。 ATD0START()。 Turn_value=20。k++。 asm{ cli。 char t。 CCD 攝像頭的處理電路相對復(fù)雜，成本較高，且微控制器對于其信息的處理速度較慢，故沒有采用此方案。如外接一個(gè)比較電路，可以解決該問題。 智能車重量： 740g 電路的功耗及電容的總?cè)萘浚?, F 傳感器的種類及個(gè)數(shù)：反射式紅外傳感器 ST168， 7 個(gè) 賽道信息檢測頻率： 125Hz 第一屆全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報(bào)告 24 附錄 A 25 第 六 章 結(jié) 論 該智能車模型是以 Freescale 的 HCS12 系列中的 MC9S12DG128B 為主控芯片，在大賽組委會(huì)提供的模型車體和開發(fā)電路板基礎(chǔ)上制作完成的。先令小車以某一較低的速度行進(jìn)，通過彎道時(shí)保證有較合適的舵機(jī)轉(zhuǎn)角。然后在跑道上，用手推車的方法，讓車經(jīng)過符合比賽規(guī)則中要求的不同曲率半徑的軌跡。機(jī)械調(diào)試的主要任務(wù)是保證傳感器組位于小車的最前端，并與地面保持合適的距離。若計(jì)算出的電壓值與實(shí)際輸入的電壓值在誤差允許范圍內(nèi)相等，說明該子程序正確。 19 第五章 智能車的調(diào)試 在 智能車 調(diào)試的過程中主要 采用 的開發(fā)工具 是 清華大學(xué)開發(fā)的 BDM for S12， 調(diào)試軟件采用了 和 ，以及 數(shù)字示波器、萬用表 等試驗(yàn)設(shè)備 。因?yàn)槠渚幊毯唵巍⒊绦虼a相對匯編語言要少、可讀性和移植性強(qiáng)、便于子程序調(diào)試、易于修改程序、函數(shù)庫豐富等許多優(yōu)點(diǎn)。 抗干擾措施 在調(diào)試的過程中，智能車還會(huì)受到很多外界因素的干擾，尤其是在自制的跑道上。 N 值設(shè)的不宜過大，否則就起不到什么在作用。當(dāng)智能車的速度過大時(shí)，即使其有短暫的剎車，但由于慣性的作用智能車還是會(huì)以很高的速度沖出跑道，尤其是從較長的直道進(jìn)入彎道時(shí)。 1 號傳感器也可 以這樣處理。 在上次數(shù)組 _result[7]中，可以檢測到 0 處于幾號傳感器對應(yīng)的位置，將該值保存起來，然后將本次得到的 _result[7]里的 0 處于幾號傳感器對應(yīng)的位置也可以保存起來。受微控制器 A/D轉(zhuǎn)換通道數(shù)量的限制，在輔助電路板上只安裝了 7 個(gè)傳感器。 針對此種情況，可以對傳感器進(jìn)行優(yōu)先級的設(shè)