【正文】 么可以通過提高內(nèi)部總線時鐘頻率的方法實(shí)現(xiàn)，但過高的外部時鐘容易受到干擾，同時其也會影響其他器件的正常工作。 23 捕捉端口 PTO 用于檢測視頻的行同步信號，捕捉端口 PT1 用于檢測視頻的場同步信號，捕捉端口 PT2 用于檢測交叉口的對管信息，捕捉端口 PT3 用于檢測右車庫信息，捕捉端口 PT4 用于檢測左 車庫信息。 T =(A+1)?(B+1)/?BUSCLK （ 42） 在上面已經(jīng)設(shè)計(jì)了 系統(tǒng)內(nèi)部總線的時鐘頻率為 40MHz，這部分設(shè)計(jì)要求定時最小時間為 100ms，再通過這個時間進(jìn)行更大時間的計(jì)時，則 A 的值為 19999， B 的值為 199。選擇時鐘 SA 作為通道 1 和 5 的時鐘源，選擇時鐘 SB作為通道 3 的時鐘源，即時鐘選擇寄存器的值為 0x2a； PWM 的周期可由通道周期寄存器（ PWMPER）來設(shè)置，周期計(jì)算如式 43 所示。 ?ATDCLK=?BUSCLK/(2?(PRS+1)) （ 45） 上式中的 PRS 由控制寄存器 4（ ATDCTL4）后四位對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)決定 ，設(shè)置 AD時鐘預(yù)分頻因子時，要使 ?ATDCLK 的值不小于 ，同時不大于 ，所以設(shè)置控制寄存器 4 的值為 0x04， ATDCTL4 的高 4 為決定了采樣時間與轉(zhuǎn)換時間的倍數(shù)，即采樣時間是 AD 轉(zhuǎn)換時間的 4 倍，所以 AD 的進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換所需的時間為 1 微妙，而CCD 攝像頭輸出信號每行持續(xù)的時間為 40 毫秒，也就是說通過單片機(jī)內(nèi)部 AD 每行可以采集 40 點(diǎn)，但實(shí)際實(shí)驗(yàn)中每行只能采集 20 點(diǎn)。 NNNN行 中 斷 開 始清 行 中 斷 標(biāo) 志 位行 參 數(shù) r o w 加 1。 道路模塊程序設(shè)計(jì) 道路信息采集程序設(shè)計(jì) 道路模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能是通過采集道路黑線信息調(diào)整小車的狀態(tài)，上面已經(jīng)介紹了通過單片機(jī)內(nèi)部 AD 可以對畫面上每行采集 20 個點(diǎn)，由 CCD 攝像頭的原理可知，每場畫面上包含 300 行左右，而這里并不需要對每一行的信息都進(jìn)行采集，而且又考慮單片機(jī)的運(yùn)行速率，設(shè)計(jì)中設(shè)置每場畫面采集 37 行，采集的行信息用數(shù)組 get_n[]來表示。信號的占空比可由通道占空比寄存器（ PWMDTY）來調(diào)節(jié)，具體計(jì)算如式 44 所示。 24 PWM 模塊初始化設(shè)計(jì) 脈沖寬度調(diào)制 PWM 是嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的常用功能之一，即產(chǎn)生一個在低電平和高電平之間交替重復(fù)的方波輸出信號，通過軟件編程可以調(diào)節(jié)方波信號波形的占空比、周期以及 相位。其中 TSCR1 寄存器控制定時器的使能位； TIOS 寄存器用于選擇定時器的具體功能，清零時相應(yīng)通道起輸入捕捉的作用，置一時相應(yīng)通道起輸出比較的作用，硬件上需要 5個輸入捕捉端口，因此 TIOS的值為 0xe0，即通道 0、 3 和 4 作為輸入捕捉端口； TCTL3 和 TCTL4 是輸入捕捉邊沿控制位 ，程序上將其分別設(shè)置為 0x01 和 0x55，也就是說 5 個端口都是上升沿捕捉； TIM 寄存器控制定時器的中斷使能位。 與鎖相環(huán)相關(guān)的寄存器有時鐘分頻寄存器（ REFDV）、時鐘合成寄存器（ SYNR）、鎖相環(huán)控制寄存器、時鐘產(chǎn)生標(biāo)志寄存器、時鐘后分頻寄存器以及時鐘選擇寄存器。初始化程序包括參數(shù)初始化、鎖相環(huán)初始化、輸入捕捉初始化、定時初始化、 PWM 初始化以及 AD 初始化。它們在反向電壓作用下參加漂移運(yùn)動，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電 流也越大，這種特性稱為光電導(dǎo) 。一般舵機(jī)的位置等級有 1024個，由此可計(jì)算出舵機(jī)角度精度等級為 ，脈沖控制精度為 2us（ 2ms/1024），即脈沖每改變 2us舵機(jī)就轉(zhuǎn)動 。 舵 機(jī) 插 頭 紅 線白 線黑 線 圖 311 舵機(jī)接線圖 單片機(jī)的 PWM控制信號傳給舵機(jī)的紅色端口，通過占空比的不同來控制舵機(jī)的位置?，F(xiàn)在進(jìn)行分離的方法可以分為硬件和軟件兩種：軟件方法是直接通過單片機(jī) AD提取，因?yàn)樾型矫}沖、消隱脈沖或場同步脈沖信號的電平低于視頻信號電壓， 18 可以在軟件上設(shè)置一個電壓閥值，通過對采集信號判斷出各種同步信號；硬件方法是利用外部芯片提取出 攝像頭信號的行同步脈沖、消隱脈沖和場同步脈沖以供單片機(jī)作控制之用。因?yàn)閿z像頭是隔行掃描的方式，所以攝像頭跳過一行后，就開始掃描新的一行，如此下去直到掃描完該場的視頻信號。 視頻采集電 路 視頻采集模塊主要有攝像頭、視頻分離電路以及單片機(jī) AD 模塊組成，攝像頭輸出的視頻信號，一路傳給分離電路，分離出相應(yīng)的場行同步信號；一路傳給單片機(jī) AD 口，便于有用信號的采集，即視頻信號是 AD 采集的基礎(chǔ)。 使用兩片 BTS7960 構(gòu)成電機(jī)全橋驅(qū)動，一片就相當(dāng)于一側(cè)的半橋。但需 15 要注意的是同側(cè)三極管不能一起導(dǎo)通，否則會導(dǎo)致短路。因?yàn)橹绷麟姍C(jī)速度控制性能優(yōu)良，其輸出轉(zhuǎn)矩較大，可直接拖動后輪負(fù)載，重要的是可通過調(diào)節(jié)控制脈沖直接控制轉(zhuǎn)速和方向。 圖 36 12V 穩(wěn)壓電路圖 所設(shè)計(jì)的電路是將 升壓至 12V，根據(jù) MC34063 的工作原理可知，電路輸出電壓的大小只與電阻 R1 和 R2 有關(guān)，但 R1R2 的阻值不能過小，否則支路的分流電流將會變大，導(dǎo)致輸出端的負(fù)載能力下降。因?yàn)槌潆姾头烹姷碾娏鞫际呛愣ǖ?，所以振蕩器的振蕩頻率完全取決于定時電容的容量。 輸出電壓的計(jì)算方法如式 31 所示。 5V穩(wěn)壓電路原理圖如圖 34 所示。當(dāng)使用 BDM 下載程序時，單片機(jī) 需要處于調(diào)試模式，即要求 MODC 引腳處于低電平，實(shí)現(xiàn)過程是 BDM 調(diào)試器的對應(yīng)引腳自動將其拉低。當(dāng)按鈕被按下時， 復(fù)位引腳被拉到低電平，單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。 圖 31 時鐘電路 圖中晶振的大小選用 16MHz，電容 C C2 稱為負(fù)載電容，將它們分別與晶振連接后接地，作用是消減諧波對電路穩(wěn)定性的影響，其典型值為 22pF。 MC9S12X 系列單片機(jī)目前有一下幾個子系列： MC9S12XA 系列、 MC9S12XB 系列、 MC9S12XD 系列、MC9S12XE 系列、 MC9S12XS 系列 [11]。用于定位路口的紅外對管需要安裝距離路口 11cm的地方，這是由裝在車上對管的位置決定 [10]。安裝位置過低，會導(dǎo)致視野不夠開闊，使得有效的路徑識別范圍縮??；安裝位置過高，又會導(dǎo)致黑色引導(dǎo)線變得過窄而無法被檢測到，而且會使智能車系統(tǒng)重 心抬高，從而降 7 低了其穩(wěn)定性。最終確定的方案是使用紅外線對射管，這種對管的原理是點(diǎn)對點(diǎn)的發(fā)射接收，車庫空著時對管發(fā)射信號，車輛行駛至車庫時接收紅外信號。 交通燈識別方案分析 現(xiàn)在各學(xué)科對識別交通燈的研究很多，依據(jù)的理論也各不相同。通過對檢測的圖像用適當(dāng)?shù)膱D像處理方式進(jìn)行處理后，可以獲得道路的中心位置、道路 5 形狀、彎道曲率等信息。 現(xiàn)在做路徑識別的技術(shù)很多，方法也 是千差萬別，但其目的都是為小車尋到前進(jìn)的方向，現(xiàn)在分析下面三種方案的利弊。智能車系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 21 所示。這部分要實(shí)現(xiàn)的主要功能是：智能車在攝像頭的配合下， 能夠 自動識別指定 道路 并沿著 道路 上的引導(dǎo)線行駛 。 本設(shè)計(jì)是在智能停車場的基礎(chǔ)上，對車輛自動進(jìn)入車庫系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，以便提高車庫的自動化程度。在此平臺上能夠?qū)崿F(xiàn)自動停車和車庫設(shè)計(jì)兩方面的功能，其中自動停車方面可以研究自動循跡、信號燈識別、圖像識別以及 PWM 控制等，車庫設(shè)計(jì)方面可以研究空位查詢、各種安全報(bào)警以及停車信 息系統(tǒng)管理等。 I 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 題 目： 小車自動停車入庫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)：測控技術(shù)與儀器 班 級：測控 20xx2 班 II 摘要 本設(shè)計(jì)在信息工程學(xué)院 智能停車場實(shí)驗(yàn)平臺上 ,以飛思卡爾智能車為模型設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了小車自動停車入庫系統(tǒng)。 Freescale16bit singlechip IV 目錄 摘要 ............................................................................................................................................II Abstract ..................................................................................................................................... III 第一章 引言 .............................................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)背景及意義 ......................................................................................................... 1 設(shè)計(jì)目標(biāo) ..................................................................................................................... 2 第二章 總體設(shè)計(jì) ...................................................................................................................... 3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) ............................................................................................................. 3 設(shè)計(jì)方案分析 ............................................................................................................. 3 道路識別方案分析 .......................................................................................... 4 交通燈識別方案分析 ...................................................................................... 5 小車自動入庫方案分析 .................................................................................. 5 系統(tǒng)硬件安裝 ............................................................................................................. 6 智能車系統(tǒng)硬件安裝 ...................................................................................... 6 車場硬件安裝 .................................................................................................. 7 第三章 硬件設(shè)計(jì) ...................................................................................................................... 8 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 ................................................................................................. 8 單片機(jī) MC9S12XS128 簡介 ........................................................................... 8 單片機(jī)時鐘電路設(shè)計(jì) ...................................................................................... 9 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .................................................................................................. 9 BDM 接口電路設(shè)計(jì) ...............................................................