【正文】 也是1，則數(shù)組中第一個為1的點就是該行黑線的位置，將每場中采集行黑線點的平均值作為一場的黑線位置。 道路模塊程序設計 道路信息采集程序設計道路模塊主要實現(xiàn)的功能是通過采集道路黑線信息調整小車的狀態(tài)，上面已經介紹了通過單片機內部AD可以對畫面上每行采集20個點，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行采集，而且又考慮單片機的運行速率，設計中設置每場畫面采集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）來調節(jié)，具體計算如式44所示。 PWM模塊初始化設計脈沖寬度調制PWM是嵌入式應用系統(tǒng)的常用功能之一，即產生一個在低電平和高電平之間交替重復的方波輸出信號，通過軟件編程可以調節(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，清零時相應通道起輸入捕捉的作用，置一時相應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、時鐘產生標志寄存器、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動，使反向電流明顯變大，光的強度越大，反向電流也越大，這種特性稱為光電導。一般舵機的位置等級有1024個，脈沖控制精度為2us（2ms/1024）。圖311 舵機接線圖單片機的PWM控制信號傳給舵機的紅色端口，通過占空比的不同來控制舵機的位置?，F(xiàn)在進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AD提取，因為行同步脈沖、消隱脈沖或場同步脈沖信號的電平低于視頻信號電壓，可以在軟件上設置一個電壓閥值，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作控制之用。因為攝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，分離出相應的場行同步信號；一路傳給單片機AD口，便于有用信號的采集，即視頻信號是AD采集的基礎。使用兩片BTS7960構成電機全橋驅動，一片就相當于一側的半橋。但需要注意的是同側三極管不能一起導通，否則會導致短路。因為直流電機速度控制性能優(yōu)良，其輸出轉矩較大，可直接拖動后輪負載，重要的是可通過調節(jié)控制脈沖直接控制轉速和方向。圖36 12V穩(wěn)壓電路圖，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，但R1R2的阻值不能過小，否則支路的分流電流將會變大，導致輸出端的負載能力下降。因為充電和放電的電流都是恒定的，所以振蕩器的振蕩頻率完全取決于定時電容的容量。輸出電壓的計算方法如式31所示。5V穩(wěn)壓電路原理圖如圖34所示。當使用BDM下載程序時，單片機需要處于調試模式，即要求MODC引腳處于低電平，實現(xiàn)過程是BDM調試器的對應引腳自動將其拉低。當按鈕被按下時，復位引腳被拉到低電平，單片機進入復位狀態(tài)。圖31 時鐘電路圖中晶振的大小選用16MHz，電容CC2稱為負載電容，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，會導致視野不夠開闊，使得有效的路徑識別范圍縮?。话惭b位置過高，又會導致黑色引導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對點的發(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?shù)膱D像處理方式進行處理后，可以獲得道路的中心位置、道路形狀、彎道曲率等信息。現(xiàn)在做路徑識別的技術很多，方法也是千差萬別，但其目的都是為小車尋到前進的方向，現(xiàn)在分析下面三種方案的利弊。智能車系統(tǒng)的總體結構框圖如圖21所示。這部分要實現(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線行駛。本設計是在智能停車場的基礎上，對車輛自動進入車庫系統(tǒng)進行設計的，以便提高車庫的自動化程度。在此平臺上能夠實現(xiàn)自動停車和車庫設計兩方面的功能，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，車庫設計方面可以研究空位查詢、各種安全報警以及停車信息系統(tǒng)管理等。內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）題 目：小車自動停車入庫系統(tǒng)設計學生姓名：學 號：0967112218專 業(yè)：測控技術與儀器班 級：測控20092班指導教師：趙建敏 講師摘要本設計在信息工程學院智能停車場實驗平臺上,以飛思卡爾智能車為模型設計并實現(xiàn)了小車自動停車入庫系統(tǒng)。 Freescale16bit singlechip 51目錄摘要 IAbstract II第一章 引言 1 設計背景及意義 1 設計目標 2第二章 總體設計 3 系統(tǒng)硬件結構 3 設計方案分析 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 硬件設計 8 單片機最小系統(tǒng)電路 8 單片機MC9S12XS128簡介 8 單片機時鐘電路設計 9 復位電路設計 9 BDM接口電路設計 10 電源電路設計 11 5V電源電路設計 11 6V電源電路設計 12 12V電源電路設計 12 直流電機及電機驅動電路 14 電機RS380簡介 14 電機驅動電路 14 視頻采集電路 16 CCD攝像頭的工作原理 16 視頻分離電路 17 舵機及舵機驅動電路 18 紅外對管電路 19第四章 軟件設計 21 主函數(shù) 21 初始化程序設計 22 鎖相環(huán)初始化設計 22 TIM模塊初始化設計 22 PIT模塊初始化設計 23 PWM模塊初始化設計 24 AD轉換初始化設計 24 道路模塊程序設計 25 道路信息采集程序設計 25 引導線提取程序設計 27 交通燈模塊程序設計 28 小車自動入庫程序設計 29第五章 總結 31參考文獻 32附錄A：系統(tǒng)硬件仿真原理圖 34附錄B1：最小系統(tǒng)PCB原理圖 35附錄B2：電機驅動PCB原理圖 35附錄B3：電源模塊PCB原理圖 36附錄C：系統(tǒng)C語言源程序 37第一章 引言 設計背景及意義智能停車場實驗室是我校信息工程學院為本科研究生實踐訓練和課程研究搭建的模擬平臺，該實驗室可以為自動化和測控專業(yè)在數(shù)字電路實驗、模擬電路實驗和嵌入式實驗等方向上提供支持，為我院學生的學習生活又增添了一種新的方式。此外，通過這個實驗室還可以增進與其他院校的交流，以達到相互學習共同進步的目的。 設計目標本設計是在飛思卡爾智能小車的基礎上進行的，首先要按照飛思卡爾大賽的標準設計出智能車系統(tǒng)，其系統(tǒng)主要包括微控制器模塊、電源管理模塊、路徑識別模塊、電機驅動模塊及轉向舵機控制模塊等[2]。每個模塊都包括硬件和軟件兩部分，硬件為系統(tǒng)工作提供硬件實體，軟件為系統(tǒng)提供各種算法。路徑識別的主要要求是準確、快速、盡量超前地采集路面信息，把它轉變成點信號，傳送到單片機中處理。（三）、采用攝像頭采集的路徑識別方案 使用攝像頭采集路徑信息的原理是通過調整攝像頭鏡頭的焦距，可以采集到小車前方不同范圍的道路圖像，得到智能車前方的道路信息，對圖像中的道路參數(shù)進行檢測。綜上所述，在這次設計中路徑識別模塊選用CCD圖像傳感器的攝像頭方案。最嚴重的問題是光敏電阻受環(huán)境影響很大，遠遠不能實現(xiàn)車庫的精確定位。攝像頭安裝位置的高低對智能車行駛過程中路徑識別的范圍，以及路徑識別的準確性和實時性具有直接的影響。安裝在車庫門口的紅外對管，其裝在右側還是左側取決于該車庫相對于主干道的位置。此模塊是一個可編程的、智能的直接內存存取模塊，可以進行通信處理、中斷處理和數(shù)據(jù)預處理。并聯(lián)型電路連接如圖31所示。圖32 單片機復位電路系統(tǒng)上電時，復位按鈕處于松開狀態(tài)，由于電容C1要進行充電，所以電壓不會突然變化而只能緩慢上升，這樣就可以在復位引腳上保持一段時間的低電平。圖33 BDM接口電路為了充分保護單片機的引腳，通常串聯(lián)如圖所示的電阻R13，其典型阻值為51歐姆。其最大輸出輸出電流可達1A，并且具有短路保護的特點。圖35 6V穩(wěn)壓電路圖當引腳ON/OFF為高電平時，芯片被關閉，引腳OUTPUT輸出電壓為0V，反之當其接低電平時， 芯片被開啟，有電壓輸出。MC34063片內的恒流源不斷對接在CT引腳上的定時電容進行充電和放電，從而使振蕩器產生震蕩波。12V穩(wěn)壓電路如圖36所示。電機是小車動作的主要執(zhí)行機構，在這我們選用RS380直流電機作為驅動電機。通過調節(jié)電機導通的時間，達到控制電機轉速的目的，當無需電機轉動時，讓四個三極管都不導通即可。BTS7960電源輸入為5～25V，通態(tài)電阻典型值為16mΩ，驅動電流可達43A。IS引腳是電流檢測輸出引腳，正常情況下片內電流源與該引腳直接相連。當掃描完一行，視頻信號端就輸出一低于最低視頻信號電壓的電平，并保持一段時間，即緊接著每行圖像對應的電壓信號之后都會有一個電壓凹槽，此凹槽叫做行同步脈沖，它是掃描換行的標志。 視頻分離電路 為了提取出視頻電壓中的有用信號，首先要分離出信號中的行同步脈沖，消隱脈沖和場同步脈沖。所用舵機接線如圖311所示。 （33）由上式可知舵機轉動1度時。在有紅外線光照時，攜帶能量的紅外線光子進入PN結后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產生電子空穴對。第四章 軟件設計 主函數(shù)主函數(shù)是整個程序的入口，實現(xiàn)軟件功能的主體，這里主要完成的任務是對系統(tǒng)進行初始化及在不同條件下調用各種函數(shù)[26]。MC9S12XS128單片機內部集成了時鐘產生模塊，可利用外部穩(wěn)定的振蕩器頻率，鎖定內部更高的壓控振蕩器頻率作為系統(tǒng)時鐘，其鎖相環(huán)時鐘可達80MHz，即使內部總線時鐘達到40MHz[27]。與輸入捕捉功能相關的寄存器有定時器系統(tǒng)控制寄存器1（TSCR1）、定時器輸入捕捉/輸出比較選擇寄存器（TIOS）、定時器控制寄存器3（TCTL3）、定時器控制寄存器4（TCTL4）及定時器中斷使能寄存器（TIE）等。此外，其他的寄存器決定了PIT的主要工作功能，定時器的定時通道選擇0，多路選擇寄存器的值設置為0x00，即設定通道0連接的微定時基準計數(shù)器也是0，同時要開啟定時器中斷使能。 （43）上面已經設置了時鐘周期為4毫秒，又因為要求PWM周期為20ms，由此可計算出通道周期寄存器的值為5000。此外，設置AD模塊在連續(xù)轉換模式下工作，其轉換結果從結果寄存器的第一位開始依次存放，用到最后一個結果寄存器，再返回到第一個接著存放。 引導線提取程序設計 道路信息中包含著黑線位置，需要對數(shù)組進行處理提取出黑線與小車的相對位置，在黑線的識別前，要先做圖像除噪處理，程序中采用9方格的方法除噪，即當一個像素點周圍的8個點全部是黑點時，那么這個點就一定是黑點。信號燈方向判斷流程如圖44所示。這里以停入右側車庫為例說明程序流程，小車直行一段距離后，通過調整舵機PWM信號的占空比，使小車前輪向右打輪，%時，前輪向右轉30176。因為在做畢業(yè)設計中，我將大學四年學習的基礎知識重新整合理解，并與實際系統(tǒng)結合，不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，學習并及時運用新的知識，這都豐富了這一學期的生活。最后衷心感謝趙建敏老師在設計中給予的關心和幫助。//圖像數(shù)組uint BUFERROR。 //定時器累加值uchar pitover1=0,pitover2=0。i0。 //禁止鎖相環(huán)，即PLLCTL_PLLON=0SYNR = 0x44。 // 等待PLLCLK穩(wěn)定CLKSEL |=0x80。 //關閉PIT定時器模塊PITCE_PCE0=1。 //定時器使能TCTL3=0x01。 //通道1設置為先高后低PWMPOL_PPOL5 =1。 //通道01的周期為5000*1/*1000000=20msPWMPER45=5000。 //使能通道23，用于舵機控制}void INT_PORT(void)//端口初始換{DDRB=0x00。} void ruku(void) //小車自動入庫程序{ if(p==0) { p=1。 //電機反轉 pitover2=1 。 ERROR=6) {SERVOR_ANGLE=8。 PWM_duoji=SERVOR_CENTERPER_TEMP*SERVOR_ANGLE。case 2: SERVOR_ANGLE=2。 brea