【正文】 系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化工作主要完成系統(tǒng)時(shí)鐘、全局變量初始值的設(shè)置、小車的初始狀態(tài)（如初始速度、初始轉(zhuǎn)角等）的設(shè)置、SD卡初始化、PWM周期設(shè)置、A/D時(shí)鐘設(shè)置、SCI串口通信速率設(shè)置、SPI初始化、小車模式設(shè)置等[3~6] ]。組委會(huì)提供的是S3010型舵機(jī)，工作電壓為4V6V。所以每等分為170mm/152=。由于實(shí)驗(yàn)條件有限，對(duì)兩種驅(qū)動(dòng)方案無(wú)法進(jìn)行定量比較，只能通過(guò)實(shí)際智能車行駛效果作出定性比較。 方案二：采用MOSFET搭建H橋電路鑒于MC33886輸出電流有限，不能提供較為強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)力，我們專門獨(dú)立設(shè)計(jì)了采用MOSFET搭建的采用H橋驅(qū)動(dòng)電路。它能使用最少的外接元件構(gòu)成開(kāi)關(guān)式升壓變換器，降壓式變換器和電源反向器。3．速度控制判斷出賽道信息后，根據(jù)不同的賽道，予以相應(yīng)的控制策略，基于“進(jìn)彎減速，出彎加速”的原則，并且以直線方式?jīng)_過(guò)S道以減少轉(zhuǎn)彎浪費(fèi)的時(shí)間，利用攝像頭得到的信息預(yù)測(cè)方向，使小車能夠提前準(zhǔn)備轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。智能車輛致力于提高汽車的安全性、舒適性和提供優(yōu)良的人車交互界面，是目前各國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的智能交通系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分，也是世界車輛工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和汽車工業(yè)增長(zhǎng)的新動(dòng)力。 設(shè)計(jì)背景智能車（Intelligent Car）是電子計(jì)算機(jī)等最新科技成果與現(xiàn)代汽車工業(yè)相結(jié)合的產(chǎn)物，因而“善解人意”。 參考賽道 該技術(shù)報(bào)告詳細(xì)介紹了小車的軟硬件的設(shè)計(jì)、控制策略的研究、調(diào)試過(guò)程及其結(jié)論。智能車的硬件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有在系統(tǒng)硬件可行、穩(wěn)定、可靠的前提下，其它控制方案、軟件設(shè)計(jì)才得以繼續(xù)，所以這部分對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)十分重要。對(duì)于PWM調(diào)速的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，主要有以下性能指標(biāo)：：它決定著電路能驅(qū)動(dòng)多大功率的電機(jī)。TD340內(nèi)含可調(diào)的頻率開(kāi)關(guān)（025Khz）及待機(jī)模式，且集成有看門狗和復(fù)位電路。紅外對(duì)管之間的紅外光束被編碼盤擋住時(shí)接收管截止，與接收管串聯(lián)的電阻電壓為邏輯0，當(dāng)紅外光束通過(guò)編碼盤的孔時(shí)，接收管開(kāi)通，與接收管串聯(lián)的電阻電壓為邏輯1。 旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)物圖該旋轉(zhuǎn)編碼器有四根線，黑線和紅線為地線和電源線，白線和綠線分別為A相B相信號(hào)線，在實(shí)際測(cè)速過(guò)程中只需要一相即可。之間，在使用過(guò)程中需要先行測(cè)出各個(gè)角度對(duì)應(yīng)的PWM波的占空比,。/******************************************************************函數(shù)名：PLL_Init參數(shù)說(shuō)明：uchar syn：合成參數(shù)uchar refdv：分解參數(shù) (syn + 1)Fbus = * Fosc。時(shí)鐘合成寄存器SYNR讀寫表[4]如下： 時(shí)鐘合成寄存器SYNR讀寫B(tài)it7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0Read00SYN5SYN4SYN3SYN2SYN1SYN0Write//復(fù)位值00000000注：該寄存器在任何時(shí)候可讀，但當(dāng)PLLSEL = 1時(shí)，不可寫入；其他情況均可寫入。 //極性為正 PWMPOL_PPOL3 = 1。 整體來(lái)說(shuō)，此部分初始化相對(duì)復(fù)雜，其范圍也要求較為嚴(yán)格，并且直接關(guān)系到舵機(jī)、直流電機(jī)的響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)定性。根據(jù)上面的說(shuō)明，參照附件中程序的PORT_Init()、KEY_Init()、Speed_Init()三部分程序代碼，不難理解。最后，關(guān)于視角對(duì)于攝像頭來(lái)說(shuō)，視角越大，則在相同的放置角度下，視場(chǎng)范圍越寬。在本設(shè)計(jì)中，關(guān)于視頻數(shù)據(jù)的采集進(jìn)入單片機(jī)不是通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，而是通過(guò)比較器。這個(gè)問(wèn)題是我這次設(shè)計(jì)選擇MAX901的原因之一。 捕捉邊沿得到的一組數(shù)據(jù)。 //測(cè)試行中斷標(biāo)志:IRQ_FLG00則N=1,Z=0。D調(diào)節(jié)就是微分調(diào)節(jié)，也就是輸出對(duì)輸入的微分。 PACNT = 0。上面的速度控制庫(kù)是在多次實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)下得出的經(jīng)驗(yàn)值，達(dá)到了較為滿意的控制結(jié)果。 攝像頭中直道黑線寬度的線性變化 攝像頭中半徑為50cm偏移變化 上圖數(shù)據(jù)來(lái)源全部由串口調(diào)試界面所得，而且只是列舉了所有數(shù)據(jù)中的一部分，它在賽道的數(shù)據(jù)分析中扮演著十分重要的角色。這一內(nèi)容包括對(duì)舵機(jī)輸出角度的機(jī)械放大、舵機(jī)反裝等，其中心目的是提高舵機(jī)的反應(yīng)速度。相比之下，速度的尋優(yōu)容易一些，只要知道前方彎道的大體位置就可以進(jìn)行針對(duì)性的加速和減速。 offset_ps()。 PORTB= 0xff。 } void PLL_Init() { CLKSEL=0X00。}void putdata8(uchar *ptr,uchar row, uchar line){ uchar i,j。i ++){ uart_putchar(0xFC)。 }void init_all(void){ PLL_Init()。 offset = 0。 frame_change = PORTA_PA0。 TIE=0x01。 Stop_time=0。 TCTL1 |= 0x01。uint Stop_time。 j=2。 BEGIN_FLG = 0 。 curve_sum = 0。}void InitSpeedSensor(void){ PACNT = 0。 uart_putchar(0xFF)。 //SCI0BDL=busclk/(16*SCI0BD)}void uart_putchar(uchar ch){ //if(ch0xfb) ch = 0xFB。iims。 RTICTL = 0x5F。Daniel ——使用68HC12和HCS12的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［M］，電子工業(yè)出版社.[7]MC9S12XS256 Reference Manual[Z]， 237.[8]［M］，北京:清華大學(xué)出版社，.[9]++程序設(shè)計(jì)教程［M］，清華大學(xué)出版社，.[10] API 程序設(shè)計(jì)參考大全［M］，人民郵電出版社，.[11] Windows 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M]，清華大學(xué)出版社，.[12]李長(zhǎng)林、 C++串口通信技術(shù)與典型實(shí)例[M]，.[13]屈磊、 C++ 開(kāi)發(fā)入門與編程實(shí)踐[M]，.[14]宋坤、劉銳寧、 C++ 開(kāi)發(fā)技術(shù)大全[M]，.[15]++深入詳解[M]，電子工業(yè)出版社，.[16]++圖像處理編程[M]，清華大學(xué)出版社，.附件A 部分源程序include include include pragma LINK_INFO DERIVATIVE mc9s12xs128void main(void) { delayms(100)。讓賽車把賽道情況記錄下來(lái)并不難，難的是如何確保記錄準(zhǔn)確性，以及如何根據(jù)記錄選擇控制策略。但是除了在這種輔助手段上花費(fèi)功夫，很難在別的地方有突破性的進(jìn)展。 串口調(diào)試界面 圖像處理界面 保存至硬盤的文本數(shù)據(jù)保存至硬盤的文本格式的數(shù)據(jù)是非常有分析價(jià)值的，為了得到賽道各種元素（如小S、大S、急轉(zhuǎn)彎等）的數(shù)據(jù)，以便分析它們并加以區(qū)分，設(shè)計(jì)過(guò)程中做了一個(gè)嘗試，通過(guò)示波器將一行一行的黑線偏移時(shí)間給測(cè)出來(lái)，然后記錄下來(lái)，就一幅圖像，兩個(gè)人花了很長(zhǎng)的時(shí)間才勉強(qiáng)完成，現(xiàn)在幾秒時(shí)間就能解決問(wèn)題。//如果速度太慢或彎道很小，則全速前進(jìn)//通過(guò)Fuzzy_Speed和Fuzzy_Offset找到對(duì)應(yīng)的減速值else motor_back(Fuzzy_Control[Fuzzy_Speed][Fuzzy_Offset])。 偏移量計(jì)算得offset。調(diào)比例帶，也就是調(diào)比例系數(shù)，比例帶就是輸出與輸入之比（放大倍數(shù)）的倒數(shù)。 =0則Z=1,N=0。而整個(gè)數(shù)組只要建成：20行4列無(wú)符號(hào)整型，也就是整個(gè)比上面的方法要少20*5020*4*2=840字節(jié)的存儲(chǔ)單元。 近端黑線。這就需要有視頻分離芯片對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行分離，將同步信號(hào)提取出來(lái)，供單片機(jī)判斷當(dāng)前是否是有效的視頻信號(hào)以及是第幾場(chǎng)第幾行的信號(hào)。 攝像頭實(shí)物圖 性能指標(biāo)及規(guī)格攝像頭選擇的標(biāo)準(zhǔn)：首先，由于賽道僅由黑白兩種顏色組成，故只需要采用黑白攝像頭即可，這樣同時(shí)也減輕了數(shù)據(jù)處理的壓力。如果按鍵（Button）沒(méi)有按下時(shí)，那么從PA3引腳讀入的值始終為邏輯1；當(dāng)按鍵按下時(shí)，A點(diǎn)電平被拉低，那么讀入值為邏輯0。同時(shí)其占空比可根據(jù)公式（3）求取。 //PWM3使用SBPWMCLK_PCLK7 = 1。 CLKSEL_PLLSEL =1。而且對(duì)于攝像頭來(lái)說(shuō)，要采集到足夠的賽道信息并處理大量的圖像數(shù)據(jù)就必須使單片機(jī)工作在一個(gè)較高的頻率下。另外，提高舵機(jī)控制前輪轉(zhuǎn)向速度的另外一個(gè)辦法是可以在舵機(jī)的輸出舵盤上安裝一個(gè)較長(zhǎng)的輸出臂，將轉(zhuǎn)向傳動(dòng)桿連接在輸出臂末端。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于H42B6的反應(yīng)時(shí)間。通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的平均電壓可以控制車速，但是如果開(kāi)環(huán)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，會(huì)受很多因素影響，例如電池電壓、電機(jī)傳動(dòng)摩擦力、道路摩擦力和前輪轉(zhuǎn)向角度等。同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊采用了貼片化，布線密集化，電路板大面積覆銅覆錫等手段，最終保證了驅(qū)動(dòng)模塊在正常運(yùn)行情況下H 橋不會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象（比賽正常情況下賽車的運(yùn)行時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)）；在加減速性能得到提升的同時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)應(yīng)劇烈加減速導(dǎo)致單片機(jī)復(fù)位現(xiàn)象，基本達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。圖3. 4 DCDC升壓電路圖競(jìng)速比賽的智能車最關(guān)鍵的就是要有強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)力。 智能車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1．重心盡可能低實(shí)踐證明，重心控制的好的賽車在高速過(guò)彎時(shí)，不容易由于重心過(guò)高而側(cè)翻。車輛智能化是汽車工業(yè)今后的發(fā)展趨勢(shì)，也是人們對(duì)安全性要求越來(lái)越高未來(lái)汽車的發(fā)展方向。基于“弦切法”的賽車控制算法研究畢業(yè)論文第一章 前言教育部為了加強(qiáng)大學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)，在已舉辦全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模、電子設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等4大競(jìng)賽的基礎(chǔ)上，經(jīng)研究決定，委托教育部高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)主辦每年一度的全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽（教高司函［2005］201號(hào)文）[1]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)的發(fā)展，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊控制技術(shù)、神經(jīng)模糊技術(shù)、虛擬實(shí)現(xiàn)等新技術(shù)的出現(xiàn)，智能車輛技術(shù)的研究將會(huì)有突破性的進(jìn)展。2．能耗盡可能小不能將能量消耗在電阻、導(dǎo)線等環(huán)節(jié)上，這樣不能滿足電池供電系統(tǒng)低功耗的要求，而且影響動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，動(dòng)態(tài)抗干擾能力較差。這個(gè)“驅(qū)動(dòng)力”不光包括通常所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同時(shí)還包括一個(gè)強(qiáng)勁的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。MOS管驅(qū)動(dòng)器采TD340。這些因素會(huì)造成賽車運(yùn)行不穩(wěn)定。、。這樣可以在舵機(jī)輸出一個(gè)較小的轉(zhuǎn)角下，取得較大的前輪轉(zhuǎn)角，從而提高了整個(gè)車的轉(zhuǎn)向速度。對(duì)于9S12XS128來(lái)說(shuō)，外部晶振為16MHz，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部鎖相環(huán)倍頻電路，可以使內(nèi)部總線頻率達(dá)到40MHz，基本上可以滿足攝像頭的圖像采集，并且可以作簡(jiǎn)單的圖像數(shù)據(jù)處理和算法分析，以得到正確的賽道信息，并最終控制小車的運(yùn)行。 //engage PLL to system。 //PWM7使用SBPWMPER45 = CH_SA_FREQ / ServoFreq。由于PWPER45=10000，固PWMDTY45的值變化范圍為1～10000，即對(duì)應(yīng)的占空比可調(diào)值有10000個(gè)。另一個(gè)按鍵接法相同。其次，關(guān)于攝像頭線數(shù)，到目前為止，以往歷屆參賽隊(duì)伍關(guān)于攝像頭選擇都有著比較一致的說(shuō)法：線數(shù)不能太高，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的處理速度有限，并且A/D的轉(zhuǎn)換速率也跟不上。本設(shè)計(jì)中采用的是行同步信號(hào)和奇偶換場(chǎng)信號(hào)作為判斷標(biāo)志。 小車側(cè)視示意圖實(shí)際上，比較器是將輸入的信號(hào)進(jìn)行二值化的最簡(jiǎn)單的一種方法，當(dāng)將視頻信號(hào)接入比較器的同向輸入端，在反向輸入端給定一基準(zhǔn)電壓（）。這是一個(gè)非常可觀的數(shù)量。0則Z=N=0 BEQ lab2 //Z為1,跳轉(zhuǎn)至lab2,則繼續(xù)檢測(cè)，行同步到來(lái)？ CLR IRQ_FLG。I調(diào)節(jié)就是輸出是輸入量（即偏差）的積分，只要有偏差，調(diào)節(jié)器就會(huì)不斷積分，使輸送到執(zhí)行器的信號(hào)變化，校正被控量，直到達(dá)到無(wú)偏差為止，所以有了積分調(diào)節(jié)器就會(huì)消除穩(wěn)態(tài)偏差。也就對(duì)應(yīng)一個(gè)速度模糊控制庫(kù)。 if(sensor_speed Speed) {//限制最高速度 motor_back(199)。然后將文本數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)的篩選、處理，并加以類別。概括起來(lái)，提高車速的方法大概有以下幾類：⑴在賽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)上作優(yōu)化。因?yàn)楸荣惖膶?shí)質(zhì)是一種尋優(yōu)，這種尋優(yōu)包括對(duì)路徑的尋優(yōu)和對(duì)速度的尋優(yōu)，但不是二者簡(jiǎn)單的相加，二者之間存在著一定的約束關(guān)系。 init_all()。} void IRQ_Init(void){ IRQCR_IRQE = 1 。ii++) for(jj=0。 while(!(SCI0SR1amp。 //uart_putchar(0xFF)。 PACTL_PAEN = 1。 valid_flg = 1。 IRQCR_IRQEN = 0。 while(IRQ_FLG == 0)。const uchar Fuzzy_Control[7][5]={ {80, 100, 120, 130, 150 },{90, 95, 110, 120, 125 },{110, 120, 130, 140, 150 },{120, 130, 1