【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 WM 輸出模塊、ECT 模塊、中斷模塊、串口通信模塊以及普通IO 模塊。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了初始化配置，通過對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)寄存器或狀態(tài)寄存器的讀寫，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。 Codewarrior開發(fā)軟件軟件開發(fā)工具采用Metrowerks 公司開發(fā)的軟件集成開發(fā)環(huán)境Codewarrior for HCS12，其包括集成環(huán)境IDE、處理器專家?guī)臁⑷酒抡?、可視化參?shù)顯示工具、項(xiàng)目工程管理器、C 交叉編譯器、匯編器、鏈接器以及調(diào)試器，可以完成從源代碼編輯、編譯到調(diào)試的全部工作。開發(fā)語(yǔ)言采用HCS12C 語(yǔ)言，語(yǔ)法與標(biāo)準(zhǔn)C 語(yǔ)言基本相同，支持多種數(shù)據(jù)類型，中斷服務(wù)程序用中斷函數(shù)形式來實(shí)現(xiàn)，并提供了內(nèi)嵌匯編的功能。另外，CodeWarrior 編譯器提供了幾種從C 源代碼產(chǎn)生實(shí)際匯編代碼的優(yōu)化方法，這些代碼被編程到微控制器中。Codewarrior 的功能非常強(qiáng)大，可用于絕大部分單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。用戶可在新建工程時(shí)將芯片的類庫(kù)添加到集成環(huán)境開發(fā)環(huán)境中，工程文件一旦生成就是一個(gè)最小系統(tǒng)，用戶無需再進(jìn)行繁瑣的初始化操作，就能直接在工程中添加所需的程序代碼。： Codewarrior開發(fā)界面利用BDM 和Codewarrior IDE 的調(diào)試界面，可以進(jìn)行一系列的調(diào)試工作，如測(cè)量左右傳感器電壓值，陀螺儀電壓值，以及加速度傳感器電壓值給靜態(tài)調(diào)試工作提供了極大的方便。串口調(diào)試助手，支持常用的300115200bps波特率，能設(shè)置校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位，能以ASCII碼或十六進(jìn)制接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)或字符（包括中文），可以任意設(shè)定自動(dòng)發(fā)送周期,并能將接收數(shù)據(jù)保存成文本文件，能發(fā)送任意大小的文本文件。目前較為常用的串口有9針串口（DB9）和25針串口（DB25），通信距離較近時(shí)(12m)，可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口(RS422,RS485較遠(yuǎn))，若距離較遠(yuǎn)，需附加調(diào)制解調(diào)（MODEM）。最為簡(jiǎn)單且常用的是三線制接法，即地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連。為了更好形象地反的數(shù)據(jù)，在串口發(fā)送中每發(fā)送完一行就添加一個(gè)回車符，這樣得到的數(shù)據(jù)是每行的數(shù)據(jù)而不是連成一塊的。 串口調(diào)試助手界面由于小車是動(dòng)態(tài)運(yùn)行的，為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)試，采用了以NRF24L01為核心的無線通信模塊，來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC 之間的無線通信，將智能車形式的動(dòng)態(tài)信息傳輸?shù)絇C中進(jìn)行處理，從而可以分析調(diào)整智能車的形式狀態(tài)，是智能車能以最優(yōu)的速度在復(fù)雜多變的賽道上穩(wěn)定快速的形式。： NRF24L01無線通信模塊MC9S12XS128將智能車運(yùn)行數(shù)據(jù)通過SPI接口傳輸給NRF24L01無線發(fā)送模塊，NRF24L01無線接收模塊接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)通過SPI接口傳輸給以8為單片機(jī)為主控制器數(shù)據(jù)接收端，8位單片機(jī)將數(shù)據(jù)通過串口將數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)，： 無線通信模塊框圖 labview上位機(jī)軟件labview軟件可以實(shí)時(shí)的顯示左右傳感器的峰值，通過無線傳輸給labview顯示，可以方便的了解小車在運(yùn)行過程中左右傳感器的變化情況。從而來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。： labview上位機(jī)界面：： 輸入信號(hào)（vpp=300mv）。 增加有諧振電容之后，感應(yīng)線圈兩端輸出感應(yīng) 20KHz電壓信號(hào)不僅幅度增加了，而且其它干擾信號(hào)也非常小。這樣無論導(dǎo)線中的電流波形是否為正弦波，由于本身增加了諧振電容，所以除了基波信號(hào)之外的高次諧波均被濾波除掉，只有基波 20kHz 信號(hào)能夠發(fā)生諧振，輸出總是 20KHz 正弦波。為了能夠更加準(zhǔn)確測(cè)量感應(yīng)電容式的電壓，還需要將上述感應(yīng)電壓進(jìn)一步放大，一般情況下將電壓峰峰值放大到 15V 左右，就可以進(jìn)行幅度檢測(cè)，所以需要放大電路具有 100 倍左右的電壓增益（40db）。： 簡(jiǎn)單的反向比例運(yùn)算電路 為了克服運(yùn)放單電源供電的問題，： LM358的內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)洼斎肫鞯洼斎胧д{(diào)電壓和失調(diào)電流共模輸入電壓范圍寬，包括接地差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍直流電壓增益高(約100dB) 單位增益頻帶寬(約1MHz) 電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?3—30V)；雙電源(177。 一177。15V)低功耗電流，適合于電池供電輸出電壓擺幅大(0 )使用軌到軌運(yùn)放lmv358，反向放大電路，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器可以實(shí)現(xiàn)0~50倍的放大 。，此方法是交流信號(hào)放大，運(yùn)放單電源供電的經(jīng)典方法。單位增益頻帶寬=輸入頻率*放大倍數(shù)。此電路最大放大倍數(shù)等于1M/20K=50。也就是最大可以實(shí)現(xiàn)50倍的放大。： 放大后輸出（vpp=）采用肖基特二極管IN5819以及電容電阻組成二倍壓檢波電路使得輸出直流電壓為輸入交流電壓成正比，：： 直流輸出電壓（）： 測(cè)流檢波輸出紋波（）：電源技術(shù)指標(biāo)要求根據(jù)《競(jìng)賽比賽細(xì)則》附件三關(guān)于電磁組賽道說明，20KHz電源技術(shù)要求如下：（1）；（2）頻率范圍：20K177。2K；（3）電流范圍：50150mA；，在中心線鋪設(shè)有漆包線。 競(jìng)賽跑道起跑區(qū)示意圖首先分析賽道鋪設(shè)銅線的電抗，從而得到電源輸出的電壓范圍。我們按照普通的練習(xí)賽道總長(zhǎng)度50。在30攝氏度下，銅線的電阻率大約為 。按照導(dǎo)線電感量計(jì)算機(jī)公式:。其中L,d的單位均為cm。，長(zhǎng)度50米的銅線電感量為131微亨。對(duì)應(yīng)20KHz下。可以看出，線圈的電感量小于其電阻值。由于導(dǎo)線的電感量與鋪設(shè)的形狀有關(guān)系，上述計(jì)算所得到的電感量不是準(zhǔn)確數(shù)值。另外，我們可以在輸出時(shí)串接電容來抵消電感的感抗。所以估算電源電壓輸出范圍的時(shí)候，我們不再特別考慮線圈的電感對(duì)于電流的影響。電源的組成： 電源電路包括振蕩電路、功率輸出電路、恒流控制電路以及電源等組成。：如上各分部功能可以采用不同的電路實(shí)現(xiàn)。下面分別給出各個(gè)電流的參加考設(shè)計(jì)方案。產(chǎn)生中心頻率為20KHz的對(duì)稱方波信號(hào)。為了滿足功率輸出電路的需要，一般輸出極性相反的信號(hào)?？梢允褂闷胀ǖ?55時(shí)基電路產(chǎn)生振蕩信號(hào)，也可以使用簡(jiǎn)易的單片機(jī)產(chǎn)生振蕩信號(hào)。我們選擇的是555。為了方便調(diào)試，信號(hào)頻率能夠在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。： 555時(shí)基震蕩電路 為了產(chǎn)生電壓反向，：如圖，由555定時(shí)器和外接元件RRC構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過RR2向C充電，以及C通過R2向放電端放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在2/3 VCC和1/3 VCC之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波，：輸出信號(hào)的時(shí)間參數(shù)是：其中，為VC由上升到所需的時(shí)間，為電容C放電所需的時(shí)間。555電路要求與均應(yīng)不小于，但兩者之和應(yīng)不大于。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時(shí)器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。： 555產(chǎn)生的20khz方波信號(hào)由L298構(gòu)成的功率輸出電路該電路IN1，IN2引腳接555直接輸出以及555經(jīng)過反向器的輸出，2,3腳接賽道電源。：圖 2,：賽道電源和模擬賽道串聯(lián)在一起時(shí)的電壓波形有些畸變這是由于漏抗產(chǎn)生了漏抗尖峰電流，：，：： 比較以上三個(gè)圖形知: 賽道的長(zhǎng)度不同鋪設(shè)的導(dǎo)線長(zhǎng)度也不一樣則導(dǎo)線的電阻以及阻抗也會(huì)有所不同每個(gè)賽道就應(yīng)該有一個(gè)最合適的匹配電容才能使得電壓波形比較平滑，流過100mA的電流，電壓峰值應(yīng)該大于3V?？紤]到賽道長(zhǎng)度有可能進(jìn)一步增加、漆包線的直徑減少等原因，設(shè)計(jì)電源輸出電壓的峰值為6V。在輸出電流為150mA的時(shí)候。利用NPN晶體管的恒流輸出電流。晶體管可使用大功率雙極性晶體管，也可以使用功率MOS管。從電流設(shè)定穩(wěn)定性和恒流特性來看，使用功率雙極性晶體管更好。： 恒流控制輸出在電路中串入1歐姆的電阻測(cè)量電阻兩端的電壓即可測(cè)得輸出的電流波形，： 實(shí)測(cè)波形：比較以上兩個(gè)圖形實(shí)際電路，由于線圈電感的影響，線圈中的電流為上升、下降沿緩變的方波波形。通過配置電容總可以使輸出電流接近理想，但是實(shí)際是不可能完全相同的，因?yàn)槿菘垢锌蛊ヅ洳豢赡芡耆嗤窒闺娐烦呻娮栊?。：設(shè)計(jì)電源應(yīng)該注意的：輸入至少要比輸出高2V，否則不能調(diào)壓。輸入電要最高不能超過40V吧。輸出電流最好不超過1A。輸入12V的話，輸出最高就是10V左右。由于它內(nèi)部還是線性穩(wěn)壓，因此功耗比較大。當(dāng)輸入輸入電壓差比較大且輸出電流也比較大時(shí)，注意317的功耗不要過大。一般加散熱片后功耗也不超過20W。因此壓差大時(shí)建議分檔調(diào)壓。只要保證單片記的AD采集速率大于20KHz的510倍，連續(xù)采集510個(gè)周期的電壓信號(hào)（大約100數(shù)據(jù)左右），就可以直接從采集的數(shù)據(jù)中最大值減去最小值獲得信號(hào)的峰峰值。假設(shè)采集了128個(gè)數(shù)據(jù)：，計(jì)算信號(hào)的峰峰值可以由下式計(jì)算：上面計(jì)算方法由于只應(yīng)用了數(shù)據(jù)的最