【正文】 SI_SetVal()。}}include include /************************************************************************** 函數(shù)名稱：CCD_init* 功能說(shuō)明：CCD初始化* 函數(shù)返回：無(wú)*************************************************************************/void CCD_init(void){ gpio_init (PORTB , 23, GPO,HIGH)。 for(i=0。 uart_putchar(UART0,39。 for(i=0。 SendHex(0)。)。*39。)。039。)。039。 if(IntegrationTime = 20) IntegrationTime = 20。 PixelAverageVoltageError = TargetPixelAverageVoltage PixelAverageVoltage。/* 設(shè)定目標(biāo)平均電壓值允許的偏差，實(shí)際電壓的10倍 */s16 TargetPixelAverageVoltageAllowError = 2。/* 128個(gè)像素點(diǎn)的平均AD值 */u8 PixelAverageValue。 /* CLK = 1 */ SamplingDelay()。 CLK_ClrVal()。 /* CLK = 1 */ SamplingDelay()。 i127。 //200ns } //Sampling Pixel 1 *ImageData = ad_once(ADC1, AD6a, ADC_8bit)。 /* SI = 0 */ SamplingDelay()。 /* SI = 1 */ SamplingDelay()。 /* CLK = 0 */}/************************************************************************ 函數(shù)名稱：StartIntegration* 功能說(shuō)明：CCD啟動(dòng)程序* 函數(shù)返回：無(wú)*ImageData = ad_once(ADC1, AD6a, ADC_8bit)。 CLK_SetVal()。 SamplingDelay()。 i++) { SamplingDelay()。 /* SI = 0 */ SamplingDelay()。 /* SI = 1 */ SamplingDelay()。 //SDIN gpio_init (PORTC , 3, GPO,HIGH)。i1。39。 i128。 SendHex(0)。 uart_putchar(UART0,39。)。 }}/************************************************************************ 函數(shù)名稱：SendImageData* 參數(shù)說(shuō)明：采集圖像數(shù)據(jù)* 函數(shù)返回：無(wú)***********************************************************************/void SendImageData(unsigned char * ImageData) { unsigned char i。)。 } temp = hex amp。)。}/************************************************************************ 函數(shù)名稱：SendHex* 功能說(shuō)明：采集發(fā)數(shù)程序* 函數(shù)返回：無(wú)************************************************************************void SendHex(unsigned char hex) { unsigned char temp。 for(i = 0。 if(IntegrationTime = 1) IntegrationTime = 1。 /* 計(jì)算128個(gè)像素點(diǎn)的平均電壓值,實(shí)際值的10倍 */ PixelAverageVoltage = (unsigned char)((int)PixelAverageValue * 25 / 128)。/* 設(shè)定目標(biāo)平均電壓值與實(shí)際值的偏差，實(shí)際電壓的10倍 */s16 PixelAverageVoltageError = 0。 /* CLK = 0 */}/************************************************************************ 函數(shù)名稱：CalculateIntegrationTime* 功能說(shuō)明：計(jì)算曝光時(shí)間* 函數(shù)返回：無(wú)************************************************************************extern u8 Pixel[128]。 CLK_SetVal()。 ImageData ++ 。 CLK_SetVal()。 /* CLK = 0 */ for(i=0。 i++) { SamplingDelay() 。 SI_ClrVal()。 SI_SetVal()。 CLK_ClrVal()。 SamplingDelay()。 /* CLK = 1 */ SamplingDelay()。 i127。 SI_ClrVal()。 SI_SetVal()。2007 74[2]李全利 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 第二版 北京 高等教育出版社 2009[3]張思民 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 北京 清華大學(xué)出版社 2008[4]解爭(zhēng)龍 田俊華 許青林 大學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ) C語(yǔ)言版 北京 科學(xué)出版社 2005附錄A:部分程序源代碼include include /************************************************************************ 函數(shù)名稱：CCD_init* 功能說(shuō)明：CCD初始化* 函數(shù)返回：無(wú)************************************************************************void CCD_init(void){ gpio_init (PORTB , 23, GPO,HIGH)。致謝本課題的研究探討以及論文撰寫(xiě)一直都是在雷俊紅老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的，可以說(shuō)其中的每個(gè)環(huán)節(jié)都傾注了雷俊紅老師的智慧和心血，雷老師對(duì)我們的設(shè)計(jì)進(jìn)行了從開(kāi)始準(zhǔn)備素材到中期的設(shè)計(jì)指導(dǎo)，從開(kāi)始著手到整理完畢沒(méi)有一處不凝結(jié)著雷老師的辛苦汗水。利用串口模塊，將所需數(shù)據(jù)發(fā)回PC機(jī)，通過(guò)仿真分析偏差變化，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到賽道信息，從而調(diào)整參數(shù)使之達(dá)到最佳值。 （6）車模方向控制調(diào)試：?jiǎn)?dòng)車模的直立控制、速度控制和方向控制?？梢酝ㄟ^(guò)微調(diào)加速度計(jì)的零偏值，減小車模在直立的時(shí)候朝一個(gè)方向的加速度。一般情況下，車模直立要求，車模傾角在正負(fù)10度之內(nèi)，保持2 秒鐘。 （2）陀螺儀和加速度計(jì)零偏調(diào)試：獲得這兩個(gè)傳感器零點(diǎn)的偏移量。 程序調(diào)試的一般步驟。但是由于受到車模模型精度的影響，計(jì)算所得到的參數(shù)也只能夠作為參考值——調(diào)試的起始范圍。也就是每秒鐘調(diào)節(jié)10次。包括車模角度計(jì)算、直立控制計(jì)算、電機(jī)PWM 輸出等。所以讀取AD 轉(zhuǎn)換在下一個(gè)時(shí)間片段中。 這些任務(wù)包括： （1）電機(jī)測(cè)速脈沖計(jì)數(shù)器讀取與清除。圖中，使用K60的一個(gè)定時(shí)器，產(chǎn)生一毫秒的周期中斷。然后重新進(jìn)入車模直立判斷過(guò)程。同時(shí)檢查車模是否跌倒。 初始化完成后，首先進(jìn)入車模直立檢測(cè)子程序。軟件整體流程如下圖所示：程序上電運(yùn)行后，便進(jìn)行單片機(jī)的初始化。車模轉(zhuǎn)向控制是在車速控制基礎(chǔ)之上，調(diào)節(jié)兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓差使得電機(jī)運(yùn)行速度出現(xiàn)差動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整車模的方向。當(dāng)車模速度達(dá)到設(shè)定值，由車模速到控制算法使得電機(jī)進(jìn)入恒速運(yùn)行。速度和方向控制的輸出量是直接疊加在電機(jī)控制電壓上。 nP = (int)(lnDelta * CMA_P_MAX / nSigma) / 2。 int nSigma。然后再乘以一個(gè)比例系數(shù)CMA_P_MAX。這個(gè)調(diào)節(jié)函數(shù)調(diào)用周期為5毫秒。 nValue = g_nMotorOutSpeedNew g_nMotorOutSpeedOld。 g_nMotorOutSpeedNew = (g_nMotorOutSpeedKeep 3) nP。 nP = mult_r(nDeltaValue, MOTOR_SPEED_P_INT)。 nLeftSpeed = (int)g_nLeftMotorSpeedCount。這樣可以降低速度控制對(duì)于車模直立控制的影響。 計(jì)算得到g_nLeftMotorSpeedOut ，g_nRightMotorSpeedOut。 車模速度PI 控制車模速度控制采用了典型的PI 控制算法。 if(g_nLeftMotorOut MOTOR_OUT_MIN) g_nLeftMotorOut = MOTOR_OUT_MIN。 nRight = nSpeed + g_nRightMotorOutSpeed + g_nMotorLeftRightDiff。 nSpeed = nD + nP。 nP = g_nCarAngle。由于現(xiàn)在還沒(méi)有加入速度閉環(huán)，所以由于加速度傳感器零偏的誤差，會(huì)導(dǎo)致有時(shí)車模在直立的時(shí)候會(huì)往一個(gè)方向加速行駛。逐步加大CAR_AA_P_INT數(shù)值，直到車模開(kāi)始前后震蕩。 車模直立控制是關(guān)鍵子程序。模糊算法可以解決一些非線性問(wèn)題，將賽道分為直線、入大小彎、出大小彎、蛇形彎道，對(duì)應(yīng)的直線加速、入大彎減速轉(zhuǎn)方向、入小彎制動(dòng)轉(zhuǎn)方向、出彎加速、蛇形彎道直接通過(guò)（若可以達(dá)到這種前瞻性）。(3) 知識(shí)庫(kù)：包括數(shù)據(jù)庫(kù)（data base）與規(guī)則庫(kù)（rule base）兩部分，其中數(shù)據(jù)庫(kù)是提供處理模糊數(shù)據(jù)之相關(guān)定義；而規(guī)則庫(kù)則藉由一群語(yǔ)言控制規(guī)則描述控制目標(biāo)和策略。由上可知，利用三個(gè)歷史數(shù)據(jù)，遞推使用，即可完成PID控制量。 （式三）式二減式三得 錯(cuò)誤！未找到引用源。（式二）直接利用上述離散化公式計(jì)算，框圖如右圖所示。為了預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，引入微分的控制器，這樣就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steadystate error）。PID控制主要有三部分組成，比例、積分、微分。第3章 車?？刂扑惴ㄔO(shè)計(jì)智能車的控制包主要是電機(jī)控制。由于存在積分環(huán)節(jié)，所以無(wú)論比例多么小，最終輸出角度必然與加速度計(jì)測(cè)量的角度相等，只是這個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程會(huì)隨著的減小而延長(zhǎng)。由于加速度計(jì)獲得的角度信息不會(huì)存在積累誤差，所以最終將輸出角度中的積累誤差消除了。這個(gè)誤差會(huì)隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐步增加，最終導(dǎo)致電路飽和，無(wú)法形成正確的角度信號(hào)， 所示。車模的角度又是通過(guò)對(duì)角速度積分而得，這可進(jìn)一步平滑信號(hào)，從而使得角度信號(hào)更加穩(wěn)定。 角速度傳感器在車模上安裝陀螺儀，可以測(cè)量車模傾斜的角速度，將角速度信號(hào)進(jìn)行積分便可以得到車模的傾角。（2）角速度傳感器陀螺儀 陀螺儀可以用來(lái)測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)角速度。但在實(shí)際車模運(yùn)行過(guò)程中，由于車模本身的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的加速度會(huì)產(chǎn)生很大的干擾信號(hào)疊加在上述測(cè)量信號(hào)上，使得輸出信號(hào)無(wú)法準(zhǔn)確反映車模的傾角， 所示。當(dāng)車模發(fā)生傾斜時(shí)，重力加速度 g 便會(huì)在Z 軸方向形成加速度分量，從而引起該軸輸出電壓變化。MMA7260是一款三軸低g 半導(dǎo)體加速度計(jì)，可以同時(shí)輸出三個(gè)方向上的加速度模擬信號(hào)， 所示。 加速度傳感器通過(guò)微機(jī)械加工技術(shù)在硅片上加工形成了一個(gè)機(jī)械懸臂。加速度傳感器可以測(cè)量由地球引力作用或者物體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的加速度。因此車模差動(dòng)控制一般只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的比例控制就可以完成車模方向控制。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光影信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 電機(jī) PI 反饋控制電機(jī)速度控制采用了PI 調(diào)節(jié)器，具體實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)單片機(jī)軟件編程實(shí)現(xiàn)。 車模運(yùn)行速度調(diào)整時(shí)間相對(duì)很長(zhǎng)，此時(shí)，電機(jī)速度與施加在其上的電壓成正比。圖2. 6 電機(jī)在不同電壓下的速度 可以看出，電機(jī)運(yùn)動(dòng)明顯分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是加速階段；第二個(gè)階段為恒速階段。電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制是通過(guò)改變施加在其上的驅(qū)動(dòng)電壓實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)速度控制，就可以提高車模穩(wěn)定性，從而達(dá)到靜止的要求。 因此控制車模穩(wěn)定，需要下列兩個(gè)條件：（1）能夠精確測(cè)量車模傾角 的大小和角速度 的大??； （2）可以控制車輪的加速度 車模速度控制車模運(yùn)行速度是通過(guò)控制車輪速度實(shí)現(xiàn)的，車輪通過(guò)車模兩個(gè)