【正文】 存器，可用于事件計(jì)數(shù)、時序發(fā)生、PWM 等；有的器件更具有可實(shí)現(xiàn)異步、同步及多址訪問串行通信接口,可方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信等應(yīng)用；具有較多的 I/O 端口，最多達(dá) 6*8 條 I/O 口線； P0 、 P1 、 P2 端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入； 12/14 位硬件 A/D 轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá) 200kbps ，能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用；實(shí)現(xiàn)兩路的 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換；硬件IIC串行總線接口實(shí)現(xiàn)存儲器串行擴(kuò)展；以及為了增加數(shù)據(jù)傳輸速度，而采用直接數(shù)據(jù)傳輸（ DMA ）模塊。如果晶體振蕩器在用做 CPU 時鐘 MCLK 時發(fā)生故障， DCO 會自動啟動，以保證系統(tǒng)正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復(fù)位。上電復(fù)位后，首先由 DCOCLK 啟動 CPU ，以保證程序從正確的位置開始執(zhí)行，保證晶體振蕩器有足夠的起振及穩(wěn)定時間。在等待方式下，耗電為 ，在節(jié)電方式下，最低可達(dá) 。由于系統(tǒng)運(yùn)行時打開的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同。由系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時鐘。在 MSP430 系列中有兩個不同的系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)：基本時鐘系統(tǒng)和鎖頻環(huán)（ FLL 和 FLL+ ）時鐘系統(tǒng)或 DCO 數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)。因而可使其在 1MHz 的時鐘條件下運(yùn)行， 芯片的電流在 200400uA 左右，時鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有 。MSP430 單片機(jī)之所以有超低的功耗，是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷杭办`活而可控的運(yùn)行時鐘方面都有其獨(dú)到之處。MSP430 系列單片機(jī)的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時靈活方便。采用了精簡指令集結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式，簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令、寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運(yùn)算，還有高效的查表處理指令，在 8MHz 晶振下的指令周期為 125 ns 。17第三章 系統(tǒng)各模塊的原理與實(shí)現(xiàn)第三章 系統(tǒng)各模塊的原理與實(shí)現(xiàn) 主控制模塊MSP430系列單片機(jī)是美國德州儀器1996年開始推向市場的一種16位的超低功耗的混合信號處理器。遙控控制部分包括：遙控發(fā)射模塊，遙控接收模塊。整個系統(tǒng)可以劃分為遙控控制部分、小車控制部分以及信號檢測部分。采用自制遙控器——手持式儀表實(shí)現(xiàn)與小車的無線通信，并且能夠使小車在遙控、尋線和自動避障三種模式之間切換。（3） 系統(tǒng)化及標(biāo)準(zhǔn)化。（2） 智能化。它是以微機(jī)為核心，測控一體化的系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)又可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。（2） 控制系統(tǒng)。（1） 檢測系統(tǒng)。它是自動控制、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)和通信技術(shù)等多種學(xué)科、多種技術(shù)互相結(jié)合，互相滲透，綜合發(fā)展的新學(xué)科領(lǐng)域。從廣義上講，它包括以嵌入式處理為核心的智能儀器儀表、以PC機(jī)為核心的自動檢測系統(tǒng)和輔助專家系統(tǒng)。測控系統(tǒng)本質(zhì)上是通過對信息的獲取和處理，實(shí)現(xiàn)物理過程的控制，并實(shí)現(xiàn)一定意義上的“最佳”。它是一個相當(dāng)?shù)湫偷默F(xiàn)代測控系統(tǒng)，是現(xiàn)代測控技術(shù)的典型應(yīng)用。本設(shè)計(jì)就把這一設(shè)想基本變成了現(xiàn)實(shí)，小車?yán)脗鞲衅鲗?shí)現(xiàn)了對小車的智能控制，使它可以沿地面黑線行走，還可以躲避前方的障礙物，實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)代機(jī)器的基本智能控制。它在軍事、民用和科學(xué)研究等方面已獲得了應(yīng)用，對解決道路交通安全提供了一種新的途徑。在算法上，利用矢量分解法、PID算法等對小車的運(yùn)行進(jìn)行控制并能有效的改善其運(yùn)行軌跡。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，對普通的小車作了改進(jìn)，即用一個萬用輪來代替兩個前輪，使小車的轉(zhuǎn)向更加靈敏。充分運(yùn)用了430單片機(jī)的功能。因此它的研究與開發(fā)是一項(xiàng)非常有意義的工作。摘 要摘 要 自主反應(yīng)式智能系統(tǒng)是一種應(yīng)用廣泛的控制系統(tǒng)。對電路的分析和驗(yàn)證工作依靠智能化來完成，效率高。 本小車以MSP430超低功耗單片機(jī)為核心，研究小車避障尋跡的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，完成障礙檢測、避障、尋跡功能。本論文介紹了新型車的機(jī)械結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的硬件電路和實(shí)現(xiàn)算法。利用反射式紅外傳感器來尋跡、紅外一體化接收頭來檢測障礙物的位置，通過改變單片機(jī)產(chǎn)生的PWM方波的占空比，使其能在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)任意角度黑線和任意角度移動，還可以實(shí)現(xiàn)避障的功能。關(guān)鍵字：MSP430　　尋跡　 避障　　PWM PID 目 錄AbstractIndependence’s responding type intelligence system is a kind of applied extensive control system. Analyzing electric circuit and verifying a work depends on the intelligence to plete, its efficiency is high. So its research and development is a very meaningful works.With the core of 430microputer and at the foundation of SHARK, the small car can plete an obstacle examination, avoiding stumbling block and looking for vestige function, making full use of 430microputer. This thesis introduced machine structure, homologous hardware electric circuit and the calculate way of the intelligence small car. Making improvement to the mon car on the machine structure, we use a perfect wheel to make the car turning more easily. And we use some sensors to look for vestige and avoid stumbling block. By change the empty ratio of PWM, the car can arbitrarily move with any angle of the black line within the scope of the design. On the calculate way, we use vector deposition method、PID to control the car and improve its track.Key word: MSP430 looking for vestige avoiding stumbling block PWM PID目 錄第一章 緒論 1 現(xiàn)代測控技術(shù)概述 1 現(xiàn)代測控技術(shù)的定義 1 現(xiàn)代測控技術(shù)的發(fā)展趨勢 2第二章 多功能智能小車整體系統(tǒng)介紹 3第三章 系統(tǒng)各模塊的原理與實(shí)現(xiàn) 5 主控制模塊 5 5 7 尋跡模塊 11 避障模塊 14 電機(jī)控制模塊 18 無線控制模塊 22 電源模塊 25第四章 控制算法及優(yōu)化 27 尋跡算法 27 巡線算法 28 搜線算法 29 避障算法 29 轉(zhuǎn)彎控制算法 31第五章 總 結(jié) 33第六章 致 謝 35參考文獻(xiàn) 371 第一章 緒論 第一章 緒論智能遙控車輛是一個運(yùn)用計(jì)算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航、人工智能及自動控制等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、規(guī)劃決策和自動行駛為一體的高新技術(shù)綜合體。隨著世界上高速交通工具的不斷發(fā)展，能自動躲避障礙物沿已定的線路實(shí)現(xiàn)自動駕駛的智能汽車一定會有很好的發(fā)展前景。利用無線模塊實(shí)現(xiàn)了對智能小車的遠(yuǎn)程遙控，可以控制小車的前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)彎，右轉(zhuǎn)彎，暫停以及實(shí)現(xiàn)尋跡模式、避障模式、遙控模式三種不同模式之間的轉(zhuǎn)換。 現(xiàn)代測控技術(shù)概述現(xiàn)代意義上的檢測與控制系統(tǒng)是以微型計(jì)算機(jī)為核心，完成較高層次自動化檢測并實(shí)現(xiàn)過程控制，在不同程度上具有“智能”的系統(tǒng)?，F(xiàn)代檢測技術(shù)涉及測量、檢驗(yàn)、故障診斷、信息處理和決策輸出等多種技術(shù)。 現(xiàn)代測控技術(shù)的定義現(xiàn)代測控技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)信息基礎(chǔ)上的一門新興技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)自動測量和計(jì)算機(jī)控制兩大部分。測控系統(tǒng)按任務(wù)的不同，可以分為三大類，即檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和測控系統(tǒng)。它單純以測試或檢測為目的，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，所以又稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它單純以控制為目的，使控制對象實(shí)現(xiàn)預(yù)期的要求。（3） 測控系統(tǒng)。 現(xiàn)代測控技術(shù)的發(fā)展趨勢（1） 系統(tǒng)功能的綜合性。所謂智能，是指能隨外界環(huán)境條件的變化，具有確定正確行動的能力，也即具有人的思維以及思維做出決策的能力。 3