【正文】 易，所以決定用光電編碼器來實現(xiàn)電機的測速。雖然其體積小，不增加后輪負載，加工制作簡單，結構穩(wěn)定。 測速模塊選定另外需要一個速度傳感器安裝在主驅動齒輪上，通過齒輪傳過來的轉動信息，獲取后輪轉角和電機轉速。三、CCD攝像頭尋跡方案的優(yōu)點則是可以更遠更早地感知賽道的變化，但是信號處理卻比較復雜，如何對攝像頭記錄的圖像進行處理和識別，加快處理速度是攝像頭方案的難點之一。一、光電傳感器尋跡方案的優(yōu)點是電路簡單、信號處理速度快，但是其前瞻距離有限。 道路識別模塊選定通過學習前四屆飛思卡爾智能車競賽規(guī)則和往屆競賽相關技術資料了解到，路徑識別模塊是智能車系統(tǒng)的關鍵模塊之一，路徑識別方案的好壞，直接關系到最終性能的優(yōu)劣，因此確定路徑識別模塊的類型是決定智能車總體方案的關鍵。本次設計需要制作出一個能夠自主識別道路并行駛的智能車。然后，在第三章里介紹了車模機械性能的一些探索和改進，緊接著第四章和第五章分別介紹了智能車的硬件和軟件方面的設計。全文共由五個章節(jié)組成，第一章為緒論，二至五章為主體部分。并利用編碼器測速形成閉環(huán)的PID控制，提高控制的精確度和穩(wěn)定性。（2）、軟件設計：在軟件設計方面無線調試平臺軟件平臺為CodeWarrior IDE 開發(fā)環(huán)境不僅給程序調試帶來了很多方便，可以在計算機上調試各種控制算法的性能，還保證了賽車在調試過程中的運動軌跡的可控性。技術報告以智能小車的設計為主線，包括小車的構架設計、軟硬件設計，以及控制算法研究等。同時，采用PWM和PID技術，控制舵機的轉向和電機轉速。競賽秘書處制定如下比賽規(guī)則適用于各分賽區(qū)預賽以及最終決賽，在實際可操作性基礎上力求公正與公平參與，秘書處將邀請獨立公證人監(jiān)督現(xiàn)場賽事及評判過程。在本次競賽中參賽選手須使用競賽秘書處統(tǒng)一指定并負責采購競賽車模，采用飛思卡爾16位微控制器 MC9S12DG128作為核心控制單元，自主構思控制方案及系統(tǒng)設計，包括傳感器信號采集處理、控制算法及執(zhí)行、動力電機驅動、轉向舵機控制等，完成智能車工程制作及調試，于指定日期與地點參加各分賽區(qū)的場地比賽，在獲得決賽資格后，參加全國決賽區(qū)的場地比賽。半導體技術的發(fā)展的不平衡往往表現(xiàn)在存儲器上。當前在嵌入式領域8位、16位、32位的CPU種類繁多，各有定位和特色，且一個芯片中集成2個甚至3個CPU也不難見到。飛思卡爾公司的前身摩托羅拉公司半導體部，在過去10年中曾每兩年一屆，舉辦過五屆“Motorola”杯全國單片機應用設計競賽。 MC9S12DG128SCM山東科技大學學士學位論文 目錄目錄1 緒論……………………………………………………………1………………………………………………………1………………………………………………………2………………………………………………………22智能車的整體設計……………………………………………4…………………………………………………4………………………………………………………63智能車機械結構調整…………………………………………9…………………………………………………9…………………………………………………9…………………………………………………124硬件設計及說明…………………………………………14…………………………………………………14…………………………………………17……………………………………………………19…………………………………………………19 MC9S12XS128端口分配……………………………………………235軟件設計說明…………………………………………24…………………………………………………24 程序中S12單片機的時鐘初始化………………………………25 所用PWM模塊說明…………………………………………………25 模糊PID控制算法的實現(xiàn)…………………………………………27 MC9S12XS128端口分配……………………………………………32參考文獻…………………………………………33致謝…………………………………………34附錄一…………………………………………35附錄二…………………………………………58山東科技大學學士學位論文 緒論1緒論1全國大學生智能車競賽的計劃是在2005年暑假舉行的單片機嵌入式系統(tǒng)教書討論會上，由飛思卡爾公司的金功九博士建議的。 Laser sensors。while car steering control with PWM technology was streering and motor speed. CodeWarrior software development tools enable the design of programming and debugging work is guaranteed.All in all, the temper of our knowledge integration and practical ability to train great role.Keywords：Smart car。PID。路徑識別。在準備比賽的過程中，我們小組成員涉獵控制、模式識別、傳感技術、汽車電子、電氣、計算機、機械等多個學科，這次磨練對我們的知識融合和實踐動手能力的培養(yǎng)有極大的推動作用。本系統(tǒng)利用開發(fā)工具CodeWarrior進行編程開發(fā)，用BDM進行程序下載，利用串口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行在線調試。電機驅動采用基于MC33886全橋電機驅動芯片。山東科技大學學士學位論文 摘要摘 要智能車控制系統(tǒng)設計與調試是通過設計單片機的自動控制器控制模型車在封閉的跑道上自主循線運行，在保證不沖出跑道的前提下，跑完一圈的時間越小成績越好。我們通過對整體方案、電路、算法、調試、車輛參數(shù)的分析，硬件電路部分主要采用MC33886模塊穩(wěn)定、有力地驅動直流電動機和舵機，采用激光傳感器實現(xiàn)道路檢測，獲取賽道信息，反饋給單片機MC9S12DG128。軟件系統(tǒng)部分主要包括以下與路徑識別系統(tǒng)相關模塊的算法，同時車速檢測模塊采用光電編碼器檢測模型車速度，反饋給單片機形成閉環(huán)的PID速度控制；同時采用PWM技術控制舵機得轉向和電機轉速。這些工具的使用，使得軟件的設計編程和調試工作得到了保證。 關鍵詞：智能車。激光傳感器。MC9S12DG128單片機ABSTRACTIntelligent Vehicle control system design and debugging MCU is through the design of automatic controller model car in a closed runway independent line running through, ensuring the car is not out of the premise of the runway,finish the lap time for the less used the better results.Through the whole program,circuit,algorithm,debug,annalysis of vehicle parameters,we decided to use some of the major MC33886 hardware module that can stabilize a powerful DC motor and servo laser sensors to achieve the road test in result to get track information,and finally feedback to the microcontroller MC9S12DG128. Software systems, including some major recognition system associated with the path of the algorithm module in addition to vehicle speed detection module uses optical encoders to detect model car speed,the purpose is that you can form a closed loop of the PID speed control。 Path identtification。 PID。我們得知，韓國至今已舉辦過5屆，不但得到飛思卡爾公司的贊助，還得到了韓國著名制造商的贊助。比賽方式是參賽人提出單片機應用的創(chuàng)意，經(jīng)過專家評審選出30~50個應用方案，然后再由公司提供8位、16位、32位以及DSP傳感器等產(chǎn)品的樣片和開發(fā)工具，用四個月的時間完成，并進行決賽，比賽對參賽人的背景沒有限制此類競賽對中國單片機的推廣應用已經(jīng)起到了一定的促進作用。更復雜的應用可以使用多個CPU的分布式系統(tǒng)，因此CPU的運算能力不再是設計者首先考慮的。因此有人提出，嵌入式系統(tǒng)的設計應該不再以CPU為核心，而是以存儲器為核心。參賽隊伍之名次（成績）由賽車現(xiàn)場成功完成賽道比賽時間為主，技術方案及制作工程質量評分為輔來決定。 課題內容和意義智能小車以飛思卡爾16位微控制 MC9S12DG128B作為唯一的核心控制單元，電機驅動芯片選用了MC33886，采用激光傳感器采集圖像循線，實現(xiàn)了通過記憶算法解決跑道的S型的難題。路徑參數(shù)的準確計算是智能小車控制的前提，采用隨動控制來識別路徑，更能準確的來控制小車速度。整個智能汽車制作過程中，我們主要做了以下工作：（1）、硬件設計：在硬件電路方面，精心設計了激光傳感器電路和驅動電機電路；同時，為了調試方便和根據(jù)場地等外界環(huán)境需要，設計了速度顯示和LCD輸出硬件電路，并且加入了無線調試的硬件接口電路。（3）、控制算法的研究：通過對激光傳感器進行處理，從而獲得準確的賽道信息。 本文結構本文采用先總后分的結構，對系統(tǒng)設計和調試的各部分進行了介紹，突出強調了系統(tǒng)機械結構、硬件電路和軟件程序的統(tǒng)一。首先，基于競賽為背景以及相關的參考文獻，在第二章里引出了智能車的整體設計策略，確定了系統(tǒng)總體框架。 48山東科技大學學士學位論文 智能車的整體設計２智能車的整體設計本章主要簡要地介紹智能車系統(tǒng)總體方案的選定和總體設計思路，在后面的章節(jié)中將整個系統(tǒng)分為機械調整、控制模塊、控制算法等三部分對智能車控制系統(tǒng)進行深入的介紹分析。在模型車的制作過程中，最關鍵的問題就是如何探尋黑線，如何施以合適的控制策略來確保小車在不違背規(guī)則的前提下沿賽道盡可能快速穩(wěn)定的前進。而目前能夠用于智能車輛路徑識別的傳感器主要有光電傳感器和激光傳感器、攝像頭傳感器。二、激光傳感器相對前者而言電路復雜一些，但前瞻距離較前者遠，能及時預測道路信息；激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。在比較了三種傳感器優(yōu)劣之后，考慮到CCD傳感器圖像處理的困難以及前瞻距離后，決定選用應用廣泛的激光傳感器，相信通過選用大前瞻的激光傳感器，加之精簡的程序控制和較快的信息處理速度，激光傳感器還是可以極好的控制效果的。有以下方案：方案一 光電傳感器 可以對齒輪打孔，采用直射型光電傳感器，通過間斷接收到的紅外光，產(chǎn)生電脈沖信號，獲取轉動角度和電機轉速。但是精度不準，易受外界的干擾。 電源模塊選定 。方案二、采用升降壓芯片集成的小芯片體積小，重量輕，易于安裝，更能節(jié)省空間，所以最后決定采用一系列的升降壓芯片來實現(xiàn)各個模塊的電源需求。通過設計基于Freescale 公司開發(fā)的MC9S12DG128單片機的自動控制器控制模型車在封閉的跑道上自主循線運行。設計自動控制器是制作智能車的核心環(huán)節(jié)。作為能夠自動識別道路運行的智能汽車，車模與控制器可以看成一個自動控制系統(tǒng)。其中，以單片機為核心，配有傳感器，執(zhí)行機構以及它們的驅動電路構成了控制系統(tǒng)的硬件。因此自主控制器設計可以分為硬件電路設計和控制軟件兩部分。各模塊的作用如下：MC9S12DG128B主控模塊作為整個智能車的“大腦”，將采集光電傳感器、光電編碼器等傳感器的信號，根據(jù)控制算法做出控制決策，驅動直流電機和伺服電機完成對智能車的控制。電源模塊為整個系統(tǒng)提供合適而又穩(wěn)定的電源。速度檢測模塊檢測反饋智能車后輪的轉速，用于速度的閉環(huán)控制。軟件系統(tǒng)設計：鑒于競賽規(guī)則要求，智能車系統(tǒng)采用飛思卡爾的16位微控制器MC9S12DG128B單片機作為核心控制單元用于智能車系統(tǒng)的控制。為了對賽車的速度進行精確的控制，在智能車后軸上安裝光電編碼器，采集車輪轉速的脈沖信號，經(jīng)MCU捕獲后進行PID自動控制，完成智能車速度的閉環(huán)控制。在今后的章節(jié)中，將對整個系統(tǒng)機械結構、硬件模塊和軟件模塊等三個方面的實現(xiàn)進行詳細介紹。從而再針對具體的設計方案來調整賽車的機械結構，并在實際的調試過程中不斷的改進和提高。按照比賽規(guī)則，小車由主辦方統(tǒng)一提供。主銷后傾角是指在縱向平面內主銷軸線與地面垂直線之間的夾角。所以主銷后傾角越大，車速越高，前輪自動回正的能力就越強，但是過大的回正力矩會使車輛轉向沉重，通常主銷后傾角值應設定在1176?，F(xiàn)代汽車由于速度增高、輪胎氣壓降低、彈性增加，所以穩(wěn)定力矩也增加，因此后傾角可以減小到接近于0176。鑒于以上模型車