文档介绍：第一届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车邀请赛
技术报告
参赛选手
张振宇吴耀范哲
指导教师
徐鹏飞
2006年 8月
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定,即:参赛作品著作权归参赛者本人,比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料,并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名: 张振宇
参赛队员签名: 吴耀
参赛队员签名: 范哲
带队教师签名: 徐鹏飞
日期:2006年8月
摘要 5
1 绪论 3
项目背景及目的 3
本文研究重点及方法 3
论文构成 4
2 系统总体方案设计 5
设计思路简要说明 5
寻线传感器方案设计 5
光电传感器 5
排布方案选择及原理说明 6
6
3 系统硬件电路设计 8
总体方案设计 8
硬件选型 8
硬件结构设计框图 8
各功能模块电路设计 9
控制单元 9
供电单元 10
信号采集单元 11
电机驱动单元 12
舵机驱动单元 13
4 系统软件设计 14
系统控制核心算法结构 14
系统软件功能模块设计 15
15
15
PID算法 15
光电传感器信号采集处理及小车状态检测校正算法 16
软件设计流程 17
5 总结 19
说明 19
系统实验过程简介 19
试验所得参数 20
智能汽车技术指标 20
目前尚存在的不足与改进方向 20
附录A 智能车软件程序(核心程序部分) 21
标题:基于freescare16位单片机MC9S12DG128的寻线小车设计与实现
摘要
该项目以第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车为依托,主要目的是以组委会提供统一智能车竞赛车模、单片机HCS12开发板、开发软件Code Warrior和在线调试工具等材料为基础,在车模平台基础上,制作一个能够自主识别路线的智能车,在专门设计的跑道上进行自动识别道路行驶。
我们以MC9S12DG128为核心控制器,以反射式光电开关管、D等组合作为循线传感器使用。而电机驱动则采用组委会提供的H桥型驱动芯片mc33886,并以自制编码器作为小车速度检测传感器,结合锁相环技术构成闭环控制系统。软件方面采用循查的方式对光电传感器检测到的信号进行数据处理,并对小车行驶状态在一定程度上进行记忆,以使得小车能更好的进行循线运行。
本文主要介绍该平面道路自主循线系统设计方案,循线传感器使用及布局方法及原理,系统软硬件设计,智能车系统调试过程。
最后本文还对我们小组前、后期的工作做了一个阶段性的总结。
关键词:
第一章绪论
项目背景及目的
“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛是在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCS12单片机为核心的大学生课外科技竞赛。使用大赛组委会统一提供的竞赛车模、转向舵机、直流电机和可充电式电池,采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12DB128B作为核心控制单元,自主构思控制方案及系统设计,包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、电机驱动、转向舵机控制等,完成智能车工程制作及调试,于指定日期与地点参加场地比赛。比赛成绩主要由赛车在现场成功行驶完赛道的时间为主。
比赛要求控制器必须采用MC9S12DB128B作为系统唯一控制处理器。系统开发工具及在线调试工具可以自选(可选择使用CodeWarrior ,选择清华大学制作的BDM调试工具进行在线调试)。车模可以改装,但改装部位,及改装后其长宽尺寸都有限制。这就要求我们在有限材料和有限时间的条件下学习掌握S12单片机的整套开发系统的使用方法,并能根据自身所学的有关力学、机械学、计算机技术、数模电和检测技术等知识自主设计开发一套完整的自助循线行驶系统。这是对我们的将所学各学科知识综合运用和动手实践能力的很好的培养。对我们这样在大学四年里很少有机会参加科技实践的学生来说是一次很好的机会。
国内外相关研究状况
在国外,相关赛事在韩国从2000年开始已经举办了近六届,每年韩国大约有100余支大学生队伍报名并参赛,该项赛事在韩国取得了很好的成功。深受高校及大学生的欢迎,并得到了企业界的极大关注。
参考韩国相关比赛中成功的案例,以及清华大学的介绍,我们看到他们的