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根据HCSl2单片机和MC9S12DGl28B系列MCU完成智能车体系的规划

基于HCSl2单片机和MC9S12DGl28B系列MCU实现智能车系统的设计-“飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国,是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池,参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车,在专门设计的跑道上自动识别道路行驶,谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高,谁就是获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识,对学生的知识融合和实践动手能力的培养,具有良好的推动作用。我校于2007年8月参加第三届大学生智能模型车竞赛,并取得三等奖的好成绩。

导言

“飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国,是韩国汉阳大学轿车操控试验室在飞思卡尔半导体公司赞助下举行的以HCSl2单片机为中心的大学生课外科技比赛。组委会供应一个规范的轿车模型、直流电机和可充电式电池,参赛部队要制造一个可以自主辨认途径的智能车,在专门规划的跑道上主动辨认路途行进,谁最快跑完全程而没有冲出跑道而且技能陈述评分较高,谁便是获胜者。其规划内容涵盖了操控、形式辨认、传感技能、轿车电子、电气、核算机机械、动力等多个学科的常识,对学生的常识交融和实践着手才能的培育,具有杰出的推进作用。我校于2007年8月参与第三届大学生智能模型车比赛,并获得三等奖的好成绩。

1、体系分析

智能车体系一般由电源模块传感器模块、直流电机驱动模块、途径辨认模块、通讯及调试模块、单片机模块等组成。

本智能车的中心处理单元选用飞思卡尔半导体公司的MC9S12DGl28B系列MCU,体系框图如图l所示,本智能车的规划选用了多模块技能:运用反射式红外传感器规划途径检测模块和速度监测模块;采甩PWM技能,操控舵机的转向和电机转速:体系还扩展了液晶显现屏和键盘模块完结人机交互操作,以便于智能车的相关参数调整。此外,PID寻迹算法结合ABS(Anti—skid Brake System.:防抱死体系)技能,使咱们的小车能在弯曲的赛道上以较快的速度安稳行进。

根据HCSl2单片机和MC9S12DGl28B系列MCU完结智能车体系的规划

2、体系硬件规划

2.1 电源部分硬件各部分所需的电源巨细不一样,为满意这一要求,本体系对电源部分进行规划。供电电源为配发的规范车模用7.2V 2000mAh Ni—cd蓄电池,经过稳压芯片别离供应6V、5V电压以及接地端。6V稳压电路如图2所示。其间6V电压供应伺服电机,5V的电压供应单片机体系、途径辨认的光电传感器和接收器电路、车速传感器电路,LCD显现电路。在电路规划中,考虑到因为电机驱动所引起的电源输出不安稳(主要为瞬态脉冲),在电源输出端,各芯片电源引脚都加入了滤波电路。为了防止因为驱动电机滚动时所引起的电磁搅扰,在印制板上做了敷铜处理,将电路中的“地”与敷铜面相衔接。

2.2 信息收集模块在该模块中包含速度信息收集和方位信息收集两个子模块,别离收集智能车当时的方位信息和速度信息,并将收集到的信息传给MCU,其间心是反射式红外传感器。测速传感器装置于智能车右后轮邻近,在接近车轮的轴上贴一黑白相问、36等分的圆盘,用反射式红外传感器检测黑线,经过对黑色标志的记数可得车轮转过一周所用的时刻T,经过公式进行核算即可得到智能车当时的运转速度V。

2.3 信息处理模块信息处理模块包含信息处理和操控模块,其间心是MCU,MCU接收到收集来的信号,对信号进行处理后作出判别,并宣布操控指令。

2.4履行模块该模块包含了驱动电机和舵机,当接收到MCU的指令后便履行相应的操作,一起信息收集模块又收集到电机和舵机的状况信息,反馈给MCU。然后整个体系构成一个闭环体系,在运转过程中,体系主动调理而到达正确行进的意图。

用芯片MC33886来驱动电机,经过调理加在电机两头的电压操控电机的转速然后操控小车的速度。运用芯片的全桥操控,对电机进行反接制动。由试验知,运用单片芯片的时分发热严峻,以致芯片过热而主动维护。为此咱们采取了三项办法来处理芯片发热问题:一、多片并联,减小单片的经过电流;二、在MC33886上部加装散热片;三、在电路板上留有大片覆铜区,经过片子的下部与覆铜区紧贴,进行散热。为了进步散热作用,在片子的上下外表都涂有导热硅脂,使其与散热片和覆铜区紧贴。由试验知,驱动芯片可以安稳运转。

2.5人机交互模块 在该模块中包含了按键输入与LCD液晶显现,其间按键用于调理小车的作业形式,一起也用于调理小车行进时所需的一些参数;结合LCD液晶显现,然后使整个小车体系更具人性化。

3、体系软件规划

软件规划是整个体系的重要组成部分之一,软件规划是否合理直接影响智能车能否安稳行进。飞思卡尔MC9S12DGl28B系列单片机可运用C言语和汇编言语来编写源代码,运用C言语编写更为简略和易于移植。在IAR环境下编写源代码,经编译生成十六进制文件后可以经过JTAG下载到程序存储器中,而且可以在线调试和修正,大大进步了开发功率。本体系软件包含主程序、体系初始化子程序、液晶显现屏子程序、按键子程序、定时器中止服务程序等。各子程序可以完结相对独立的功用,而主程序需求完结以下使命:

(1)初始化各功用子模块:

(2)检测用户按键输入;

(3)调用各子模块的功用;

(4) 和谐分配各子模块占用的体系资源。其体系操控流程如图3所示。

4、 结束语

本论文结合实际规划经历,从智能车的硬件规划、软件规划等方面评论了智能车怎么可以平稳运转。在规划中发现挑选适宜的器材、选用合理的操控算法、规划合理的软件程序是决议智能车能否快速、平稳行进的要害。

责任编辑:gt

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