智能车电磁组—天津工业大学—磁导航二队 技术报告
天津工业大学磁导航二队技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：天津工业大学队伍名称：天津工业大学磁导航二队参赛队员：陈帅高鹏王银鹏指导老师：荣锋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五届“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：带队教师签名：日期：摘要本文介绍了飞思卡尔电磁组智能车系统。
本智能车系统是以飞思卡尔16 位单片机MC9S12XS128 为核心，用电感检测赛道导线激发的电磁信号，AD 采样获得当前传感器在赛道上的位置信息，通过控制舵机来改变车的转向，用增量式PID进行电机控制，用MATLAB、AUTOCAD等软件进行软硬件设计，用编码器来检测小车的速度，共同完成智能车的控制。
关键字：电磁、MC9S12XS128、AD、PIDAbstractThis article introduce the Freescale intelligent vehicle system of electromagnetic. This intelligent vehicle system use the micro-controller unit MC9S12XS128 as micro-controller, use mutual inductance coil collection track information, use AD to extract the current information on the line, to change the car’s direction by controlling the servo steering,use an incremental PID to control motor,use MATLAB、AUTOCAD and relative software to design both hardware and soft ware, and we use rotary encoder to calculate the speed of the car, and all of these make it possible to control the car.Key words: MC9S12XS128 PID Magnetic AD目录第一章：引言 (1)第二章、机械结构及布局设计 (3)2.1磁场及相关知识 (3)2.1.1电磁传感器特点 (3)2.2.传感器的布局 (4)2.3智能车底盘的研究 (5)2.4 舵机安装 (12)第三章、硬件电路设计 (15)3.1、信号采集电路模块 (15)3.2、电源电路模块 (16)3.3、电机驱动电路模块 (17)3.4、主控板电路模块 (17)3.5、起跑线检测模块 (19)第四章、软件设计 (21)4.1、系统整体流程图 (21)4.2、舵机转角控制策略 (21)4.3、速度控制策略 (21)4.4、PID算法 (22)4.4.1、PID算法简介 (22)4.4.2、PID三个参数的作用 (23)4.4.3、PID参数调节的一般方法 (24)第五章、开发平台及调试工具 (27)5.1、code warrior开发调试平台 (27)5.2、labview串口调试工具 (28)5.3、无线发射接收 (29)第六章、小车硬件参数 (31)第七章、总结与体会 (33)7.1、所学所想 (33)7.2、本系统的特点 (34)7.3、系统存在的问题 (34)7.4、今后的改进措施 (34)参考文献 (37)附录A 智能车源程序 (I)第一章：引言“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的一项以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。
智能车创新活动实践报告
智能车创新活动实践报告引言智能车技术作为当前热门的创新领域之一，引起了广泛的关注和研究。
为了更好地提升学生们的动手能力和创新意识，我们开展了智能车创新活动。
本文将对此次活动进行详细的实践报告和总结。
活动目标和任务本次智能车创新活动的主要目标是培养学生们的实际动手能力和创新思维，同时增强他们对电子技术和程序设计的理解和运用。
通过设计和制作智能车，学生们需要完成以下主要任务：1. 载货检测：智能车需要能够识别并正确装载、卸载货物。
2. 障碍物避免：智能车需要具备避免障碍物并调整路径的能力。
3. 自动导航：智能车需要能够自主导航到指定的目的地。
活动步骤1. 学习基础知识：在活动开始之前，我们安排了一系列的培训课程，让学生们了解智能车的原理和基础电子知识，以及相关的程序设计技术。
2. 实际制作：学生们在实践中进行智能车的设计和制作。
他们需要选择合适的传感器、电机、驱动板等组件，并通过焊接和接线等方式进行连接和固定。
3. 软件编程：学生们使用编程语言编写智能车的控制程序，实现机器视觉、障碍物避免和自动导航等功能。
他们需要学习和运用相关的算法和控制理论。
4. 测试和优化：学生们在车辆完成后进行测试，并根据测试结果对智能车进行系统性调整和优化，以提高其稳定性和性能。
5. 展示和竞赛：学生们完成智能车制作后，举行了一场展示和竞赛活动。
他们展示了智能车的功能和性能，并进行了比赛。
这不仅让学生们互相学习和交流经验，还增加了他们的动力和激情。
实践成果通过智能车创新活动，我们取得了以下成果：1. 学生们的动手能力和创新思维得到了大大提升。
他们学会了从零开始设计和制作智能车，并且在软件编程方面取得了突破。
2. 学生们对电子技术和程序设计有了更深入的理解。
他们通过实践掌握了一些常见的传感器和电路连接方法，并学会了运用编程语言实现智能车的自主功能。
3. 学生们的团队协作能力得到了锻炼和提升。
在活动过程中，他们需要组成小组，共同合作解决问题，这培养了他们的团队意识和协作能力。
智能车磁导航中的信号调理电路设计
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｒ ａ ；ｍａ ｅ ｉ ｅｄ；ｃ ｉ；ｃｒ ｕ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｍａ ｔ ｒ ｃ ｎ ｇ ｔ ｆｌ ｃｉ ｏ１ ｉ ｉ ｃ
磁导航组是即将举办的 ２１ ０ ０年 第 五 届 全 国 大 学 生 “ 飞 思卡尔” 杯智 能 汽 车竞 赛 中 首 次 引入 。 赛 制 规 定 ， 赛 道 中 新 在 心 线 下 铺 设 漆包 线 ，其 中通 有 ２ Ｈ ， １０ｍ 的交 变 电 ０ｋ ｚ／ ０ Ａ ＝ 流 ， 率 为 （Ｏ ２ Ｈ ， 流 为 ５ ～ ５ Ａ， 求 电磁 组 不 允 频 ２ ± ）ｋ ｚ 电 ０ １０ｍ 要 许 通 过 获 取 道 路 的光 学 信 息 进 行 路 径 检 ￣ ［ 只 能 通 过 检 测 ｌ１ Ｊ。 １ 漆 包 线 周 围 的 磁 场 来 引 导 小 车 沿 着 载 流 线 行 驶 。 从 工 作 频 率 、 出信 号 的 大 小 、 件 成 本 、 场 强 度 等 方 面 综 合 考 虑 ， 输 器 磁 最 适 合 用 于磁 导 航 赛 道 检 测 的传 感 器 就 是 感 应 线 圈［１ 测 ２ 。检 － ３ 线 圈 安 装 在 智 能 车 体 上 后 ． 能 车 前 进 过 程 中线 圈 与 导 航 载 智 流 线 之 间 的 空 间 方 位 决 定 了 线 圈 输 出 的 感 应 电 动 势 ， 配 接 再 适 当 的 信 号 调 理 电路 ，将 检测 线 圈 输 出 的 电 信 号 经 过 放 大 、
智能车电磁组完整程序
智能车电磁组完整程序一、引言智能车电磁组是智能车的重要组成部份，通过电磁感应技术实现对周围环境的感知和反应。
本文将详细介绍智能车电磁组的完整程序，包括硬件设备和软件算法。
二、硬件设备智能车电磁组所需的硬件设备主要包括以下几个部份：1. 电磁传感器：采用高精度电磁传感器，能够准确感知周围环境的电磁信号。
2. 控制器：使用嵌入式控制器，如Arduino或者Raspberry Pi，作为智能车的主控制单元，用于接收电磁传感器的数据并进行处理。
3. 机电驱动器：用于控制智能车的机电，根据电磁传感器的数据调整车辆的速度和方向。
4. 电源模块：提供电力供应，确保智能车电磁组正常运行。
三、软件算法智能车电磁组的软件算法主要包括以下几个方面：1. 数据采集：通过电磁传感器采集周围环境的电磁信号数据，包括强度和方向等信息。
2. 数据处理：对采集到的电磁信号数据进行处理，包括滤波、噪声消除等，以提高数据的准确性和稳定性。
3. 环境感知：根据处理后的电磁信号数据，判断周围环境的情况，如是否存在障碍物、障碍物的位置和距离等。
4. 决策与控制：根据环境感知结果，智能车电磁组会做出相应的决策和控制，调整车辆的速度和方向，以避免碰撞或者与目标物保持一定距离。
5. 数据存储与分析：将采集到的电磁信号数据进行存储和分析，以便后续的优化和改进。
四、程序流程智能车电磁组的程序流程如下：1. 初始化：对硬件设备进行初始化，包括电磁传感器、控制器、机电驱动器等。
2. 数据采集：通过电磁传感器采集周围环境的电磁信号数据。
3. 数据处理：对采集到的电磁信号数据进行处理，包括滤波、噪声消除等。
4. 环境感知：根据处理后的电磁信号数据，判断周围环境的情况。
5. 决策与控制：根据环境感知结果，智能车电磁组会做出相应的决策和控制，调整车辆的速度和方向。
6. 数据存储与分析：将采集到的电磁信号数据进行存储和分析。
7. 循环执行：以上步骤会循环执行，以实时感知和响应周围环境的变化。
智能车电磁组技术报告
3.2
电磁传感器模块设计
电磁传感器部分是电磁组小车最重要的模块之一，能够对变化的磁场信号作 出灵敏的检测，对道路状况的检测起着至关重要的作用。 挑选电感的时候要选择磁芯磁导率大的， 电感圈数比较多的， 等效内阻小的。 综合考虑后选择 10mH 的工字电感。根据并联谐振电路的频率，带入频率可以 得到电容大小。公式为 f=1/2 ߨ √ LC。其中 L=10mH,得到 C=6.33nF。故本系统 选取 10mH 电感和 6.8nF 电容作为 LC 谐振电路， 产生感应电流， 再通过滤波、 放大、 检波， 然后将结果送入单片机 AD 进行相应的处理， 以判断赛道当前 信息。 我们的电路图如下所示：
2.4
舵机的安装方法
根据上一届的经验可知，舵机的安装有两种方法，一种是卧式的安装，一种 是直立式的安装方法，在上一届的比赛中我们采用的是直立式的安装方法。卧式 的方法是车模默认的安装方法， 但是它存在着安装后会导致左右两边的轮子连杆 不等长的问题，这样间接就导致了舵机对左右两边响应时间以及作用力的不同， 给实际的智能车的跑动带了不小的误差。 因此我们采用了直立式的舵机按法，完美的解决了这一问题，只是在机身的 安装高度上还需要我们进行多次的实验，以确定最佳的机身。
-2-
第九届全国大学生智能车竞赛
第一章 引言
1.1 概述
本文主要是个人分析了一下现在电磁车的一些基本知识和内容，通过大量地 阅读资料和分析理解，将整体的电磁车的制作系统的整理出来，为暑假的电磁车 的制作打下一个良好的基础。 本车以 MK60DN512ZVLQ10 为 MCU， 下文将会一并介绍智能小车的控制机 械结构， 软硬件的电路以及一些现在比赛规则中要求的新型的跑道的问题的一些 创新性的解决方法。 飞思卡尔全国大学生智能汽车竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技 竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学 生科技竞赛之一。 该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为 指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本 工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导 理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出 创造条件。 该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供 /购置规定范围内的标准硬软件技术平 台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生 组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过 程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车 电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术电子、电气、计算机、机械与 汽车等多学科专业的创意性比赛。该竞赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、 公平、公正的原则，保证竞赛向健康、普及，持续的方向发展。 电磁组的设置是在第五届开始的，为了扩展赛道检测的多样化和锻炼学生的 各项能力，赛方在原来的 CCD 组与光电组的基础上新增了以 20KHZ、100ma 交变电流（方波）为引导方式的电磁组，迄今为止电磁组已经举办到了五届。
第五届全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛决赛成绩汇总
华硕二队25.266
8
上海电力学院
电自二队30.211
江苏科技大学
鹰之歌32.969
浙江理工大学
天速星27.760
9
浙江师范大学
低空飞翔30.533
河海大学
荷风33.914
南京理工大学
南理工摄像头1队27.870
10
南京理工大学
南理工电磁1队30.758
三江学院
三电二队34.627
河海大学常州校区
9
华北赛区
电磁组8
光电组9
摄像头组8
学校名称
队伍名称
学校名称
队伍名称
学校名称
队伍名称
1
北京理工大学
星际航行者24.101
北京科技大学
北京科技大学
光电一队22.051
北京科技大学
北京科技大学
摄像头一队21.405
2
天津工业大学
天津工业大学
磁导航一队25.830
北京科技大学天津学院
战鹰队25.370
北京科技大学天津学院
华德创造1队30.866
华北电力大学
冲刺流星34.600
东北大学秦皇岛分校
东秦2队31.719
7
北京理工大学秦皇岛分校
无影31.334
哈尔滨工业大学
光电之星34.729
辽宁工程技术大学
流星二队33.192
8
大连理工大学
超级兔子32.784
大连大学
连大—光之影36.805
河北工业大学
河工机械队37.160
西部赛区
电磁组9
光电组8
摄像头组9
学校名称
队伍名称
基于磁导航的两轮智能车系统设计
ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｏ ｉ ｌ ｔ ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｔ ｈ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｕ Ｓ ｅ Ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｙ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｒ ＇ ｓ ｉ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ａｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｒ ＇ ｓ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ，ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ￣ ｏ Ｕ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ＤＣ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｄ ｉ ｒ ｖ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ － ｕ ｌ ｅ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｉ Ｄ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ，Ｓ Ｏ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｍａ ｔ ｒ Ｃ ｒ ａ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｓ ｍｏ ｏ ｔ ｈ，ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｆ ａ ｓ ｔ ｄ ｉｖ ｒ ｉ ｎ ｇ ．
Ｔ Ｐ ３ ６ ８ ． １ 文献标识码 Ａ 文章编号 １ ０ ０ ０ － ２ ５ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ｌ － ０ ０ １ ７ ５ 中图分 类号
Ｔ ｗｏ — Ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｄ Ｓｍａ ｒ ｔ Ｃａ ｒ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｎａ ｖ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
智能车电磁组报告参考模板
目录一．学分认定书 (XX)二．实验报告 (XX)三. 智能车制作研究报告 (XX)四．心得体会 (XX)五.附录：程序源代码 (XX)(要求：给出一级目录，宋体加粗，四号字,1.5倍行距。
)一．学分认定书（每个队员1份）二．实验报告实验一. 通用输入输出口和定时中断一、实验目的1. 掌握 MC9S12XS128 汇编语言对通用端口的操作指令。
2. 掌握程序中指令循环和跳转的方法。
3. 学会使用程序延时，并会大概估算延迟时间。
二、实验任务1. 将 PORTA 口接八位DIP 开关，PORTB口接七段数码管显示，PORTK控制四个数码管其中某一个显示。
2. 采用定时中断方式，利用八位DIP 开关输入二进制数，数码管显示其十进制数。
三、实验内容实验中每个通用输入输出端口要用到的寄存器都有两个，端口定义寄存器和端口方向寄存器。
以A 端口为例，端口定义寄存器为PORTA和端口方向寄存器为DDRA。
在MC9S12XS128的DATASHEET 上可以查到DDRA的地址是0x00(输入), DDRB的地址是0xFF(输出), DDRK的地址是0xFF(输出)。
则初始化端口PORTA、PORTB、PORTK 的语句为:void initGPIO(void){DDRA = 0x00;DDRB = 0xFF;DDRK= 0xFF;}置0 表示该位为接受输入位，置1 表示该位为输出位。
MC9S12DP256/DG128 中可以使用实时时钟或增强型定时器来完成定时功能，二者是相互独立的。
本实验中用实时时钟定时。
实时时钟的可以通过对外部晶振分频而得到一个定时中断。
RTICTL 是实时时钟控制寄存器，向该寄存器写入内容，通过查表会得到一个分频因子，外部晶振除以分频因子就是中断的频率了。
因为外部晶振频率是16MHz，要得到1ms中断一次，需要16000分频。
在MC9S12XS128的DATASHEET 上可以查到RTICTL设置为0x8F, 中断允许寄存器CRGINT设置为0x80（开中断）。
电磁组智能车简介
3.电机
4.舵机
5.车模
6.主控芯片电路板
四、编译环境
1、16位单片机所用编译软件：CodeWarrior
2、32位单片机所用编译软件：IAR
/*****************************************/ Volume serial number is 706C-C11E EXTI.H #ifndef _EXTI_H_ #define _EXTI_H_
Freescale Smart Car
电磁组智能车
2013 D车运行原理 控制方法 硬件介绍 编译环境
一、电磁组小车运行原理
1.车模通过感应由赛道中心导线产生的交变磁场进行路径检测
2.要让小车自己沿着赛道跑就要让小车能通过传感器的信号自动的识别当前所 处的位置，以及距离赛道中心的大概距离。我们通过制作传感器来采集模拟信 号，然后传给单片机，然后编程来实现小车位置的判别以及控制小车采取相应 动作。
Hello Tomorrow！
Thanks
/************************************* *******************************/ /*! * \brief Kinetis Identify * \return None * typedef enum exti_cfg * This is primarly a reporting function that { displays information zero_down = 0x08u, //低电平触发，内部下 拉 * about the specific CPU to the default rising_down = 0x09u, //上升沿触发，内部下 terminal including: 拉 * - Kinetis family falling_down = 0x0Au, //下降沿触发，内部下 * - package 拉 * - die revision either_down = 0x0Bu, Projects //跳变沿触发，内部下 Programs * - P-flash size 拉 * - Ram size one_down = 0x0Cu, //高电平触发，内部下 */ 拉 |void cpu_identify (void) //用最高位标志上拉和下拉 |{ zero_up = 0x88u, //低电平触发，内部上拉 | /* Determine the Kinetis family */ rising_up = 0x89u, //上升沿触发，内部上拉 | switch((SIM_SDID & falling_up = 0x8Au, //下降沿触发，内部上拉 SIM_SDID_FAMID(0x7))>>SIM_SDID_FAMID_S either_up = 0x8Bu, //跳变沿触发，内部上拉 one_up = 0x8Cu //高电平触发，内部上拉 HIFT) | { +----} exti_cfg; | case 0x0: void exti_init(PORTx, uint8 n, exti_cfg); | printf("\nK10-");
智能车光电组 天津大学 光电一队 技术报告
第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：天津大学队伍名称：天津大学光电一队参赛队员：李楠曹润周天熠带队教师：王建荣李燕青摘要本文以第七届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛为背景详细介绍了智能车系统的软硬件结构和开发流程。
采用1:10 的仿真车模，用激光传感器来识别赛道信息，以飞思卡尔半导体公司生产的16 位单片机MC9S12XS128 为核心控制器，在CodeWarrior IDE v5.1开发环境中进行软件开发，使赛车在跑道上沿着黑线以最快的速度行驶。
论文介绍了总体方案设计、机械结构设计、硬件电路设计、软件设计、无线通信子系统设计以及系统的调试与分析。
机械结构设计部分主要介绍了对车模的改进，以及三舵机随动系统的机械结构。
硬件电路设计部分主要介绍了智能车系统的硬件电路设计，包括原理图和PCB设计。
软件设计方面，主要介绍了三随动舵机的控制原理和电机的PID 控制策略。
为了直观显示赛车在赛道上高速前进过程中的某些关键参数，我们利用无线通信模块APC250来搭建了赛车和PC机之间通信的桥梁，这样使得整个调试过程有理有据。
关键词：飞思卡尔杯智能车；激光传感器；PID控制ABSTRACTThis paper introduces the hardware and software structure of smart car system and development process in the seventh “Freescale Cup” National Smart Car University Design Competition. Using 1:10 simulation models, getting road information with laser sensors and with Freescale Semiconductor company’s 16‐bit MCU MC9S12XS128 as the core, do the software development in the CodeWarrior IDE development environment and make car on the black line with the fastest speed.This paper introduces the overall design, mechanical design, hardware design, software design, wireless communication subsystem design, host computer monitoring subsystem design and system debug and analysis. Mechanical design shows the improvement of the car models, as well as mechanical structures of the three servo system. The section of hardware design introduces hardware circuit, including schematic and PCB design. For the software design, it introduces the theory of three-servo control and the strategy of PID control.In order to visually display the some key parameters in the process of car running, we make use of the wireless communication module named as APC250 to build the communication bridge between the car and the PC, which makes the whole testing process reasonable.Key words:“Freescale Cup”Smart Car;laser sensors; PID control目录第一章绪论........................................................................................................................ - 1 -1.1大赛简介 (1)1.2规则要求 (1)1.3论文结构 (2)第二章机械系统设计 (3)2.1车模整体结构 (3)2.2智能车差速机构调整 (3)2.3智能车后轮减速齿轮机构调整 (4)2.4智能车前轮定位的调整 (4)2.4.1主销后倾角 (4)2.4.2主销内倾角 (5)2.4.3车轮外倾角 (5)2.4.4前轮前束 (6)2.5智能车转向机构调整优化 (6)2.6智能车重心高度的调整 (9)2.7随动舵机及激光传感器的安装 (9)2.8测速模块的安装 (10)2.9车模整体组装图 (11)第三章硬件电路设计 (12)3.1主控板设计 (12)3.1.1电源管理模块 (12)3.1.2电机驱动模块 (13)3.2传感器模块设计 (17)3.2.1光电传感器原理 (17)3.2.2激光传感器的设计 (17)3.2.3坡道检测传感器的设计..................................................................................... - 18 -3.3人机交互模块设计 (19)第四章软件设计与调试 (21)4.1模块初始化 (21)4.1.1单片机选型 (21)4.1.2总线时钟初始化 (22)4.1.3 PWM模块初始化 (22)4.1.4 ECT模块初始化 (22)4.1.5 PIT模块初始化 (23)4.2光电传感器路径识别 (23)4.3弯道策略分析 (24)4.4速度闭环控制 (25)第五章总结 (28)5.1全文总结 (28)5.2存在的不足和改进方向 (28)参考文献 (29)附录源代码…………………………………………………………………………………. - 29 -第一章绪论1.1 大赛简介为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办全国大学生智能汽车竞赛。
智能车电磁组技术报告
第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：队伍名称：参赛队员：带队教师：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三届“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：带队教师签名：日期：目录第一章引言 (1)第二章机械结构部分 (2)2.1 舵机的固定与安装 (2)2.2 前轮的调整 (1)2.3 差速的调整 (1)2.4 整车重心的调整 (1)第三章传感器的选择和布局 (1)3.1 传感器的选择 (1)3.2 电磁感应线圈在磁场中的特性 (2)3.3 传感器布局 (1)3.3.1确定导线位置布局 (1)3.3.2前瞻设计 (1)第四章硬件电路模块 (1)4.1 控制器模块 (1)4.2 路径识别模块 (1)4.2.1感应线圈 (1)4.2.2信号选频放大 (1)4.2.3检波整流 (1)4.3 电源模块 (1)4.4 测速模块 (1)4.5 舵机使能控制电路 (1)4.6 电机驱动模块 (1)4.7 起跑线检测模块 (1)4.8 LCD液晶显示与键盘模块 (2)第五章智能车软件设计 (1)5.1 控制总流程 (1)5.2 导线位置提取 (1)5.3 系统控制算法 (1)5.3.1数字PID控制 (1)5.3.2转向控制算法 (1)5.3.3电机控制算法 (1)第六章开发与调试 (1)第七章智能车技术参数说明 (1)第八章鸣谢 (1)第九章总结 (1)参考文献 (1)附录A 程序代码 (1)第一章引言本智能小车以飞思卡尔16位微控制MC9S12XS128作为唯一的核心控制单元，采用电感线圈和干簧管获取道路信息，通过设计简单的PID速度控制器和简单的PID方向控制器实时调整小车的速度与转角。
智能小车电磁组技术报告
校内“飞思卡尔”竞速小车电磁组参赛成员：08季庚午（物理）08栾忠飞（电气）09郭鹏（物理）09王丽颖（电气）10范乐鹏（电气）指导老师：小车指导团队目录1 摘要-----------------------------------------------------------------------22 系统完成功能-----------------------------------------------------------23 系统方案论证-----------------------------------------------------------23.1系统总体方案------------------------------------------------------------------------------2 3.2.1硬件部分-----------------------------------------------------------------------------------2 3.2.2机械部分-----------------------------------------------------------------------------------2 3.2.3软件部分-----------------------------------------------------------------------------------2 3.2方案比较与论证----------------------------------------------------------------------------34 硬件结构设计及实现-------------------------------------------------44.1单片机----------------------------------------------------------------------------------------4 4.2路径信息采集模块-------------------------------------------------------------------------4 4.3舵机及电机驱动模块----------------------------------------------------------------------4 4.4测速模块-------------------------------------------------------------------------------------4 4.5电源系统-------------------------------------------------------------------------------------44.6单片机最小系统电路----------------------------------------------------------------------45 软件结构设计及实现--------------------------------------------------75.1寻迹算法-------------------------------------------------------------------------------------7 5.2舵机转角控制算法-------------------------------------------------------------------------7 5.3电机转速控制算法-------------------------------------------------------------------------7 5.4测速算法-------------------------------------------------------------------------------------2 5.5舵机PID控制算法-------------------------------------------------------------------------25.6电机PID控制算法-------------------------------------------------------------------------26 作品检测数据-----------------------------------------------------------107 不足及今后改进方向-------------------------------------------------10 附1 源程序----------------------------------------------------------------11 附2 小车图片-------------------------------------------------------------231 摘要第五届飞思卡尔杯智能汽车大赛首次加入了基于电磁传感器的寻线智能车，在地面铺设通有交变电流的引导线，在引导线周围激起交变的磁场，从而通过检测此磁场引导车辆行驶。
飞思卡尔智能车电磁组技术报告
第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告摘要本文以第十届全国大学生智能车竞赛为背景，介绍了基于电磁导航的智能赛车控制系统软硬件结构和开发流程。
该系统以Freescale半导体公司32 位单片机MK60DV510ZVLQ100为核心控制器,使用IAR6.3程序编译器，采用LC选频电路作为赛道路径检测装置检测赛道导线激发的电磁波来引导小车行驶，通过增量式编码器检测模型车的实时速度，配合控制器运行PID控制等控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度，实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。
同时我们使用集成运放对LC选频信号进行了放大，通过单片机内置的AD采样模块获得当前传感器在赛道上的位置信息。
通过配合Visual Scope，Matlab等上位机软件最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。
实验结果表明，该系统设计方案可使智能车稳定可靠运行。
关键字：MK60DV510ZVLQ100，PID控制，MATLAB，智能车第十届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告目录第一章引言 (5)第二章系统方案设计 (6)2.1系统总体方案的设计 (6)2.2系统总体方案设计图 (6)电磁传感器模块 (7)控制器模块 (7)电源管理模块 (7)编码器测速模块 (7)舵机驱动模块 (8)起跑线检测模块 (8)人机交互模块 (8)测距模块 (8)第三章机械结构调整与优化 (8)3.1智能车前轮定位的调整 (8)主销后倾角 (9)3.1.2主销内倾角 (9)3.1.3 前轮外倾角 (10)3.1.4 前轮前束 (10)3.2 舵机的安装 (11)3.3编码器安装 (12)3.4车体重心调整 (12)3.5传感器的安装 (13)3.6测距模块的安装 (14)第四章硬件电路设计 (15)4.1单片机最小系统 (15)4.2电源管理模块 (16)4.3电磁传感器模块模块 (17)4.3.1 电磁传感器的原理 (17)4.3.2 信号的检波放大 (18)4.4编码器接口 (19)4.5舵机驱动模块 (20)4.6电机驱动模块 (20)4.7人机交互模块 (21)第五章控制算法设计说明 (22)5.1主要程序流程 (22)5.2赛道信息采集及处理 (23)5.2.1 传感器数据滤波及可靠性处理 (23)5.2.2 位置偏差的获取 (25)5.3 控制算法实现 (27)5.3.1 PID算法原理简介 (27)5.3.2基于位置式PID的方向控制 (31)5.3.3 基于增量式PID和棒棒控制的速度控制 (31)5.3.4 双车距离控制和坡道处理 (33)第六章系统开发与调试 (34)6.1开发环境 (34)6.2上位机显示 (35)6.3车模主要技术参数 (36)第七章存在的问题及总结 (37)7.1 制作成果 (37)7.2问题与思考 (37)7.3不足与改进 (37)参考文献 (38)附录A 部分程序代码 (39)第十届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第一章引言随着科学技术的不断发展进步，智能控制的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。
磁导航智能车系统的设计与实现
① 磁场信号检测 可分 为交 变磁 场检 测和恒 定磁 场检测 ， 前者用来检测轨道 ， 后者用来检测起始线 。交 变磁场检测是检测轨道 中交变 电流产 生的交 变磁场 ， 可分为选频 、 放大和检波三个部分。选频 部分采用 Ｌ Ｃ 振荡 电路 ， 用来 提取给定频率 的磁场信号 ； 放大部分采
磁 导航智能车系统的设计与 实现
王元哲 ， 等
磁 导航 智能车 系统 的设计 与实现
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄ Ｒｅ ｌａ ｉｎ ｏ ｈ ｓｇ ｎ ａｉ ｔｏ ｆｔ ｅ ＳｍａｔＭ ａ ｎ ｔ ｖｇ ｔ ｎ Ｃａ ｙ ｔ ｍ ｚ ｒ ｇ ｅ ｉ Ｎａ ｉａｉ ｒＳ ｓ ｅ ｃ ｏ
１ 系统 的 总体设 计
磁导航智能车通过感应外界磁场环境 的变 化来获 取路径信息 ， 从而通过舵 机和 电机对 车辆进行 方 向和
速度 的控制 ， 达到 自主寻迹 的 目的。根 据系统 所需实
鉴于磁导航技术 的实用 价值 ， 飞思 卡尔杯 全 国大 学生智能汽车竞赛于 ２ １ ０ ０年新增 电磁组 比赛项 目， 其
用仪表用差动放大 电路 ， 差动放 大 电路 的设计 原理如
图 ２所 示 。
桥， 也可采用分立元件搭建 的 Ｈ桥式驱 动电路 。本 文 利用 分 立 元 件 搭 建 驱 动 电 路 ， 中 Ｍ Ｓ Ｅ 其 Ｏ Ｆ Ｔ选 用
Ｉ Ｆ ２５ 驱动芯片选 用 Ｉ２ ０ ， Ｒ ３０ ， Ｒ １４ 电机驱 动模块 原理如
２ ３ 电机 驱 动模 块 ．
路径信息采集模块对 车辆 与轨道 的相对位置和车 辆 行驶状态进行检测 ， 主要包括磁场信号检测 、 车辆姿
态检测和车速检 测三个部分 。各部分介绍如下 。
本文使用 Ｒ ３ ０Ｓ Ｓ８ 一Ｔ型号 的直 流 电机。该 电机在
电磁组 中山大学电磁组2队技术报告
第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：中山大学队伍名称：电磁2队参赛队员：李小锟黄志杰誉洪生带队教师：成慧钱宁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七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、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：带队教师签名：日期：摘要本论文中设计的智能车系统采用飞思卡尔公司的kinetisK60作为控制核心，以IRF3205和IRF4905为电机驱动模块，通过编码器获得电机速度信息。
使用由电感及放大电路组成的传感器获取赛道信息；在智能车控制方面，基于位置式及增量式的PID控制算法在高速行驶赛车的路径优化和速度控制上有着不错的效果。
为了提高车的速度和稳定性，我们使用VC、无线通讯模块、等多种调试工具。
结果表明，本系统可靠有效。
关键词：kinetisK60，IRT3205, IRF4905，PIDAbstractWe design the smart car system based on the control of kinetisK60 in this paper. We choose IRF3205 and IRF4905 to be the motor drive, and encoder to feedback the speed of the motor. We use electrical inductance to get the information of the track. During the control of the smart car, the positional PID and Increasing PID perform good on path optimization and speed control in high speeding pattern. In order to improve the speed and the stability of the smart car, we use kinds of methods, such as VC, wireless module . It turned out that the system is reliable and effective.Keyword：kinetisK60，IRT3205, IRF4905，PIDIII目录摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)第一章引言........................... 错误！未定义书签。
智能车电磁组技术报告
4.1.3 降压稳压电路设计二 ....................................................................................... 16 4.1.4 电源模块小结 ................................................................................................... 16 4.2 路径识别模块 ............................................................................................................... 17 4.3 电机模块 ....................................................................................................................... 18 4.4 舵机模块 ....................................................................................................................... 19 4.5 测速传感器模块 ........................................................................................................... 19 第五章 软件系统设计与实现 ..................................................................................................... 20 5.1 系统初始化 ................................................................................................................... 20 5.2 路径识别算法分析及选定 ............................................................................................ 20 5.3 基于电感线圈排布理论分析 ........................................................................................ 21 5.4 电感线圈传感器接收防干扰算法 ................................................................................. 24 5.4.1 结构化赛道导线之间干扰的消减 : ..................................................................... 24 5.4.2 电感线圈传感器之间的干扰的消减 ....................................................................... 24 5.4.3 车子上工作的 PWM信号和电机工作时产生的磁场对电感线圈干扰的消减 .............. 24 5.5 舵机控制算法 ............................................................................................................... 25 5.5.1 车体与舵机转角方向测定 ................................................................................. 25 5.5.2 舵机转向角度分配 ............................................................................................ 26 5.5.3 舵机 PID 整定 .................................................................................................... 26 5.6 电机 PID 速度控制算法 ................................................................................................ 26 5.6.1 测试开环与闭环控制响应曲线 ......................................................................... 27 5.6.2 测试开环控制下 PWM占空比与电机转速之间的关系 ..................................... 28 5.6.3 bang_bang 控制 ............................................................................................... 29 5.6.4 PID 控制 ............................................................................................................ 31 5.6.5 PID 参数整定 .................................................................................................... 32 5.6.6 速度分配 ............................................................................................................ 32 第六章 开发与调试 ..................................................................................................................... 34 6.1 软件开发环境介绍 ....................................................................................................... 34 6.2 智能车整体调试 ........................................................................................................... 35 6.2.1 舵机调试 ........................................................................................................... 35 6.2.2 电机调试 ........................................................................................................... 35 6.2.3 整体调试 ........................................................................................................... 36
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第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：天津工业大学队伍名称：天津工业大学磁导航二队参赛队员：韩帅孙继龙李轩带队教师：熊慧修春波第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告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七届“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：带队教师签名：日期：目录目录第一章绪论 (3)1.1智能车背景 (1)1.2智能车意义 (1)1.3技术报告主要内容 (2)第二章智能车系统总体设计及技术概要 (3)2.1基于磁传感器直立智能汽车系统的组成 (3)2.2单片机控制模块 (3)2.3系统各模块的功能 (3)2.4系统的主要特点 (4)第三章基于磁传感器直立智能汽车的硬件设计 (5)3.1单片机控制器模块外围电路 (5)3.2电源模块设计 (7)3.3传感器模块设计 (8)3.3.1角度传感器 (8)3.3.2加速度传感器 (8)3.3.3轨道上电磁信号的产生 (9)3.3.4导线周围的电磁场 (11)3.3.5磁场检测方法 (12)3.3.6信号选频放大 (14)3.4驱动电路的设计 (17)第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告3.5测速模块 (19)第四章基于磁传感器智能汽车的软件设计 (21)4.1车模平衡控制 (23)4.1.1车模角度和角速度测量 (26)4.1.2车模加速度的控制 (31)4.2车模速度控制 (33)4.3车模方向控制 (40)4.3.1 道路电磁中心线的偏差检测 (41)4.3.2轨道识别 (43)4.3.3信号处理 (45)4.3.4转向实现 (46)第五章赛车机械结构的调整 (47)5.1赛车的基本尺寸参数 (47)5.1.1赛车的整体图 (47)5.1.2智能车参数要求 (47)5.1.3赛车尺寸参数表 (48)5.2结构分析 (48)5.3车模底盘改装 (49)5.4传感器的安装 (50)5.4.1测速传感器 (50)5.4.2加速度计与陀螺仪的安装 (51)5.4.3电磁传感器安装 (52)第六章总结 (54)目录致谢 (55)附录A参考文献 (I)附录B程序代码 (I)第一章绪论第一章绪论1.1智能车制作背景为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。
该竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。
该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，已成功举办了六届，曾得到了原教育部副部长吴启迪教授、原高教司张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省（自治区）、直辖市的350余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。
第三、四、五届连续被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目之一（附件2，教高函[2010]13号）。
今年是第七届，较以往几届相比，规则有些改动，要求同一所学校同一组别的车不允许用同一系列的微控制器作为核心控制单元。
对电磁组别的车要求主动轮独立着地直立行走，较上几届难度提高了很多。
1.2智能车制作的意义在面对科技迅猛发展的今天，智能汽车的应用将是人类运用科技改变生活的重要标志。
而该竞赛正是以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。
第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告如今俩轮自平衡的小车已经应用于国家部分企事业单位中，虽然其使用范围小，但俩轮小车便利并且环保，其发展空间很大。
学生可以自主研发俩轮平衡小车，比较符合社会发展需求。
1.3技术报告内容安排说明本技术报告论述了基于电磁传感器的、由MC9S12XS128控制的直立智能汽车系统的工作原理与实现过程，该系统主要包括电磁信号发生模块、电磁信号检测模块、测速模块、加速度检测模块、平衡位置测量模块、单片机控制模块以及电机驱动模块。
主要硬件包括角度传感器电路、加速度传感器电路、电磁信号产生电路、检测电路、放大电路、单片机控制电路、电源电路、直流电机驱动电路。
再通过C语言实现单片机对赛车的直立、转向、速度的控制，是汽车能准确、稳定的运行。
技术报告的具体结构和内容安排如下:第一章绪论部分主要介绍了智能车制作的背景、意义和主要内容第二章系统介绍了整个系统的总体设计，包括核心控制器——MC9S12XS128的特点、电磁波的理论知识及其传感器的选取、双电机车模直立知识以及直立、转向方案的选取。
第三章具体阐述了系统各模块的原理和硬件设计，主要包括单片机控制电路、角度检测模块电路、磁场检测电路的方案、方案的比较、驱动电路的电路方案。
在通过对实际电路的调试和观察的基础上分析和描述了它们的工作状态和性能以及一些问题的发现和解决办法。
第四章系统软件设计部分主要为单片机软件设计，包括直立控制、传感器检测控制的流程、转向、速度控制等环节、中断处理程序的设计。
第五章具体说明了智能车机械部分的分析与各个模块的安装，还包括底板的固定以及赛车的尺寸参数。
第六章总结和展望部分对智能汽车系统进行了总结，概括了系统设计思想、性能和工作特点，分析了其存在的不足，提出了一些针对性的解决思路和设想，并展望了其应用前景。
第二章智能车总体设计思路及技术概要第二章智能车总体设计思路及技术概要2.1基于磁传感器直立智能汽车系统的组成自平衡磁导航智能汽车系统按照功能划分为：电源模块、单片机模块、直立控制模块、路径识别模块、直流电机驱动模块、转向控制模块、速度测量模块等。
系统包括硬件和软件两部分。
硬件为系统工作提供硬件实体，软件为系统提供各种处理算法。
系统的整体构架如下：图2-1 系统整体构架图2.2单片机控制模块自平衡磁导航智能汽车系统的单片机控制模块是整个系统的核心，它肩负着信号的采集、处理、控制以及各个功能模块的协调和应用。
单片机控制模块的选取需要根据系统所要实现的功能和性能指标选取。
自平衡磁导航智能车系统主要需要完成两个功能，即采集信息和给出控制信号。
外部信息包括感应线圈的电压信号和角度检测模块的电压信号以及速度检测信号。
综合比较，选取Freescale公司的高性价比、低功耗的16位微处理器——MC9S12XS128，作为主控单元。
2.3系统各模块的功能电磁信号检测模块：利用相应的传感器，识别轨道信息，并转换为电压信号输出到单片机上。
第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告角度检测模块：车体为直立行走，因此需要实时检测车模的角度信息，以便给出合理的控制信号，使车模能够稳定的保持自平衡以及转弯和加减速。
电机驱动模块：控制器MC9S12XS128直接输出地PWM的驱动能力比较弱，无法使赛车高速乃至正常运行，因此利用集成芯片组建H桥电机驱动电路，确保电机能够正常运行。
速度检测与控制模块：通过测速模块测出实际速度，再利用PID算法，使速度跟随性变优。
2.4系统的主要特点1．系统采用了Freescale公司16位MC9S12XS128作为主控芯片，该单片机可靠性高，抗干扰能力强，工作频率可达40MHZ，指令执行速度高，从而保障了系统的实时性与准确性。
2．为了提高系统的可靠性，系统在软硬件方面都采用了抗干扰技术。
包括：选频电路、带通滤波电路、滤波算法等。
3．采用PID算法，使系统具有较好的速度跟随性，能够灵活的加减速。
4．采用卡尔曼滤波，获取车模准确的角度信息，进而使车模能够稳定快速的在保持自平衡的同时完成顺利的转弯和加减速。
4．磁信号受外界环境干扰小，具有较强的鲁棒性。
第三章基于磁传感器直立智能汽车的硬件设计第三章基于磁传感器直立智能汽车的硬件设计本系统的硬件电路包含单片机控制模块、角度和磁场信号检测模块和电机驱动模块。
其中在磁场和角度信号检测电路及信号放大电路设计过程中对方案进行不断论证和改进，通过不断实验，得到了确实有效的方案。
3.1单片机控制器模块外围电路虽然单片机将CPU，ROM，RAM以及I/O统统集成在一个集成电路芯片中，但需要一些外部电路的支持，这些外围电路主要为单片机系统提供电源、I/O驱动、通信口等，让单片机能够工作。
要实现与单片机通信（一般是通过串行口或JTAG电缆等来实现），包括发命令给单片机，下载程序，调试程序等。
有了这些基本环境，就可以调试单片机的硬件系统了，在硬件没有问题的基本条件下才谈得上软件开发。
最小系统也称为开发板，可以分为以下几个部分：1.复位电路。
虽然单片机片内集成有上电复位电路，单片机上电时可自动产生复位信号，但加上一个手动复位按钮会给调试带来方便。
外部复位电路可以使用简单的按钮加阻容电路，也可以使用专门的复位芯片。
在该控制系统主板设计中，采取按钮加阻容电路。
具体的电路如图3-1所示：图3-1 复位电路第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告2．滤波电路为了稳定单片机各个模块不同的电压要求，需要外接一些电容，这些电容有两类，电容值比较大的如1uF、10uF等称为储能电容，储能电容消除吞吐数字电路1变0、0变1，即三极管导通，截止时的电流变化；另一类电容值较小的电容如0.1uF、0.01uF的称为去耦电容，去掉单片机运行产生的高频噪声[2]。
图3-2 滤波电路3．晶振模块电路MC9S12XS128可采用高频外部晶振，外部电路则需根据软件部分的PLL程序匹配电阻电容，具体如图3-3所示：图3-3 外部高频晶振电路第三章基于磁传感器直立智能汽车的硬件设计3.2电源模块设计电源模块对于一个控制系统来说极其重要，关系到整个系统是否能够正常工作，因此在设计控制系统时应选好合适的电源。
竞赛规则规定，比赛使用智能车竞赛统一配发的标准车模用7.2V 2000mAh Ni-cd供电，而单片机系统、角度测量的陀螺仪及加速度传感器、路径识别的电磁传感器、测量速度的光电码编码器等均需要5V电源，直流电机可以使用7.2V 2000mAh Ni-cd蓄电池直接供电，智能车具体电压分配见图3-4。
5V电源模块用于为各个传感器模块供电。
该系统选用了常用的线性稳压电源LM2940，其功耗小，转换效率高，带载能力大，对其它模块供电有保证。
主控芯片电源由Max603提供，其将电池电压降到5V为单片机供电。