飞思卡尔智能车技术报告
飞思卡尔智能车大赛技术报告
第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛光电组技术报告学校：中北大学伍名称：ARES赛队员：贺彦兴王志强雷鸿队教师：闫晓燕甄国涌关于技术报告和研究论文使用授权的说明书本人完全了解第八届“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：2014-09-15日摘要本文介绍了第九届“飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛光电组中北大学参赛队伍整个系统核心采用飞思卡尔单片机MC9S12XS128MAA ，利用TSL1401线性CCD 对赛道的行扫描采集信息来引导智能小车的前进方向。
机械系统设计包括前轮定位、方向转角调整，重心设计器件布局设计等。
硬件系统设计包括线性CCD传感器安装调整，电机驱动电路，电源管理等模块的设计。
软件上以经典的PID算法为主，辅以小规Bang-Bang算法来控制智能车的转向和速度。
在智能车系统设计开发过程中使用Altium Designer设计制作pcb电路板，CodeWarriorIDE作为软件开发平台，Nokia5110屏用来显示各实时参数信息并利用蓝牙通信模块和串口模块辅助调试。
关键字：智能车摄像头控制器算法。
目录1绪论 (1)1.1 竞赛背景 (1)1.2国内外智能车辆发展状况 (1)1.3 智能车大赛简介 (2)1.4 第九届比赛规则简介 (2)2智能车系统设计总述 (2)2.1机械系统概述 (3)2.2硬件系统概述 (5)2.3软件系统概述 (6)3智能车机械系统设计 (7)3.1智能车的整体结构 (7)3.2前轮定位 (7)3.3智能车后轮减速齿轮机构调整 (8)3.4传感器的安装 (8)4智能车硬件系统设计 (8)4.1XS128芯片介绍 (8)4.2传感器板设计 (8)4.2.1电磁传感器方案选择 (8)4.2.2电源管理模 (9)4.2.3电机驱动模块 (10)4.2.4编码器 (11)5智能车软件系统设 (11)5.1程序概述 (11)5.2采集传感器信息及处理 (11)5.3计算赛道信息 (13)5.4转向控制策略 (17)5.5速度控制策略 (19)6总结 (19)6.1效果 (20)6.2遇到的问题以及解决办法 (20)6.3队员之间的合作很重要 (21)附录 (22)源程序 (23)1绪论1.1 竞赛背景随着经济发展，道路交通面临新的问题和新的挑战。
飞思卡尔智能汽车设计技术报告
第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：武汉科技大学队伍名称：首安二队参赛队员：韦天肖杨吴光星带队**：**0敏I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九届“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：II目录第一章引言 (1)1.1 概述 (1)1.2 内容分布 (1)第二章系统总体设计 (2)2.1 设计概述 (3)2.2 控制芯片的选择 (3)2.3 线性 CCD 检测的基本原理 (3)2.3 系统结构 (5)第三章机械系统设计 (7)3.1 底盘加固 (7)3.2 轮胎处理 (7)3.3 四轮定位 (8)3.4 差速器的调整 (12)3.5 舵机的安装 (13)3.6 保护杆的安装 (15)3.7 CCD的安装 (16)3.8 编码器的安装 (17)3.9 检测起跑线光电管及加速度计陀螺仪的安装 (18)第四章硬件系统设计 (19)4.1 最小系统版 (20)4.2 电源模块 (21)4.3 CCD模块 (22)4.4 驱动桥模块 (23)4.5 车身姿态检测模块 (24)4.7 测速模块 (24)4.8 OLED液晶屏及按键、拨码 (25)第5章程序设计 (27)III5.1 阈值计算 (27)5.2 赛道判别 (28)5.3 舵机控制 (28)5.4 电机控制 (29)5.5 PID 介绍 (30)第六章相关工具介绍 (32)6.1 软件开发平台 (32)6.2 蓝牙模块及超级示波器 (35)第七章车模主要技术参数说明 (37)第八章总结 (38)IV第一章引言1.1 概述全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛，以“立足培养、重在参与、鼓励探索，追求卓越”为宗旨，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。
飞思卡尔智能车大赛杭州电子科技大学杭电二队智能车技术报告
本设计采用单片机（MC9S12DG128）作为智能小车的检测和控制核心。
路径识别采用CMOS 摄像头，车速检测采用红外对管和编码盘，由MOS管组成H桥来控制驱动电机正反转的快速切换，利用PWM技术控制小车的运动速度及运动方向。
基于这些完备而可靠的硬件设计，还设计了一套PID优化算法，编写了全闭环运动控制程序，经反复测试，取得了较好的效果。
第一章引言.1 智能车系统研究内容智能车系统要求以MC9S12DG128为核心，能够自主识别路线，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，以最快的速度跑完全程。
其主要研究内容包括以下几个部分：电源、路径识别、直流电动机驱动及运动控制等。
1.1.1 电源根据智能车系统各部件正常工作的需要，对配发的标准车模用7.2V 1800mAh Ni-cd电池进行电压调节。
其中，单片机系统、车速传感器电路需要5V电压，摄像头的12V工作电压由DC-DC升压回路提供，伺服电机工作电压范围4.8V到6V，直流电机经过H桥路由7.2V 1800mAh Ni-cd蓄电池直接供电。
1.1.2 路径识别路径识别模块是智能车系统的关键模块之一，路径识别方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣。
在高速度和预先判断算法的前提下，摄像头可能是寻找路径规迹的最好选择。
因为MC9S12DG128的运算处理和AD采样速度有限，因此确定合理的采样次数和合理的处理摄像头的数据是十分重要的。
舍弃非关键数据进行数据简化和制定高效率的路径规划也是一个难题。
1.1.3 直流电动机驱动直流电机的控制一般由单片机产生的PWM信号配以H桥路来完成。
为了得到更大的驱动电流和较好的刹车效果，选用低内阻的MOS管和适当的反向驱动也是必需的。
MOS管我们选取了IRF4905和IRFZ48N，在MOS管子的驱动方面我们直接使用IR公司的IR4427双道驱动芯片。
具体的H桥电路见图1.1 。
1.2 智能车制作情况整个智能车控制系统分为4部分电路板，分别为路径识别模块，单片机模块，直流电机驱动模块和速度检测模块，还有串口通讯及调试接口。
飞思卡尔智能车技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：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六届“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：摘要随着现代科技的飞速发展，人们对智能化的要求已越来越高，而智能化在汽车相关产业上的应用最典型的例子就是汽车电子行业，汽车的电子化程度则被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。
同时，汽车生产商推出越来越智能的汽车，来满足各种各样的市场需求。
本文以第六届全国大学生智能车竞赛为背景，主要介绍了智能车控制系统的机械及硬软件结构和开发流程。
机械硬件方面，采用组委会规定的标准 A 车模，以飞思卡尔半导体公司生产的80管脚16 位单片机MC9S12XS128MAA 为控制核心，其他功能模块进行辅助，包括：摄像头数据采集模块、电源管理模块、电机驱动模块、测速模块以及无线调试模块等，来完成智能车的硬件设计。
软件方面，我们在CodeWarrior IDE 开发环境中进行系统编程，使用增量式PD 算法控制舵机，使用位置式PID 算法控制电机，从而达到控制小车自主行驶的目的。
另外文章对滤波去噪算法，黑线提取算法，起止线识别等也进行了介绍。
关键字：智能车摄像头图像处理简单算法闭环控制无线调试第一章引言飞思卡尔公司作为全球最大的汽车电子半导体供应商，一直致力于为汽车电子系统提供全范围应用的单片机、模拟器件和传感器等器件产品和解决方案。
飞思卡尔公司在汽车电子的半导体器件市场拥有领先的地位并不断赢得客户的认可和信任。
其中在8 位、16 位及32 位汽车微控制器的市场占有率居于全球第一。
飞思卡尔公司生产的S12 是一个非常成功的芯片系列，在全球以及中国范围内被广泛应用于各种汽车电子应用中。
2024年飞思卡尔智能车总结（四篇）
2024年飞思卡尔智能车总结关于飞思____智能车轨迹追踪竞赛飞思____智能车竞赛，由飞思____公司赞助，是一项全国本科院校共同参与的科技竞赛活动。
今年，安徽省有幸成为第____届省级赛区，我们专科院校也有幸参与其中。
基于专业的匹配，我们系在本专业中选拔了一些同学，我非常荣幸能与我的团队并肩合作。
由于我们学校初次参加，缺乏经验，指导老师正与我们一起逐步探索解决方案。
我们选择使用B型车进行光电寻迹任务。
根据任务需求，老师将其划分为几个关键模块（寻迹模块、电源模块、驱动模块、测速模块），我负责的是寻迹模块的构建。
起初，对于黑白寻迹，我仅感到“神秘”。
通过查阅资料和老师的指导，我理解了其寻迹原理。
这主要基于黑白颜色对光的反射差异（白色完全反射，黑色完全吸收）来识别黑白线。
由于我们之前未接触过传感器知识，对此领域略感模糊，因此我专门投入时间学习传感器，理解了其在电路中的功能。
接下来，我们面临材料选择的挑战，市场上的光电管种类繁多，各校使用的也不尽相同。
我们需要找到一款适合我们车辆的光电管。
我最初在网上找到一些电路图，并购买了一些光电管进行焊接，但结果并未达到预期。
我一度认为问题出在光电管上，但即使更换为光电发射与接收一体管，问题仍未解决。
在一段时间的停滞和反复试验后，我尝试调整了与接收管串联的电阻值（从10k改为100k），意外地提高了接收距离，达到十几厘米。
这仍不理想，因为为了防止光电管之间的相互影响，每个光电管都需要加上套管，而我们购买的光电管无法满足这一要求。
经过深入研究，查阅资料，以及反复实验，我们最终选择了____公司的光电管（型号）。
我想强调的是，他人的经验可以作为参考，但不一定适用于我们自身，就像我之前选择的光电管电路图，可能在某些情况下适用，但在我们的特定需求下并不理想。
在探索阶段，逐步实验始终是至关重要的。
确定光电管后，我们进入了电路焊接阶段。
我们借鉴了其他学校的经验，初步决定使用____来配置光电管。
飞思卡尔智能车光电组技术报告
飞思卡尔智能车光电组技术报告一、智能车光电组概述智能车光电组是指智能车中的关键性能元件——光电传感器集合体。
它能对车辆运动状态、线路、红绿灯等信息进行感知，实现智能驾驶的基础。
智能车光电组主要包括红外线传感器、光耦传感器、光电限位传感器等。
这些传感器通过感知周围环境中的光电信息，将其转化为电信号，再与控制电路进行通信，完成车辆的控制和判断。
二、红外线传感器红外线传感器是智能车光电组中最常用的传感器之一，其主要作用是对赛道上各种异物或者障碍进行探测，从而实现自主避障。
红外线传感器有两种，一种是红外线避障传感器，主要检测前方是否有障碍物。
另一种是寻迹传感器，主要检测车辆行进轨迹及车轮边界。
这两种传感器都通过发射一束红外线，然后检测红外线反射信号的强弱，来判断当前道路状态。
智能车中多数采用两种红外线传感器的组合，一个用于永久性突出物体的检测和避障功能，一个用于寻迹，检测当前赛道行驶的状态。
这种组合方案在实际使用中既能够减小了智能车的体积，同时也能够同时满足避障和寻迹两种功能的需求。
三、光耦传感器光耦传感器主要是测量霍尔电压，电容电压，电阻电压等物理量，全局范围内掌握智能车行驶的状态，构成智能车控制系统的重要部分。
通过对各种物理量的感应，对智能车进行动态实时控制。
如针对车速问题，可以采用霍尔电压测量方法，对车辆运动状态进行简单的判断。
智能车中采用光电传感器和电路配合的方法，还可以实现车辆行驶过程中的速度随时控制和加速度调整。
四、光电限位传感器光电限位传感器是一种可以控制智能车极限运动状态的传感器。
传感器通过实时控制智能车运动状态，避免车辆因超出极限而出现事故。
光电限位传感器一般分为三种，分别是机械限位传感器、磁性限位传感器和光电限位传感器。
传感器固定在车架上，在车辆行驶过程中限定车辆的行驶限度，从而确保车辆的安全性。
五、结论智能车光电传感器组是智能车控制系统中的重要组成部分。
它通过对周围环境的感知和探测来确保车辆的安全和自主导航。
飞思卡尔智能车 电磁组 技术报告
[7]杨延玲.载流直导线的电磁场特性分析[J].山东师范大学.2007
[8]王毅敏.马丽英等.一种改进的数字PID控制算法及其在励磁系统中的应用电网技术[J].1998
[9]高金源，夏洁.计算机控制系统[M].清华大学出版社.2007
[10]第五届北京交通大学电磁二队的技术报告.2010
[11]第五届哈尔滨工程大学电磁组—极品飞车三号队的技术报告.2010
[12]第五届清华大学三角洲电磁队的技术报告.2010
附
源代码
（1）main.c文件代码
#define MotorMax 14000
#define MotorMin10
#define NMAX 3//使用3个电感拟合
本校积极组队参加第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛。从2010年底着手准备，历时半年多，经过不断试验设计，最终设计出较为完整的智能赛车。在赛区比赛中获得了较好的综合性能和成绩。
在本次比赛中，采用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12XS128作为核心控制单元，构思控制方案及系统设计，进行包括机械结构的调整与优化，硬件的设计与组装、软件控制算法的编写与改进等过程（小车上的具体方案模块有传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等）从而实现小车智能化的识别道路，最终实现智能化竞速。
电磁传感器是赛车循迹的前提，采用图4.1电路，由谐振回路，放大电路和倍压整流电路三部分组成，电路如下图所示。
图4.1电磁传感器电路
4.2
主板承担着整部赛车各类电源的提供以及信号采集控制任务，主要由各类电源电路和单片机系统与接口电路组成。我们没有将传感器和传感器电路设置在主板上。否则，将大量消耗狭小的底盘安装空间，使得主板面积过小元件信号线过度密集导致抗干扰性能变差，不利于系统的可靠性，电路图与PCB图分别如图4.2、4.3所示。
飞思卡尔技术报告
K60模块分配K60的简介，我们本次使用了以下模块。
1. FTM模块：K60中集成3个FTM模块，而今年我们选用两个B车进行追踪循迹。
B车模使用单电机、单舵机，另外需要一个编码器。
所以对3个FTM模块进行如下配置：FTM0用以产生300Hz PWM信号控制舵机，FMT1用以产生18.5KHz PWM信号控制电机，FTM2用以采集编码器数据。
2. 定时器模块：K60中有多个定时器模块，我们使用了其中2个。
其一用以产生5ms 中断，处理相关控制程序。
另一个用以超声波模块的计时。
3. SPI模块：我们使用了K60的一个SPI模块，用以和无线射频模块NRF24L01P通信。
4.外部中断：我们使用了三个外部中断。
第一个是PORTA的下降沿中断，用以响应干簧管检测到磁铁。
第二个是PORTD的跳变沿中断，用以响应超声波模块的输出信号。
最后一个是PORTE的下降沿中断，用以响应NRF24L01P模块的相关操作。
数据采集算法传感器是智能车的眼睛，它们给智能车循迹和追踪提供了必不可少的信息。
因此，在智能车软件设计中必须保证数据采集算法的稳定性，同时兼顾其快速性。
本车比赛，我们的智能车主要采集以下传感器的数据：电感传感器电路板、编码器、超声波、干簧管。
下面主要详述超声波模块、电感传感器电路板的数据采集。
1 .超声波模块数据采集我们使用的超声波模块的DO引脚输出50Hz的矩形波信号，通过高电平的时间向单片机传递数据。
本超声波传感器的高电平时间为声波单程传输的时间，通过这个时间可计算出两车之间的距离。
我们使用外部中断和计时器结合的方式测量高电平时间。
首先配置PORTD11为跳变沿中断。
中断被触发时，如果PORTD11为高电平则开始计时，如果PORTD11为低电平则停止计时并记录时间间隔。
2. 电感传感器电路板的数据采集电感传感器电路板通过输出电压的大小反应响应位置和方向的磁场强度。
本次比赛中，我们使用了10个电感分布在6个不同位置，因此每个周期都要采集10路ADC数据，每路ADC数据采集32次进行平均滤波。
2024年飞思卡尔智能车总结
2024年飞思卡尔智能车总结
2024年飞思卡尔智能车在技术、市场和发展方面取得了重要进展。
在技术方面，飞思卡尔智能车在感知、决策和控制方面取得了显著的提升。
通过引入先进的传感器技术、深度学习算法和决策系统，智能车能够更准确地感知周围环境，并作出更精准的决策。
此外，智能车的控制系统也得到了改进和优化，使得车辆在各种复杂的道路条件下能够更安全、稳定地行驶。
在市场方面，飞思卡尔智能车取得了良好的销售业绩和市场份额。
随着智能汽车的普及，越来越多的消费者开始关注智能车的安全性、效率和便利性。
飞思卡尔智能车凭借其卓越的技术和可靠的性能，获得了广大消费者的认可和信赖，进一步扩大了市场份额。
在发展方面，飞思卡尔智能车与各大汽车制造商、科技公司和城市机构建立了紧密的合作关系。
通过合作，飞思卡尔能够更好地了解市场需求，持续改进和创新智能车技术。
此外，飞思卡尔还积极参与智能交通系统和城市智能化建设，为城市提供更安全、高效的交通解决方案。
综上所述，2024年飞思卡尔智能车在技术、市场和发展方面都取得了显著的进展，为智能汽车行业的发展做出了积极贡献。
未来，飞思卡尔将继续致力于推动智能车技术的发展，为用户提供更智能、更安全的出行体验。
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第四届飞思卡尔杯智能车大赛技术报告 北京工商大学
摘要随着数字图像处理技术的发展，面阵CCD摄像头在自动控制领域得到了越来越广泛的应用。
本文在对CCD图像处理技术和单片机嵌入式应用进行深入研究的基础上，借鉴国内外先进技术，研制出了具有自动循迹，转弯，加减速功能的智能小车。
本文介绍了基于面阵CCD图像处理技术以及MC9S12DG128微控制器嵌入式技术的智能小车的设计原理及研制过程。
论述了智能小车自动控制系统的实现方法，着重讨论了智能小车的硬件设计和以Codewarrior C交叉编译器为开发工具的软件设计。
在智能小车的研制过程中，利用CCD摄像头采集到的图像存在杂点和误差，这对单片机的控制影响较大，因此需要运用图像处理技术对数字图像进行处理，以达到对黑线正确识别的目的。
关键词：智能小车； CCD； MC9S12DG128微控制器；图像处理AbstractWith the development of treatment technology of the digital picture , plane array CCD camera has got more and more extensive application on the automatic controlled field.This text is on the basis of the thing that use and further investigate to CCD image processing technology and single-chip computer embeddedly, learns from domestic and international advanced technology, develop and follow the mark automatically, turn, add the intelligent car which moderates the function. The introduction to this text is on the basis of plane array CCD image processing technology and the design principle of the intellectual car of MC9S12DG128 microcontroller embedded technology and research course. Havedescribed the implementation method of the automatic control system of intellectual car , have discussed emphatically the hardware of the intellectual car is designed and as the software design of the developing instrument with Code-warrior C compiling device alternately.In the course of research of the intelligent car , utilize the picture that CCD camera gathers to noise and error, this makes a great influence on control of the single-chip computer, so need to use the image processing technology to deal with the digital picture , in order to achieve the correct purpose that discerns to the black line.Keywords:Intelligent car ; CCD ; MC9S12DG128microcontroller ;Image processing目录1.1背景简介 (1)1.2本课题研究的目的及意义 (2)1.3国内外相关技术的发展现状 (3)1.3.1国外智能小车的发展状况 (3)1.3.2国内智能小车的发展状况 (4)1.4系统设计要求 (5)1.5智能小车的设计思路 (5)1.6本文主要研究内容 (6)1.7本文的篇章结构 (7)2.1路径识别方案设计论证 (7)2.1.1 方案一：基于光电传感器阵列的路径识别方案 (7)2.1.2 方案二：基于线阵CCD图像传感器的路径识别方案 (8)2.1.3 方案三：基于面阵CCD图像传感器的路径识别方案 (8)2.1.4 所选方案 (8)2.2面阵CCD图像传感器简介 (8)2.3面阵CCD图像传感器的工作原理 (9)2.4面阵CCD图像传感器的选择 (10)2.5图像处理方法 (10)2.5.1 图像处理技术基础 (11)2.5.2 图像的灰度变换 (11)2.5.3 图像的平滑处理 (11)2.5.4 图像边缘检测 (12)2.6本章小结 (13)3.1机械方面设计及改进 (13)3.1.1 车模基本参数 (13)3.1.2 CCD摄像头的设计安装 (14)3.1.3 底盘参数设计改进 (14)3.1.4 齿轮传动机构调整 (15)3.1.5 后轮差速机构调整 (15)3.1.6驱动电机介绍 (16)3.1.7 舵机介绍 (17)3.2智能小车电路设计 (19)3.2.1 所选用单片机介绍 (19)3.2.2 硬件电路系统组成 (22)3.2.3 供电电路 (23)3.2.4 时钟电路 (24)3.2.5看门狗电路 (25)3.2.6 电源稳压电路 (25)3.2.7 驱动电机/舵机电路 (26)3.2.8 CCD摄像头数据采集分离电路 (27)3.2.9 A/D采集电路设计 (28)3.3本章小结 (29)4.1软件设计环境 (30)4.2软件整体设计方案 (30)4.3程序评测及流程 (31)4.4程序模块介绍 (34)4.4.1 初始化 (34)4.4.2 摄像头图像数据采集以及处理 (35)4.4.3 速度采集以及速度控制 (42)4.5黑线提取算法 (42)4.6本章小结 (42)5.1软件开发平台C ODEWARRIOR IDE (43)5.1.1 Codewarrior IDE 功能介绍 (43)5.1.2 Codewarrior IDE 基本使用方法 (44)5.2本章小结 (48)第1章绪论1.1背景简介车辆与我们的社会生活息息相关，然而当今车辆的智能化发展还不是很迅速，特别是在安全性，智能化，车与路之间交互信息等方面。
飞思卡尔智能车大赛合肥工业大学一队技术报告
本队在小车制作过程中，先对比赛内容，要求与规则进行了详细分析，然后按照要求制订了几种设计方案，并对几种方案进行比较敲定最后方案。
根据方案完成小车的总体设计和详细设计（包括底层硬件设计和总体软件设计），在完成了车模组装和改造后，完成了各个模块的硬件电路设计与安装，并进行了控制算法的设计和软件实现，最后进行了整车的调试和优化。
第一章引言1.1 智能车制作概述本队在小车制作过程中，先对比赛内容，要求与规则进行了详细分析，然后按照要求制订了几种设计方案，并对几种方案进行比较敲定最后方案。
根据方案完成小车的总体设计和详细设计（包括底层硬件设计和总体软件设计），在完成了车模组装和改造后，完成了各个模块的硬件电路设计与安装，并进行了控制算法的设计和软件实现，最后进行了整车的调试和优化。
1.2 参考文献综述方案设计过程中参考了一些相关文献，如参考文献所列。
例如文献1与2 单片机嵌入式系统在线开发方法。
文献3与4是计算机控制技术，参考了其中PID控制策略。
文献5到8是介绍了微处理器MC9S12DG128芯片。
文献9到11介绍了CCD图像传感器的应用和一些数据处理方法，等等。
1.3 技术报告内容与结构本文的主要内容框架如下：第一章：引言。
大概介绍了智能车的制作过程，参考文献说明和内容框架。
第二章：设计方案概述。
介绍了各种方案，以及选择该方案的原因。
第三章：模型车机械调整。
介绍了小车机械结构的调整和传感器的安装步骤。
第四章：硬件电路设计。
这部分是小车的硬件实现，主要给出了小车的总体结构与各个模块的硬件电路设计。
第五章：控制算法实现。
本章详细介绍了各个方案采用的算法。
第六章：调试及模型车技术参数。
介绍了调试使用的工具与具体调试过程，最后给出了整车的技术参数。
第七章：总结。
对整个模型车制作过程的总结，指出试验中发现的问题和进一步改进的方向。
第二章设计方案概述2.1 总体设计由于赛道整体布局未知，因此先保证小车在各种不同环境下能够稳定运行，再进行速度的提升。
2024年飞思卡尔直立车经验总结范文（2篇）
2024年飞思卡尔直立车经验总结范文引言随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，交通工具也在不断创新和发展。
直立车作为一种新型的个人出行工具，已经逐渐走进人们的生活。
作为飞思卡尔公司的员工，我有幸参与了2024年飞思卡尔直立车的研发和试用，并且在实际使用中积累了一些经验和体会。
本文将针对我个人的使用经验，对2024年飞思卡尔直立车进行总结。
一、产品介绍2024年飞思卡尔直立车是一种个人出行工具，采用电动动力系统，配备直立式车架和平衡系统。
该车拥有轻巧便携的特点，使用者可以通过折叠和展开车架来方便地携带。
另外，该车配备了智能平衡系统，可以感知使用者的重心变化，实现自动平衡。
除此之外，该车还采用了悬浮式轮胎和磁悬浮技术，提供了平稳、舒适的骑行体验。
二、使用体验1. 稳定性2024年飞思卡尔直立车的平衡系统非常稳定，能够准确感知使用者的动作，并根据重心的变化自动调整车身的平衡。
在骑行过程中，我几乎感受不到晃动和颠簸，给人一种非常舒适的感觉。
此外，悬浮式轮胎和磁悬浮技术的运用使得车辆在不平坦路面上也具有很好的稳定性。
2. 操控性飞思卡尔直立车的操控性非常灵活，可以通过微调身体重心来控制车辆的前进、停止和转弯。
在我使用的过程中，我发现掌握操控的技巧后，可以非常准确地控制车辆的移动和方向变化。
同时，悬浮式轮胎的设计也为车辆的操控提供了更好的反应速度和转弯性能。
3. 便携性2024年飞思卡尔直立车在便携性方面也做得非常出色。
车架采用了可折叠设计，可以方便地收起来放入背包或行李箱中。
我曾经携带该车外出旅行，在旅途中非常方便地进行出行。
此外，车辆的轻巧和可折叠的设计也为用户提供了更多的场景和用途选择。
4. 安全性飞思卡尔直立车在安全性方面也有很好的保证。
首先，平衡系统的稳定性确保了车辆在骑行过程中的安全性。
其次，车辆配备了电子刹车系统和灵敏的感应器，在使用过程中能够快速响应用户的操作，提供安全的停车和刹车效果。
最后，车辆还配备了前后防护装置和智能警示系统，提高了车辆在复杂交通环境中的安全性。
(完整word版)飞思卡尔智能车技术报告
集成化的设计思路的好处是原件密度高，系统可以小型化一体化，通过综合考虑各方面因素，在确定了系统最终硬件方案不做大的更改的情况下，在确保了系统可靠性的前提下，最终选择了一体化，集成化的硬件设计思路。使车体硬件电路布局紧凑，稳定可靠。
3、大前瞻，高分辨率方案。
在光电传感器的安装不影响赛车行驶的前提下，尽可能的提高传感器前瞻，更大的前瞻，能为赛车提供更多的信息，更能让赛车提前作出决策。
3.5.2主销内倾角
主销内倾角是指主销在汽车的横向平面内向倾斜一个角度，即主销轴线与地面垂直线在汽车横向断面内的夹角。主销内倾角也有使车轮自动回正的作用。通常汽车主销内倾角不大于80。
2.5.3前轮外倾角
通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角称为“前轮外倾角”。轮胎呈现“八”字形张开时称为“负外倾”，而呈现“V”字形张开时称为“正外倾”。一般前轮外倾角为10左右。
4.5速度检测模块
为了使车在跑的过程中能快速加速，及时减速除了要有好的算法来控制，还依赖于速度闭环返回的速度脉冲值的可靠度和精确度，因此为了提高检测精度，最后选用了精度较高的光电编码器，光电编码器使用5V-24V电源，输出12.5%-85%VCC的方波信号。
9.2存在的不足
9.3可改进的方法
第十章参考文献
第一章引言
1.1方案介绍
系统硬件设计可以说是整个智能车设计的基础和重中之重。正确的硬件设计方向与思路，是系统稳定可靠的基础，功能强大的硬件系统，更为软件系统的发挥提供了强大的平台。、
1、整车低重心设计。
通过以往几届比赛的经验我们看到，往往重心低，体积小巧，布局紧凑的赛车更能取得好的成绩。、于是，我们通过合理布局电路板和各种传感器，尽可能地降低整车重心。在不影响传感器前瞻，或者不过度牺牲传感器性能的情况下，尽量降低光电传感器的高度，以提高赛车的侧翻极限。
飞思卡尔智能车总结范本（二篇）
飞思卡尔智能车总结范本先静下心来看几篇技术报告，可以是几个人一起看，边看边讨论，大致了解智能车制作的过程及所要完成的任务。
看完报告之后，对智能车也有了大概的了解，其实总结起来，要完成的任务也很简单，即输入模块-控制-输出。
(1)输入模块。
各种传感器(光电，电磁，摄像头)，原理不同，但功能都一样，都是用来采集赛道的信息。
这里面就包含各种传感器的原理，选用，传感器电路的连接，还有传感器的____、传感器的抗干扰等等需要大家去解决的问题。
(2)控制模块。
传感器得到了我们想要的信息，进行相应的ad转换后，就把它输入到单片机中，单片机负责对信息的处理，如除噪，筛选合适的点等等，然后对不同的赛道信息做出相应的控制，这也是智能车制作过程中最为艰难的过程，要想出一个可行而又高效的算法，确实不是一件容易的事。
这里面就涉及到单片机的知识、c语言知识和一定的控制算法，有时为了更直观地动态控制，还得加入串口发送和接收程序等等。
(3)输出模块。
好的算法，只有通过实验证明才能算是真正的好算法。
经过分析控制，单片机做出了相应的判断，就得把控制信号输出给电机(控制速度)和舵机(控制方向)，所以就得对电机和舵机模块进行学习和掌握，还有实现精确有效地控制，又得加入闭环控制，pid算法。
明确了任务后，也有了较为清晰的控制思路，接下来就着手弄懂每一个模块。
虽然看似简单，但实现起来非常得不容易，这里面要求掌握电路的知识，基本的机械硬件结构知识和单片机、编程等计算机知识。
最最困难的是，在做的过程中会遇到很多想得到以及想不到的事情发生，一定得细心地发现问题，并想办法解决这些问题。
兴趣是首要的，除此之外，一定要花充足的时间和精力在上面，毕竟，有付出就会有收获，最后要明确分工和规划好进度。
飞思卡尔智能车总结范本（二）刚进入大学半年，我就有幸参加飞思____智能车比赛。
说实话，刚报名参加这项赛事的时候我只是抱着好奇的心态去参加，可是真的进入了这个团队的时候，我发现这个活动是多么的吸引我，让我顿时在枯燥的学习生活中找到了乐趣。
飞思卡尔技术报告个人小结（共5篇）
飞思卡尔技术报告个人小结（共5篇）第一篇：飞思卡尔技术报告个人小结读技术报告个人小结最近这段时间读了一些关于智能车的技术报告，现在我最大的感觉就是对智能车有了新的较为全面的一些了解，当然这也只是对智能车构造有了一些认识，不再像以前只是知道智能车的存在。
在读技术报告的过程中，我有了自己的收获，同时也了解到了现在自身存在的问题。
首先我想将自己所读技术报告中的一些关键技术做一个简单的总结。
电磁组一．智能车机械结构调整与优化关于智能车前轮定位的调整有以下几个参数。
主销内倾和主销后倾都有使汽车转向自动回正，保持直线行驶的功能。
不同之处是主销内倾的回正与车速无关，主销后倾的回正与车速有关，因此高速时主销后倾回正作用大，低速时主销内倾的回正作用大。
前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能，减少轮胎的磨损。
前轮在滚动时，其惯性力自然将轮胎向内偏斜，如果前束适当，轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消，轮胎内外侧磨损的现象会减少.关于舵机的安装可以使用站立式。
系统执行一个周期所用的时间为5ms左右，舵机作出响应需要十多毫秒的时间，提高系统反应速度唯一的时间瓶颈是舵机的响应时间。
因此，不断优化舵机控制策略是令智能车平稳高速行驶的有效方法。
在模型车制做过程中，赛车的转向是通过舵机带动左右横拉杆来实现的。
转向舵机的转动速度和功率是一定，要想加快转向机构响应的速度，唯一的办法就是优化舵机的安装位置和其力矩延长杆的长度。
由于功率是速度与力矩乘积的函数，过分追求速度，必然要损失力矩，力矩太小也会造成转向迟钝，因此设计时就要综合考虑转向机构响应速度与舵机力矩之间的关系，通过优化得到一个最佳的转向效果。
经过最后的实际的参数设计计算，最后得出一套可以稳定、高效工作的参数及机构。
为了达到较远前瞻，必须把电感架到较远的位置，会引起车重心特别靠前，后轮正压力不足导致甩尾。
为了使重心后移，可以通过调整传感器支架的搭建方式，使得保证结构稳定的前提下尽量减轻重量。
飞思卡尔智能车技术报告一例
大学生智能汽车竞赛技术报告队伍名参赛队员：引言根据“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛比赛规则,本文设计了一种基于CMOS摄像头道路识别的智能车控制系统。
本系统硬件方面包括：图像采集模块、车速检测模块、方向控制模块、动力驱动模块、单片机控制单元。
软件方面包括：图像采集模块、图像识别模块、舵机控制模块、电机控制模块。
该系统以飞思卡尔公司的16 位微处理器MC9S12XS128 为控制核心，应用BDM 在线调试，采用CodeWarrior 软件、串口调试等作为调试工具进行调试。
为了实现智能车自主的沿着道路黑线快速运行，我们使用CMOS摄像头对路面进行实时检测，单片机在获得摄像头图像之后，调用相应的图像处理程序，获得当前道路的偏移，并把这个偏移输出到舵机，根据这个偏移和速度编码器测得的车速决定出当前舵机应该摆的角度，再根据舵机摆角，计算出转弯半径，由离心力公式计算出当前的车速，最后由PID执行机构控制电机。
图像采集模块是决定智能车系统稳定性和可靠性的一个非常重要的因素。
在本设计中我们使用了模拟摄像头作为图像输入，使用xs128内AD资源进行图像采集，使用我们自己研制的图象处理程序进行道路的分析和标志的检测。
前轮模块是整个车子机械性能的决定性因素，它的优劣对比赛成绩有关键性的影响。
通过对前轮把模块的适当修改，使得整车的操控性能发挥到最好。
后轮模块对车子的操控性能重要的影响在于加减速性能和差动系统，后轮模块对车子的加减速性能的影响是显而易见的在这里就不用多说了，差动系统决定着转向阻力，好的差动系统可以使得整车的转向角加速度很大，也就使得整车的转向更为灵活。
目录引言 (1)第1章绪论 (4)1.1 智能车发展历程 (4)第二章赛车技术方案及机械安装简介 (2)2.3 CMOS传感器的设计安装 (7)2.4 测速电机的安装与固定 (7)第三章赛车硬件系统设计 (7)3.1系统设计要求 (7)3.2 MC9S12DG128B模块的I/O分配 (8)3.3各功能模块电路设计 (8)3.3.1电源电路设计 (8)3.3.2检测电路设计 (10)电路工作原理 (11)速度检测电路工作原理： (12)路程检测电路工作原理： (12)3.3.4 无线发送接口设计 (13)第四章赛车软件系统设计 (14)4.1 软件系统概述 (14)4.1.1方向控制算法 (15)4.1.2 速度控制算法 (15)4.1.3控制策略 (16)4.1.4 防滑制动算法 (17)4.1.5 记忆算法研究 (17)4.2 各功能模块的算法实现 (17)4.2.1 COMS视频成像原理 (17)4.2.2 图像采集功能的设计 (20)4.2.3 摄像头黑线位置识别 (22)4.2.4 舵机转向的控制算法 (23)4.2.5 速度PID控制算法 (24)第五章无线平台的设计 (25)5.1平台概述 (25)5.2 车载平台的设计 (26)5.3 PC平台的设计 (28)第六章系统调试 (29)6.1 视频模块的调试 (29)6.2 速度模块的调试 (29)6.3 转向模块的调试 (29)6.4无线通讯模块调试 (30)结束语 (31)第1章绪论1.1 智能车发展历程智能车的发展是从自动导引车（Automatic Guided Vehicle,AGV）起步的。
第五届飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告
第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第五届飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告第一章引言“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。
智能小车系统由HCS12微控制器、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流驱动电机控制单元组成。
本系统以飞思卡尔公司的16位微处理器MC9S12XS128为控制核心，并采用CodeWarrior软件编程和BDM作为调试工具。
运用激光发射强大光线，使用采集光敏传感器AD值进行道路信息采集，并采用PWM技术来控制舵机的转向和电机转速。
舵机控制主要采用PWM信号开环控制,而速度控制方面，由数据表来设定速度，PID控制来调整速度。
通过将总线频率超频到40M来更快更准确地进行控制。
各个部分经过MCU的协调处理，能够以较快的速度在指定的轨迹上行驶，在进弯道之前能够提前减速并改变角度，达到平滑过弯和减小路程的效果。
在前几个月的努力中，我们自主设计机械结构和控制电路，构思独特算法，并一次次地对单片机具体参数进行调试。
可以说，这辆在跑道上奔驰的小车凝聚着我们的汗水和智慧。
在准备比赛的过程中，我们小组成员涉猎多个学科，这次磨练对我们的知识融合和实践动手能力的培养有极大的推动作用。
第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第二章方案选择第二章方案选择智能汽车比赛以快速平稳地完成赛程作为目标，这就要求赛车能够快速准确地检测跑道路径，及时做出合理的控制并迅速执行。
(完整版)飞思卡尔智能车光电组技术报告
速度编码器我们采用了编码器，安装方法如下：
用十字扳手套筒将车的后轮拆卸后，安装编码器，固定编码器的固定件是根据
车得尺寸及与编码器的相对位置手工制作的连接固定件。
在安装完后轮后，在利用十字扳手套筒将后轮装上。
安装时应注意调整好齿轮间隙。齿轮传动机构对车模的驱动能力有很大的影响。齿轮传动部分安装位置的不恰当，会大大增加电机驱动后轮的负载，会严重影响最终成绩。调整的原则是：两传动齿轮轴保持平行, 齿轮间的配合间隙要合适，过松容易打坏齿轮，过紧又会增加传动阻力，浪费动力；传动部分要轻松、顺畅，不能有迟滞或周期性振动的现象。判断齿轮传动是否良好的依据是，听一下电机带动后轮空转时的声音。声音刺耳响亮，说明齿轮间的配合间隙过大，传动中有撞齿现象；声音闷而且有迟滞，则说明齿轮间的配合间隙过小，或者两齿轮轴不平行，电机负载变大。调整好的齿轮传动噪音很小，并且不会有碰撞类的杂音，后轮减速齿轮机构就基本上调整好了，动力传递十分流畅。如图所示。
第十届全国大学生“飞思卡尔”杯华北赛
智能汽车竞赛
技术报告
第一章
本章主要介绍智能汽车系统总体方案的选定和总体设计思路，在后面的章节中将整个系统分为机械结构、控制模块、控制算法等三部分对智能汽车控制系统进行深入的介绍和分析。
1.1
本届智能汽车大赛光电组比赛对传感器有着严格的规定，用到了线性ccd,但是由于需要镜头成像，所以会带来成像失真，静电干扰严重等问题。由于平衡车的特殊性，车身在循迹前进的过程中，必须保持车身的平衡。根据最基本保持车身平衡的基本原理，我们需要知道车身当前的角度和角速度。因此在保持车身平衡方面，我们确定以加速度计作为角度传感器，陀螺仪作为角速度传感器。另外，车身转向控制方面，我们组没有使用陀螺仪作为转向反馈。这样会让车转弯不连续和平滑，最重要的是限制了车模的速度，不用转向陀螺仪车模的极限速度大概率在一米三左右。有了转向的陀螺仪可以2米以上。
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。
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第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：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六届“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：摘要随着现代科技的飞速发展，人们对智能化的要求已越来越高，而智能化在汽车相关产业上的应用最典型的例子就是汽车电子行业，汽车的电子化程度则被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。
同时，汽车生产商推出越来越智能的汽车，来满足各种各样的市场需求。
本文以第六届全国大学生智能车竞赛为背景，主要介绍了智能车控制系统的机械及硬软件结构和开发流程。
机械硬件方面，采用组委会规定的标准 A 车模，以飞思卡尔半导体公司生产的80管脚16 位单片机MC9S12XS128MAA 为控制核心，其他功能模块进行辅助，包括：摄像头数据采集模块、电源管理模块、电机驱动模块、测速模块以及无线调试模块等，来完成智能车的硬件设计。
软件方面，我们在CodeWarrior IDE 开发环境中进行系统编程，使用增量式PD 算法控制舵机，使用位置式PID 算法控制电机，从而达到控制小车自主行驶的目的。
另外文章对滤波去噪算法，黑线提取算法，起止线识别等也进行了介绍。
关键字：智能车摄像头图像处理简单算法闭环控制无线调试第一章引言飞思卡尔公司作为全球最大的汽车电子半导体供应商，一直致力于为汽车电子系统提供全范围应用的单片机、模拟器件和传感器等器件产品和解决方案。
飞思卡尔公司在汽车电子的半导体器件市场拥有领先的地位并不断赢得客户的认可和信任。
其中在8 位、16 位及32 位汽车微控制器的市场占有率居于全球第一。
飞思卡尔公司生产的S12 是一个非常成功的芯片系列，在全球以及中国范围内被广泛应用于各种汽车电子应用中。
受教育部高等教育司委托，高等学校自动化专业教学指导分委员负责主办全国大学生智能车竞赛。
该项比赛已列入教育部主办的全国五大竞赛之一。
此项赛事涉及的专业主要有：控制,电子，图像处理，及计算机等，能极大的培养学生的动手能力及创新型思维。
也因此受到全国各大高校的重视。
从第一届发展到现在，飞思卡尔智能车比赛在全国高校的影响力也越来越大。
在整个备赛过程中，随着对小车各种性能要求认识的提高，我们的设计理念也随着不断的得到了更新。
现在我们认识到，稳定的电路是小车运行的基本保证，优良的机械性能是小车快速稳定运行的有力保证，良好的控制算法能充分发挥硬件电路和机械性能的优势，再加上一定的应赛策略就能在比赛中取得好成绩。
基于以上的重要认识，在小车的制作过程中我们始终把硬件电路设计、机械调节与安装以及控制算法优化三个方面摆在同等重要的位置，同时入手，一齐改进，单把某个或两个方面作为重点来突破都无法取得满意的效果。
我们从零起步，一步一个脚印的走过来；在数十次的试验和尝试过程中，我们从头摸起，如今建立起了一套科学合理的试验和研究方法，培养了迅速行动的良好习惯和大胆创新的开拓精神，为今后的工作和学习打下了坚实的基础；在无数次的各种交流和学习后，我们深刻认识到了努力学习、大胆交流和团结协作的重要性。
硬件电路设计智能小车的硬件电路设计在整个系统中起着基础性作用，硬件电路的稳定性好坏影响着整个调试过程。
本系统以飞思卡尔公司S12系列16位80引脚的MC9S12XS128作为核心控制处理器。
此单片机具有8kB的RAM、64kB的EEPROM，完全满足系统需要，而且具有很好的超频性能。
同时片上还集成了许多标准模块，包括2个异步串行通信口SCI、3个同步串行通信口SPI、8通道输入捕捉/输出比较定时器、1个10位8通道A/D转换模块、1个8通道脉宽调制模块，这些资源能够满足完成智能车所需要的所有的条件。
硬件电路是整个小车系统运行的基本，因此小车硬件的设计制作必需仔细考虑，精心设计，最终可以稳定可靠地运行。
基于这样的认识与综合小车的结构，合理地设计电路外形，合理的布局与布线，最终的框图如下：本系统的硬件设计主要包括，电源模块，视频采集模块，电机驱动模块等等，下面将就个部分进行详细的介绍。
图2.1 小车控制系统框图电源电路设计电源是小车系统的心脏，向各个电路模块提供能量，如果电源的任何一个出了小问题，都会使系统无法正常工作，因此供电部分一定要也必须要稳定可靠。
考虑到各部分模块需要，其中5V的电压分别供给单片机、测速、视频分离模块，6V供给舵机，7.2V供给电机驱动，12供给摄像头。
CMOS 摄像头供电在此部分，我们采用了升压电路，采用的芯片为MC34063，通过该电路直接把电池的7.2V 升压到12V ，然后供给摄像头。
MC34063是开关稳压芯片，可构成升压、降压斩波电路。
输出开关电流大于1.5A 。
2.5mA 的低静态电流。
实验证明，由其构成的12V 稳压电路完全能够为CMOS 摄像头提供稳定的电源保证。
其图所示:舵机供电本想直接采用电池电压的7.2V 为舵机供电，但实际上每个电池的实际电压却远远不只7.2V ，有的甚至达到8点几伏，而且电池电压在整个系统运行的时候会有很大的波动，为了避免产生不必要的问题，我们最终采用6V 电压为舵机供电，6V 电压是从7.2V 的电池电压中稳压下来的，采用的稳压芯片为LM1117。
7.2V 电源LM29405V MC34063 12VLM1117 6V 单片机 编码器 CMOS 舵机电机其他电路模块供电下面对各种常见 3.3V 和5V 稳压芯片进行分析，寻找一款最符合稳定、高效和简单的硬件设计宗旨的稳压芯片。
表 4.2.1 常见 3.3V、5V 稳压芯片对比稳压芯片78系列LM317系列LM2575 系列LM2940 系列LM1117 系列输出电压5V 1.2~37V可调5V可调5V 5V可调额定电流1A 1.5A(2A max) 1A(1.5Amax)1A(2A max)800mA(1Amax)最小压差3V 2V 2V 0.5V 1V 输出纹波较大小小较小较小电路复杂程度低较低较高低低价格低较低较高较高较低稳压芯片系列，性能稳定且外围电路只有两个滤波电容，电路设计简单高效，最能满足硬件设计宗旨和需求。
所以我们在5V 稳压芯片选择贴片的LM2940芯片。
具体电路图如下图所示视频信号采集电路模块我们的小车采用黑白CMOS模拟摄像头来采集路况信息。
该摄像头重量轻、体积小、易安装是我们选用它的原因之一。
视频信号分离采用LM1881视频分离芯片，分离出模拟视频信号的行同步信号和场同步信号，单片机根据这些同步信号来搭建控制时序，完成信号处理和各种控制。
如图所示：电机驱动电路竞速比赛的智能车最关键的就是要有强劲的驱动力。
这个“驱动力”不光包括通常所说的驱动电机，同时还包括电机驱动电路。
由于比赛规则严禁改动更换驱动电机，所以一个好的电机驱动电路对比赛影响非同小可，要能够保证长时间大电流输出的情况下减少升温且要稳定持续工作。
对于PWM调速的电机驱动电路，主要有以下性能指标：1.输出电流和电压范围：它决定着电路能驱动多大功率的电机。
2.效率：高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。
要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通（H桥或推挽电路可能出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路）入手。
3.对控制输入端的影响：功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。
4.对电源的影响：共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染；大的电流可能导致地线电位浮动。
5.可靠性：电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制信号，何种无源负载，电路都是安全的。
BTS7960 在较小的电路板空间占用的情况下为大电流保护的PWM 电机驱动提供了一种成本优化的解决方案，于传统的MC33886驱动能力十分有限，,根据上图各种驱动方案得比较得知用BTS7960是较好的选择。
其电路图如下：不过在今年的飞思卡尔比赛中摄像头组的C车模是双电机驱动，所以就要用到四块的BTS7960芯片分别对两个电机驱动，原来基础上再加一路驱动电路就行了，加两路闭环，两路PWM分开控制,最关键的还是软件，不过直道上，两轮的速度应该相同才有利于在直线上的加速，可以通过两个编码器反馈进而调节两个电机，而且舵机的响应速度很高，0.16sec/60度，可以电机辅助转弯，没有必要使电机共轴。
但是考虑到程序算法的复杂性，而且经过有些组别在我们已经采用两个电机级联的方法，感觉这影响也不是很大，既然有过成功的案例，所以我们暂时也通过电机共轴来简化程序。
主控制系统主控制系统相当于大脑，车子的转向，加速减速、识别、判断全都由它来完成。
我们直接采用比赛提供的MC9S12XS128，但是由于现在经验还是不够，所以我们将主电路，电源电路，驱动电路分开，以降低电路问题带来的风险。
图13 单片机最小系统原理图单片机引脚规划如下：PORTA1-5：按键PORTT0-2：LED 测试灯PORTB0-7：摄像头数据线PORTE2-7：无线传输模块PE2：奇偶场信号IRQ：行同步脉冲输入信号。
PT6：光电编码器脉冲输入信号。
PWM0、1：舵机角度控制信号输出。
PWM2、3、4、5：电机速度控制信号输出。
机械结构设计硬件软件的结合可以控制小车能够顺利地运行，但真正在赛道上跑的是小车，良好的机械的性能可以帮助小车更好地工作。
就像一个真正的赛车手一样，要跑出好成绩，除了需要一个好车手以往，还需要一辆好车，两者缺一不可。
基于这种想法，我们非常重视车模的机械结构。
差速器的调节差速器的松紧程度对模型车的转弯性能、加速性能有较大的影响。
差速器越松对转弯越有利，但是不利于模型车的加速，如果差速器过松，还会导致差速器严重的滑动，使得编码器测得的速度与实际速度不符等。
差速器越紧越有利于加速，但是不利于转弯。
综上应选择一折中的程度，即半锁状态，新车模在未调节差速器时即处于这种状态。
传动齿轮的调节轮子的动力是电机通过传动齿轮传到后轮的，因此齿轮间的耦合十分重要。
如果耦合过松则齿轮容易受损甚至会打坏齿轮，但如果过紧又会加重电机的负担，甚至造成磨擦过大或者卡死现象。
所以要把齿轮调节到一个适当位置，使齿轮既可传动又不会因为磨擦过大发出噪声。
同时，为了减小齿轮间的磨擦，我们给齿轮间加上润滑油。
舵机的安装舵机是车模中很重要的一个部分，车子的转向全靠它。
舵机的安装得是否得当直接关系到车子的转向性能，因此考虑一个好的安装方法是十分重要的。