基于MFC的飞思卡尔智能车上位机设计
基于飞思卡尔杯智能小车的设计
·136·
科技论坛
源供电。 驱动电机模块：根据单片机发出的 PWM 波
来控制驱动电机的加速、减速，完成电磁双车在减 速、直道加速。遇到障碍物等路况可以瞬间躲让任 务，还有就是能够在规定的距离区域内刹住电磁 双车。
关键词：智能车；传感器；微处理器
当今社会发展迅速，我国汽车产业不断 发展壮大，汽车越来越往智能控制方向发展， 智能一体化不断的深入人们生活起居中。智 能控制技术的不断提高，不断的优化，使得我 们的生活更加的智能化。智能出行、智能电 器、智能交通等这些智能技术的应用大大的 促进了中国的飞速发展。
本设计以第十届“飞思卡尔”杯智能车竞 赛为背景。以 MC9S12XS128MAA 芯片作为整 个系统的研究中心。搭配其他的传感器实现 小车的智能循迹、智能导航。
转向控制模块：控制小车在最优的路径内行 驶，躲避障碍物。按照既定算法路线左右摆动。转 弯、回正。
速度测量模块：运用安装在后轴上的两个高 精密的旋转编码器获取的速度信息，采集到信息 直接传送到 S12 主控模块。
发车线识别模块：该模块主要识别赛道的电 磁信号的强弱，来判断是往哪个方向发车，主要用 到的是干簧管识别。
1 智能车系统框架设计 电磁循迹双车要能正常的在 PVC 赛道上 行驶的条件是：能够检测到电磁发生器，在漆 包线环绕回路中，形成的磁场信号，整个系统 框架主要包括，机械架构、硬件架构和整车 MC9S12 16bit 核心主控模块、这三个模块相 辅相成，一共构建起了智能电磁循迹双车。按 照各个功能部件，又可以将上述三大部分细 分为九大模块，分别是 MC9S12 16bit 主控模 块、转向机控制模块、驱动电机模块、障碍物 识别和处理模块、人机对话模块、供电管理模 块、速度测量模块、电磁感应器模块、发车线 识别模块。这些功能模块各行其职，相互相 连，一同构成了这智能循迹追逐双车。根据各 个模块的功能，该系统关系如图 1 所示。 根据各个功能模块的实际作用，下面细 分各个模块的功能，具体如下：MC9S12 16bit 主控模块：是整个系统的核心，主要负责对电 磁感应器采集回来的信息，进行分析和处理， 在外围供电模块的工作下，稳定无误的运行 者程序代码和控制算法。完成小车的输入与 输出的结合，达到精确、智能控制的目的。 电磁感应器模块：通过该传感器采集到 赛道电源发生出来的 20KHZ 的方波，传送到 S12 核心处理模块，得知外面磁场的变化，能 够迅速的做出反应，为系统能够在微小的时 间里识别的赛道障碍做出重大贡献。 供电管理模块：该模块为整车的运行输 出电源电压，该模块的主要责任就是担任降 压、升压的任务。从电池的 7.2V 升到 14V 供 给电机驱动模块的 MOS 芯片。从 7.2v 降压到 5V 供给单片机处理模块、和检波模块。更有 可能降到 3.3V 供给 MK60 低功耗微处理器。 主要涉及 MC9S12 16bit 主控模块、转向机模块。电机驱动模块、障
基于MFC的单片机上下位机通信控制系统设计
Visual C++是一种由微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言，VC 拥有图形用户界面 （GUI）和快速应用程序开发（RAD）系统，程序员可以轻松的使用 VC 提供的组件快速建立一个应用程
________________________________ 作者简介：江维（1983-），男，讲师，博士，研究方向：智能控制与嵌入式系统. 基金项目：2018 年武汉纺织大学教学研究项目（2018JY019）.
第 32 卷 第 2 期 2019 年 04 月
武汉纺织大学学报
JOURNAL OF WUHAN TEXTILE UNIVERSITY
Vol.32 No.2 Apr. 2019
江 维，吴雨川，李红军
TP273
基于飞思卡尔单片机的智能车设计分析
基于飞思卡尔单片机的智能车设计分析作者：梁峻恺来源：《硅谷》2014年第08期摘要当今的汽车产业已经面向智能化驱动的趋势发展，大量集成先进的高科技被加载于人工智能车之中，例如智能传感器、通讯传媒、计算机技术等。
智能车的研发与应用领域的相异性，对智能车的使用时限、安全性能、速度性能等因素也要求各异，所有这些因素均加大了智能车的研发难度。
文章基于飞思卡尔MC9S12XS128单片机作为智能车控制系统的核心，对智能车的设计进行综合分析。
关键词单片机；智能车；飞思卡尔；设计中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0021-01全球第一辆无人智能驱动车的研发制造出现在1953年，该类型智能车借助于埋线电磁感应技术实施路径跟踪服务。
当今随着传感器技术不断持续进步，更基于智能算法的持续优化，使得无人控制智能车的设计技术与水平一路走高，愈发高度的集成化技术也渐渐显现。
本研究涉及的智能车，一方面将飞思卡尔单片机作为控制核心，另一方面借助车体自带摄像头与红外技术传感器共同探测路况引导线，确保车身沿预先设定的路线行进。
1 智能车的整体设计思想该研究涉及的智能车控制核心采取的是飞思卡尔MC9S12XS128型号单片机，它隶属于十六位系统的飞思卡尔类单片机，其内部构成分为两个大类，一边是CAN功能模块，另一边为单片机基本功能模块。
将飞思卡尔MC9S12XS128型单片机作为该智能车的核心控制部件与大脑，能够实施路况引导线和坡度的探测，以此为有关数据信息和管控驱动的伺服电机带来指导。
细致划分，该款智能车设计总共分为五大模块，即供电模块设计、电机驱动模块设计、速度数据探测模块设计、舵机驱动转向管控模块设计和传感器探测模块设计。
2 智能车的硬件设计1）驱动电路设计。
该款智能车直流电机整体的特性将会受制于驱动电路的特性，驱动电路性能优异，该款车直流电机整体水平便可以获得充分的施展，车身整体便有了高性能的驱动体系。
飞思卡尔 智能车设计
1 引言智能汽车是汽车电子、人工智能、模式识别、自动控制、计算机、机械多个学科领域的交叉综合的体现，具有重要的应用价值。
智能寻迹车是基于飞思卡尔MC9S12DG128单片机开发实现的，该系统采用CCD 传感器识别道路中央黑色的引导线，利用传感器检测智能车的加速度和速度，在此基础上利用合理的算法控制智能车运动，从而实现快速稳定的寻迹行驶。
2 硬件系统设计该系统硬件设计主要由MC9S12DG128控制核心、电源管理模块、直流电机驱动模块、转向舵机控制模块、道路信息检测模块、速度检测模块和加速度检测模块等组成，其结构框图如图1所示。
3/2!ᓍ఼ᒜෝ్智能车的控制核心为MC9S12DG128。
MC9S12DG128基于MC9S12DG128单片机的智能寻迹车设计曾 军（四川大学 电气信息学院，四川 成都 610065）摘 要： 设计了一种基于飞思卡尔MC9S12DG128单片机控制的智能寻迹车系统。
该系统以MC9S12DG128为控制核心，采用CCD 图像传感器检测路面信息，利用加速度传感器检测加速度，红外传感器检测速度，采用PID 算法控制智能车直流驱动电机和模糊控制算法控制舵机转向，从而实现智能车快速稳定地寻黑线行驶。
关键定： MC9S12DG128，单片机，智能车，模糊控制中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1006-6977（2009）03-0054-03Design of an intelligent-searching track car based on MC9S12DG128 SCMZENG Jun(School of Electrical Engineering and Information, sichuan University, Chengdu 610065, China)Abstract:An intelligent-searching track car system based on MC9S12DG128 MCU is designed. The system uses MC9S12DG128 as its control core and uses CCD sensors to detect the route information, and its acceleration and speed is detected by sensors. The system adopts PID arithmetic to control the DC motor and adopts fuzzy control arithmetic to energize the steering motor. The intelligent car can track the black-guide line automatically and move forward following the line quickly and smoothly.Key words: MC9S12DG128, single-chip microcomputer, intelligent car, fuzzy control图 1系统硬件设计结构框图图 3直流电机驱动电路是飞思卡尔公司生产的一款16位单片机，片内总线时钟可达到25MHz ；片内资源包括8K RAM 、128K Flash 、2K EEP-ROM ；SCI ，SPI ，PWM 和串行接口模块；脉宽调制模块（PWM ）可设置成4路8位或2路16位，逻辑时钟选择频率脉宽；2个8路10位A/D 转换器，增强型捕捉定时器并支持背景调试模式等[1]。
基于飞思卡尔单片机的智能小车设计与应用39
安徽建筑大学毕业设计 (论文)专业通信工程班级10级1班学生姓名刘新学号课题基于飞思卡尔单片机的智能小车设计与应用---主监控程序和行使控制程序的设计指导教师夏巍2021年6月1日摘要本文主要是以全国大学生“飞思卡尔〞杯智能小车竞赛为背景的一项课题研究。
本次课题研究主要采用利用飞思卡尔公司的32位单片机MPC5604MINI作为核心控制单元，用CCD进行对道路信息的采集，用编码器对小车速度进行检测，使用7.2V锂电池进行供电，并用MPC5604MINI产生PWM波控制电机模块和舵机模块，从而到达控制小车的速度和转向。
本文主要介绍主监控程序和行驶控制程序的编写，就是编写程序让小车各个局部协调工作，让小车行驶并能够实现转向。
关键词：智能小车；MPC5604MINI；主控电路；行驶控制。
AbstractThis article is based on National College "Freescale Cup" smart car competition as a research background.The research mainly uses Freescale's 32-bit singlechip as the core control unit MPC5604MINI，and Carried out on the road with a CCD information collection, and use encoder to detect the speed of the car, using a 7.2V lithium battery-powered and used to generate PWM wave MPC5604MINI module and servo motor control module, so as to control the car's speed and steering.This paper describes the preparation of the master control procedures and driving control program, is to write the program so that the coordination of the various parts of the car, so the car driving and steering can be achieved.Keywords: Smart car；MPC5604MINI；Control circuit；Driving control.目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1引言 0 01.2 智能小车国内外概况 01.2.1 国内研究概况 0国外研究概况 (2)1.3 智能小车开展前景 (2)2 系统设计及方案论证 (3)2.1 系统设计要求 (3)2.2 系统设计方案 (2)2.2.1 主控芯片的选定 (3)2.2.2 传感器模块 (5)2.2.3 测速传感器模块 (5)2.2.4 转向舵机模块 (6) (6) (6)3系统硬件电路介绍 (8)主控芯片电路 (8)3.2 速度检测电路 (8)3.3 电机驱动电路 (8)3.4 舵机驱动电路 (9)3.5 拨码开关电路 (9)4 软件设计 (9) (10)4 (10)4.1.2 程序流程图介绍 (10)4.2 CodeWarrior介绍 (11)4.2.1 CodeWarrior简介....................... 错误!未定义书签。
基于飞思卡尔单片机的智能车设计
基于飞思卡尔单片机的智能车设计程锦星;赵春锋;陈扬;方国好;叶超【摘要】以飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛为背景,本文设计的智能车系统以MK60DN512VLL10微控制器为核心控制单元,通过10mH的电感检测赛道信息,用于赛道识别;采用红外测距模块避障. 通过光电编码器检测模型车的实时速度,实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环PID控制.【期刊名称】《产业与科技论坛》【年(卷),期】2016(015)001【总页数】2页(P52-53)【关键词】智能车;MK60控制器;PID;电磁循迹【作者】程锦星;赵春锋;陈扬;方国好;叶超【作者单位】上海工程技术大学;上海工程技术大学;上海工程技术大学;上海工程技术大学;上海工程技术大学【正文语种】中文为加强大学生实践创新能力与团队精神的培养，教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办“飞思卡尔全国大学生智能车竞赛”，该竞赛要求在组委会提供的赛车模型及标准技术平台下，自行设计硬件电路及编写软件程序。
制作自动识别路线的智能车，在规定赛道上，最快完成全程且没有冲出赛道及其他违规现象为获胜者。
本文结合上海工程技术大学参加竞赛的实际经验，讨论电磁组智能车控制系统设计、硬件平台搭建以及软件系统的实现。
本文是以飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛为背景，智能车必须采用竞赛委员会规定的技术平台，包括赛车模型、电机、舵机、电池以及由飞思卡尔公司提供的单片机。
赛道表面为白色，形式包括直道、交叉道、回头弯、s型等，弯道处赛道宽度为60cm，直道处宽度为45cm，中心有2.5cm宽黑色轨迹线。
按赛道传感器分为光电组、摄像头组、电磁组三个组别进行比赛。
电磁组智能车的比赛在45cm 宽的赛道中心铺设有直径0.1～0.3mm的导线，导线通有20kHz、100mA的交变电流，电磁式智能车通过计算前方导线偏离车体中心的距离来作出相应的方向速度控制策略。
电磁式智能车的方案如图1所示，系统采用以MK60DN512VLL10微控制器为核心控制单元，由人机交互系统完成系统设定和信息显示。
基于飞思卡尔单片机的智能车设计
中文题目：基于飞思卡尔单片机的智能车设计外文题目：FREESCALE MCU-BASED DESIGN OF INTELLIGENT VEHICLE毕业设计（论文）共71页（其中：外文文献及译文5页）图纸共1 张完成日期2013年6月答辩日期2013年6月摘要本设计主要讨论了基于Freescale公司的MC9S12XS128芯片制作的自主巡线智能车的设计方案和原理。
本文将从机械结构设计，硬件电路设计和软件算法设计等几个方面全面介绍智能车的制作及调试过程。
根据第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛的技术要求，赛车以检测通以20KHZ、100mA的导线的电磁场为基础，通过单片机采集到的磁感应电压信号，实现对赛车的转向控制，进而识别赛道达到路径寻迹的目的。
本设计针对控制要求对智能车模型的机械结构进行设计和调整，同时对智能车运行中产生侧滑的原因进行分析，并对智能车的质量和重心位置进行优化调整。
在硬件方面，系统由控制核心(MCU)模块、电源管理模块、路径识别模块、电机驱动模块、舵机控制模块、速度检测模块以及LCD显示模块等组成。
在软件方面，主要编写了主程序、转速检测程序、电机和舵机驱动程序等相关程序。
本设计在原有智能车系统的基础上，对硬件电路进行了改进，提高了路径检测的前瞻性与抗干扰性。
结果表明，智能车在速度、稳定性和可靠性上都达到良好的状态。
关键词：智能车控制；电磁传感器；路径识别；软件设计AbstractThis design focuses MC9S12XS128 based on Freescale's chip production line inspection autonomous intelligent vehicle design and principles. This article from the mechanical design, hardware design and software algorithm design and other aspects of comprehensive introduction smart car production and debugging process.According to the eighth "Freescale" Cup National Undergraduate Smart Car Competition technical requirements, in order to detect the car pass by 20KHZ, 100mA wire EMF-based microcontroller collected through magnetic induction voltage signal, steering control of the car, thus identify the track reaches the path tracing purposes. The design requirements for the control of the smart car model design and the mechanical structure adjustment, while the smart car running analyze the causes of skidding, and the quality and smart car adjustments to optimize the center of gravity position. In terms of hardware, the system controlled by the core (MCU) modules, power management module, the path identification module, the motor drive module, servo control module, the speed detection module and LCD display modules and other components. On the software side, the main compiled main program, speed detection procedures, motors and servo drivers and other related procedures.The design of the original smart car system, based on the hardware circuit has been improved to improve the prospective path detection and interference. The results show that the smart car in terms of speed, stability and reliability have reached a good state.Key words: Intelligent car control; The electromagnetic sensor; Software Design; Path recognition目录0前言.......................................... 错误!未定义书签。
(毕业设计)飞思卡尔智能车及机器视觉
图像处理在智能车路径识别中的应用摘要机器视觉技术在智能车中得到了广泛的应用，这项技术在智能车的路径识别、障碍物判断中起着重要作用。
基于此，依据飞思卡尔小车的硬件架构,研究机器视觉技术应用于飞思卡尔小车。
飞思卡尔智能车处理器采用了MC9S12XS128芯片，路况采集使用的是数字摄像头OV7620。
由于飞思卡尔智能车是是一款竞速小车，因此图像采集和处理要协调准确性和快速性，需要找到其中的最优控制。
因此本设计主要需要完成的任务是：怎样用摄像头准确的采集每一场的图像，然后怎样进行二值化处理；以及怎样对图像进行去噪处理；最后也就是本设计的难点也是设计的核心，怎样对小车的轨迹进行补线。
本设计的先进性，在众多的图像处理技术中找到了适合飞思卡尔智能车的图像处理方法。
充分发挥了摄像头的有点。
经过小车的实际测试以及相关的MATLAB 仿真，最终相关设计内容都基本满足要求。
小车的稳定性和快速性得到显著提高。
关键词：OV7620，视频采集，图像处理，二值化The Application of Image Processing in the Recognition ofIntelligent Vehicle PathABSTRACTCamera Machine vision technology in the smart car in a wide range of applications, the technology identified in the path of the smart car, and plays an important role in the obstacles to judge. Based on this, based on the architecture of the Freescale car, machine vision technology used in the Freescale car. Freescale smart car the processor MC9S12XS128 chip traffic collected using a digital camera OV7620. Freescale's Smart car is a racing car, so the image acquisition and processing to coordinate the accuracy and fast, you need to find the optimal control. This design need to complete the task: how to use the camera to accurately capture every image, and then how to binarization processing; and how to image denoising; last is the difficulty of this design is the design of the core, how to fill line on the trajectory of the car.The advanced nature of the design found in many image processing techniques of image processing methods for Freescale Smart Car. Give full play to the camera a bit. The actual testing of the car and MATLAB simulation, the final design content can basically meet the requirements. The car's stability and fast to get improved significantly.KEY WORDS: OV7620，Video Capture，Picture Processing，Binarization目录前言 (1)第1章飞思卡尔赛车及机器视觉的概述 (2)1.1 智能车的研究背景 (2)1.1.1 智能车的发展历史 (2)1.1.2 应用前景 (2)1.2 智能车设计要求介绍 (3)1.3 机器视觉介绍 (4)1.4 小结 (4)第2章主要思路及技术方案概要 (5)2.1 总体设计主要方法步骤 (5)2.2 摄像头的对比与选择 (5)2.2.1 摄像头的选取 (5)2.2.2 模拟摄像头 (6)2.2.3 数字摄像头 (6)2.2.4 摄像头的选定 (7)2.3 二值化方案的选取 (7)2.3.1 双峰值法 (7)2.3.2 迭代法 (8)2.3.3 大津法 (8)2.3.4 灰度拉伸-一种改进的大津法 (9)2.3.5 二值化方案的最终选定 (9)2.4对图像进行去噪 (9)2.4.1 传统的去噪法 (9)2.4.2 小波去噪 (11)2.4.3 去噪方法的最终确定 (13)2.5小结 (13)第3章硬件设计 (14)3.1 硬件总体方案设计 (14)3.2 核心控制板 (15)3.3 摄像头的安装 (15)3.4 小结 (16)第4章软件设计 (17)4.1 系统软件总体设计方案 (17)4.2 图像二值化软件设计 (17)4.3 去噪设计 (19)4.3.1 实验信号的产生 (19)4.3.2各参数下去噪效果对比 (20)4.4 二值化后补线 (24)4.5 小结 (32)第5 章结果分析 (33)5.1 采集到的灰度值去噪前的MATLAB仿真 (33)5.1.1 去噪前MATLAB函数和仿真结果 (33)5.1.2 去噪后MATLAB仿真结果 (34)5.2 边界扣取 (35)5.2.1 边界扣取函数 (35)5.2.2 边界扣取仿真结果 (36)5.3 补线后效果 (37)5.4 小结 (38)结论 (39)谢辞 (40)参考文献 (41)附录 (42)外文资料翻译 (45)前言机器视觉技术近几十年来已经得到广泛的应用，并且已经取得了巨大的成功，大大改善了人们的日常生活。
基于飞思卡尔单片机的智能车及其调试系统设计
作者签名：
日期：
年
月
日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密□，在 ______ 年解密后适用本授权书。
Supervisor Associate professor ZHU Hao, Senior engineer WANG Bin May, 2014
工程硕士学位论文
湖 南 大 学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。
√。 2、不保密□
（请在以上相应方框内打“√”）
作者签名： 导师签名：
日期： 日期：
年 年
月 月
日 日
I
基于飞思卡尔单片机的智能车及其调试系统设计
摘
要
本文以飞思卡尔智能车竞赛为背景， 使用飞思卡尔公司提供的的 16 位单片机 MC9S12XS128 为核心控制器，以 CMOS 摄像头 OV7620 为核心传感器，并在 竞赛规定的统一车模平台上，构建完整的智能车系统及其调试系统。智能车通过 摄像头采集跑道图像信息送入单片机，在单片机中对输入的原始图像信息进行处 理，提取出赛道的特征信息，据此使用 PID 算法对转向和速度进行闭环控制。调 试系统 Bootloader 可以方便地对智能车程序进行代码更新。 本文智能车系统设计包括车体机械结构改装、智能车硬件和软件系统设计、 调试系统设计，具体研究内容如下： （ 1 ）车体机械结构设计主要包括前轮的调节、 PCB 板的形状和布局、 车 身底盘的改装、图像传感器、舵机以及编码器的安装等； （ 2） 硬件电路设计部分主要包括： 1 ） 以低压差稳压芯片为核心的稳压电路， 可为系统的各个模块提供了稳定、可靠的工作电源，为智能车的稳定工作提供强 有力的保证； 2 ）采用数字摄像头 OV7620 采集赛道信息，通过跟踪中线算法获 得黑线位置的数据； 3 ）速度采集采用欧姆龙编码器作为测速传感器，用以完成 对速度的实时监测和反馈控制； 4 ）用大功率半桥驱动芯片 BTN7971 搭建的 H 桥电机驱动电路，驱动电机稳定快速的运行； 5 ）其它调试模块接口电路； （ 3 ）软件系统设计完成了包括图像采集及滤波算法设计、 搜索黑线算法设计 以及舵机和电机的 PID 算法设计； （ 4 ）调试系统设计使用 Visual C# 开发上位机软件，通过串口将 Code Warrior 编译生成的 S19 文件传输给下位机，下位机 Bootloader 在接收文件流的同时，解 析 S19 文件内容，并将机器码写入 Flash ，从而完成单片机的串口引导加载程序。 关键词：智能车；摄像头识别； PID ； Bootloader
基于飞思卡尔单片机的智能车控制系统设计
毕业设计(论文)基于飞思卡尔单片机的智能车控制系统设计系别自动化工程系专业自动化班级5060418姓名王皓明指导教师赵一丁2010年6月16日基于飞思卡尔单片机的智能车控制系统设计摘要本文以第四届全国大学生智能车竞赛为背景，介绍了智能赛车控制系统的软硬件结构和开发流程。
该比赛采用组委会规定的标准车模，以Freescale半导体公司生产的16位单片机MC9S12DG128为核心控制器，在CodeWarrior 4.7开发环境中进行软件开发，要求赛车在未知道路上完成快速寻线。
本智能车采用双排光电传感器对赛道进行检测，工作电压能与最小系统工作电压相同，可共用一个电源模块。
通过光电传感器提取获得黑线位置，用PID方式对舵机进行反馈控制。
同时通过速度传感器获取当前速度，实现速度闭环控制，根据赛道类型预判信息和当前速度信息对速度进行合理控制。
整个硬件系统包括车模机械结构调整、稳压电源设计、核心控制电路板设计、后轮电机驱动模块设计和上位机通信设计等等。
经过查看各种相关资料，对硬件进行了大量的优化，如针对对各种稳压芯片的测试，确定最优电源电路；测试各种测速方式，最终选用光电管作为测速模块；并在智能车调试过程中不断改进机械结构，使小车运行更加稳定、迅速。
软件系统包括程序初始化、数据采集和车体控制的算法。
为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性，经过多次机械结构调整及电路板设计，并经过不断试验，最终确定了现有的系统机械结构和各项控制的PID参数。
关键词：MC9S12DG128 ，智能车，双排光电传感器，PIDIntelligent vehicle control system design based on freescale MCUAuthor :Wang HaomingTutor :ZhaoYidingAbstractBased on the 4th China university of intelligent car race for background, introduces the hardware and software of the control system of intelligent car structure and development process. The game using the standards prescribed by the organizing committee to Freescale semiconductor company models, the production 16-bit single chip MC9S12DG128 for core controller, in CodeWarrior 4.7 development environment in software development and requirement on the road on unknown quick line.This intelligent vehicle using double row of photoelectric sensor, voltage can work with minimal systems can share the same voltage, a power supply module. Through the intelligent vehicle, with black extracted on the way to the PID feedback control. And through the velocity sensor for current velocity, realize speed closed-loop control circuit, according to the type of information and the speed of anticipation to speed control information. The hardware system including mechanical models ,structure adjustment, manostat design, the core control circuit design, rear motor driver module design and computer communication design etc. After check all relevant information on the hardware, the large amounts of optimization, such as all kinds of pressure in the test chip and the optimum power supply circuit, Testing various ways, finally chooses phototube module as a type of cell, And in the intelligent vehicle commissioning process improvement, the mechanical structure is more stable operation, quick. Software system including the initial procedure, the data acquisition and control algorithm. In order to improve the speed of intelligent cars and reliability, and after many mechanical structure adjustment and circuit design, and finally determined through continuous test, the existing system of the mechanical structure and PID control parameters.Key words:MC9S12DG128, intelligent vehicle, double row photoelectric sensor, PID目录1 绪论 (1)1.1智能车的背景及意义 (1)1.2智能车竞赛的研究现状 (2)1.2.1 国外智能车竞赛现状 (2)1.2.2 国内智能车竞赛现状 (3)1.3本文的概况及结构安排 (7)2 智能车方案设计 (8)2.1智能车设计的基本要求 (8)2.2智能车的双排传感器循迹策略方案设计 (8)2.2.1 双排传感器的优势 (8)2.2.2 传感器阵列布局 (9)2.2.3 直道识别方式控制策略 (9)2.2.4 直线稳定控制策略 (13)2.2.5 弯道控制策略 (13)2.2.6 实测结果和现象分析 (14)2.3车模参数 (15)3 硬件设计 (18)3.1智能车整体结构 (18)3.2MC9SDG128B的最小系统及接口设计 (19)3.3电源管理及分布 (20)3.4光电传感器布局 (21)3.4.1 赛道识别传感器模块 (21)3.4.2 测速模块 (22)3.5电机驱动模块 (23)3.6舵机驱动模块 (24)3.7拨码开关模块 (25)4 机械结构调整 (27)4.1一些重要参数对赛车的影响 (27)4.2车模底盘参数调整 (28)4.3重心位置对汽车性能的影响 (30)4.4汽车侧滑的处理 (31)4.5底盘离地间隙 (32)4.6齿轮传动间距调整 (32)4.7后轮差速机构调整 (32)5 智能车软件开发环境及软件设计 (34)5.1智能车软件开发环境 (34)5.1.1 软件调试软件Code Warrior (34)5.1.2 无线调试模块 (36)5.2软件设计 (37)5.2.1 初始化模块 (37)5.2.2 智能车系统的控制策略的设计及实现 (41)5.2.3 PID参数的整合 (45)结论 (48)致谢 (50)参考文献 (51)附录 (52)附录A：智能车硬件连接图 (52)附录B：智能车最终实物图 (53)附录C：PID CONTROLLER (54)1 绪论1.1 智能车的背景及意义智能车系统以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械、车辆运动学等多个学科;主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成。
基于“飞思卡尔”单片机的智能车
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题目：基于“飞思卡尔”单片机的智能车（硬件部分设计）系（部）应用电子与通信技术系专业电子信息工程学生刘晓磊学号1089212211班号0892122指导教师赵建新开题报告日期2011-10-17哈工大华德学院说明一、开题报告应包括下列主要内容：1．通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求2．进度计划是否切实可行；3．是否具备毕业设计所要求的基础条件。
4．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；5．主要参考文献。
二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。
三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。
指导教师评语：指导教师签字：检查日期：一、课题背景车与我们的社会生活息息相关，然而当今车的智能化发展还不是很发达，特别是在安全性，智能化，车与路之间交互信息等方面。
当今的车辆技术与未来的智能车辆技术还存在着巨大的差距。
今天的汽车工程师面临着巨大的挑战，需要在新旧技术之间建立一座桥梁，通过应用先进的电子技术，信息技术，电子通信技术推动车辆技术的革新与进步。
本课题小组在履带车模的基础上，使用飞思卡尔公司的MC9S12XS128 单片机作为控制核心，自行设计并制作了相关电路以和检测到道路周围的黑线信号处理以及对舵机、电机的控制。
最终实现车模在赛道上通过自身控制以最短时间独立完成行驶和自动超车的功能。
二、目的意义智能小车的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。
智能小车的发展体现了一个国家技术水平的高低，现代智能小车从其诞生到现在，已经发展到了第三代。
第一代智能小车是示教再现型智能小车。
它们装有记忆存储器，由人将作业的各种操作要求示范给智能小车，使之记住操作的程序和要领。
当它接到再现命令时，则自主地再现示教的动作。
第二代智能小车是装有简单计算机和简单传感器的离线编程的工业智能小车。
基于飞思卡尔智能车控制系统的设计
第６期２０２０年１２月机电元件ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＶｏｌ ４０Ｎｏ ６Ｄｅｃ ２０２０收稿日期：２０２０－１０－１５作者简介：马岩（１９８６．２—）男，松原人，硕士研究生，主要从事车辆工程专业教学工作。
基于飞思卡尔智能车控制系统的设计马 岩，裴 林（吉林化工学院，吉林吉林，１３２０００） 摘要：本设计以ＡＴ８９Ｓ５２为核心，硬件设计分为五个模块：电机驱动电源、伺服电机驱动电路、胡须导航、红外线导航、单片机最小系统。
软件部分实现“日”字行驶轨迹功能，避开胡须，避开红外屏障。
为了简化电路，降低车辆负载，采用程序设计方法，分别从高能量级向低能量级发送信号，控制发动机的方向和转速。
本次系统设计具有结构简单、可靠性高的特点，为未来工厂的智能化做好准备。
关键词：单片机；智能车；避障；伺服电机Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０２０．０６．００３中图分类号：ＴＮ７８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０２０）０６－００１２－０３ＤｅｓｉｇｎｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＶｅｈｉｃｌｅＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦｒｅｅｓｃａｌｅＣ５１ＭＡＹａｎ，ＰＥＩＬｉｎ（ＪｉｌｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｌｉｎ，１３２０００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｄｅｓｉｇｎＡＴ８９Ｓ５２ａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｉｖｅｍｏｄｕｌｅｓ：ｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅｍｏｔｏｒｐｏｗｅｒｄｒｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔｂｅａｒｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎｉｎｆｒａｒｅｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎＳＣＭｓｍａｌｌｅｓｔｓｙｓｔｅｍｓｏｆｔｗａｒｅｐａｒｔｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｍｏｖｅｍｅｎｔｔｒａｃｋｄａｙｗｏｒｄｔｏａｖｏｉｄｂｅａｒｄ，ａｖｏｉｄｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｂａｒｒｉｅｒｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｌｏａｄ，ｐｒｏｇｒａｍｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｆｒｏｍｔｈｅｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｌｅｖｅｌｓｅｎｄｓａｓｉｇｎａｌｔｏｔｈｅｌｏｗｅｎｅｒｇｙｌｅｖｅｌｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｎｇｉｎｅａｎｄｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｌｉａｂｉｌｉ ｔｙｄｅｓｉｇｎ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆａｃｔｏｒｙｔｏｐｒｅｐａｒｅｆｏｒｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｓｍａｒｔｃａｒｓ，ｏｂｓｔａｃｌｅａｖｏｉｄａｎｃｅ，ｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒ１ 引言在２１世纪智能化的发展或将成为未来的一种大趋势，近年来，它提高了技术机构的速度和微型计算机的生产效率，在集成智能控制的条件下，传感器系统是集成智能的，集成智能的机电产品能够模仿人类的智能，具有一定的判断力和智能能力。
基于飞思卡尔单片机的智能汽车设计
基于飞思卡尔单片机的智能汽车设计摘要本智能车系统设计以 MC9S12DG128B 微控制器为核心，通过一个CMOS 摄像头检测模型车的运动位置和运动方向，使用LM1881视频分离芯片对图像进行处理，用光电传感器检测模型车的速度并使用PID 控制算法调节驱动电机的转速和舵机的方向，完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。
为了提高智能车的行驶速度和可靠性，采用了自制的电路板，在性能和重量上有了更大的优势，对比了各种方案的优缺点。
实验结果表明，系统设计方案可行关键词：MC9S12DG128，CMOS 摄像头，PIDThe Research of Small and Medium-sized Electric Machines in Fuan CityAuthor：Yao fangTutor：Ma shuhuaAbstractFujian Fuan City industry of electric motor and electrical equipment is the one of the most representative phenomenon of industry cluster in Fujian Province mechanical industry. Its output value of small and medium-sized electric machines accounts for 20% of the whole province’s electrical equipment indu stry. The output amount of small and medium-sized electric machines from this region takes up 1/3 of that of the whole nation. Fuan electric motor and electrical equipment industry plays a significant role in the development of local national economy, being considered to be the main growth point of local economy and called "the Chinese electric motor and electrical equipment city ".This paper launched a research on small and medium- sized electric machines in Fuan city from two angles. The first one inferred the situation of Fuan electric machine industrial cluster as well as the analysis of the temporary existed problems, and then propose a few of suggestions on the part of local government. The second part focus on the improvement of the competitiveness of Fuan electric machine enterprises, through the application of Michael Porter's Five Forces Model into the local industry of electric machine, consequently carried out some strategies local enterprises should take.Key Words: small and medium-sized electric machines, Five Forces Model, industrial cluster目录1 绪论 (1)1.1智能车竞赛背景介绍 (1)1.2智能车系统设计思路及方案分析 (2)1.3系统整体设计结构图 (3)2 机械结构的调整与设计 (4)2.1机械安装结构调整 (4)2.2舵机安装方式的调整 (4)2.3摄像头的安装 (5)2.4测速码盘的安装 (5)2.5前轮倾角的调整 (6)2.6地盘高度的调整 (7)2.7齿轮传动机构及后轮差速的调整 (7)3 硬件电路的设计与实现 (8)3.1硬件电路设计方案 (8)3.2硬件电路的实现 (8)3.2.1 以S12为核心的单片机最小系统 (8)3.2.2 主板 (13)3.2.3 电机驱动电路 (18)3.2.4 摄像头 (23)3.2.5 速度传感器 (24)3.2.6 加速度传感器 (24)3.2.7 去抖动电路 (25)4 软件系统设计与实现 (28)4.1软件系统结构方案选择 (28)4.2软件主流程 (28)4.3端口分配 (29)4.4底层驱动程序设计 (30)4.4.1 时钟模块 (30)4.4.2 PWM模块 (31)4.4.3 外部中断模块 (31)4.4.4 ECT模块 (32)4.4.5 AD模块 (32)4.4.6 串口模块 (33)4.4.7 普通IO模块 (33)4.4.8 实时中断 (34)4.5图像信息处理及道路识别程序设计 (34)4.5.1 赛道提取算法 (35)4.5.2 有一定抗干扰和抗反光能力的黑线提取算法 (37)4.5.3 道路识别算法 (39)4.6起跑线识别程序设计 (40)4.7车体控制程序设计 (41)4.7.1 舵机控制算法 (42)4.7.2 速度控制算法 (43)结论 (44)致谢 (45)参考资料 (46)附录 (47)附录A (47)1 绪论1.1 智能车竞赛背景介绍全国大学生飞思卡尔杯智能车竞赛是教育部主办的面向全国大学生的五大赛事之一（另外四个：数学建模、电子设计、机械设计、结构设计）。
基于飞思卡尔单片机的智能车及其调试系统设计
基于飞思卡尔单片机的智能车及其调试系统设计基于飞思卡尔单片机的智能车及其调试系统设计摘要：本文介绍了一种基于飞思卡尔单片机的智能车设计方案，并详细阐述了其调试系统的设计和实现过程。
通过对传感器、驱动器和控制算法的整合与优化，实现了智能车对环境的感知、路径规划和自主导航功能。
调试系统包括软件调试和硬件调试两个方面，通过实验验证了系统的可行性和稳定性。
实验结果表明，该智能车具备了较高的精确性和响应速度，能够在复杂的环境中实现准确导航。
关键词：飞思卡尔单片机；智能车；调试系统；感知；路径规划；自主导航1.引言智能车作为人工智能领域的一个重要应用方向，在交通运输、环境监测等许多领域有着广泛的应用价值。
随着单片机技术的不断发展和普及，基于飞思卡尔单片机的智能车设计方案逐渐成为研究的热点。
本文旨在利用飞思卡尔单片机开发一种具备感知、控制和规划等功能的智能车，并设计相应的调试系统来验证其工作状态和性能。
2.智能车硬件设计智能车的核心是以飞思卡尔单片机为主控制器的控制系统。
该系统由多个模块组成：传感器模块、驱动器模块、通信模块和电源管理模块。
传感器模块用于感知环境，包括超声波传感器、红外传感器等。
驱动器模块用于控制车轮的转动，实现车辆的前进、后退和转向功能。
通信模块用于与外部设备进行数据交互，电源管理模块用于管理车辆的电力供应和充放电管理。
3.智能车软件设计智能车的软件系统主要包括感知模块、控制模块和规划模块。
感知模块利用传感器获取环境信息，并将其转化为数字信号。
控制模块根据感知模块的数据进行判断和决策，控制车辆的运动。
规划模块根据车辆当前位置和目标位置，采用路径规划算法计算最优路径，并通过控制模块实现车辆的导航功能。
4.智能车调试系统设计智能车的调试系统包括软件调试和硬件调试两个方面。
软件调试主要涉及程序的编写、调试和验证，通过仿真、调试和测试等手段，确保软件系统的正确性和稳定性。
硬件调试主要涉及电路连接、传感器的调试和驱动器的测试，通过检查电路连通性、校准感知模块和测试驱动器的工作状况来验证硬件系统的可靠性和性能。
基于飞思卡尔单片机的智能汽车设计
基于飞思卡尔单片机的智能汽车设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：基于飞思卡尔单片机的智能汽车设计摘要本智能车系统设计以 MC9S12DG128B 微控制器为核心，通过一个CMOS 摄像头检测模型车的运动位置和运动方向,使用LM1881视频分离芯片对图像进行处理,用光电传感器检测模型车的速度并使用PID 控制算法调节驱动电机的转速和舵机的方向,完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。
为了提高智能车的行驶速度和可靠性，采用了自制的电路板，在性能和重量上有了更大的优势，对比了各种方案的优缺点.实验结果表明,系统设计方案可行关键词:MC9S12DG128，CMOS 摄像头，PIDThe Research of Small and Medium—sized Electric Machines in FuanCityAuthor：Yao fangTutor：Ma shuhuaAbstractFujian Fuan City industry of electric motor and electrical equipment is the one of the most representative phenomenon of industry cluster in Fujian Province mechanical industry. Its output value of small and medium-sized electric machines accounts for 20% of the whole province’s electrical equipment industry。
The output amount of small and medium—sized electric machines from this region takes up 1/3 of that of the whole nation. Fuan electric motor and electrical equipment industry plays a significant role in the development of local national economy, being considered to be the main growth point of local economy and called ”the Chinese electric motor and electrical equipment city ”。
智能车制作全过程(飞思卡尔)
智能车制作全过程(飞思卡尔)如果我写得好,请顶我一下,我将再接再厉!(本人在很久以前做的一辆用来比赛的智能车--获得华北一等奖,全国二等奖,有许多可改进地方.)下面我们来立即开始我们的智能车之旅:首先,一个系统中,传感器至关重要."不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度" .是的,在这个系统中,传感器的精度,其准确性就显得至关重要.如果你问我传感器的电路,呵呵,我早就和大家分享了,在我发表的日志中,有一篇<<基于反射式距离传感器>>的文章就详细的说明了传感器的硬件电路以及可以采取的信号采样方式.传感器安装成一排,如上面排列.(就是个一字排列,没有什么特别)接下来,看看我们如何处理传感器得到的信息:大家看到了.结构很简单,我们已经搞定了传感器通路.下面我们来看看多机的控制方面的问题:其实,不管是便宜还是比较贵的舵机,都是一样的用法.舵机的特点就是不同的占空比方波就对应着舵机的不同转角.当然不同的舵机有不同的频率要求.比如我用的这个舵机:方波频率50HZ.怎么改变占空比?这个不就是PWM模块的功能嘛.PWM模块可以输出任意占空比的方波.只要你控制其中的占空比寄存器,就可以直接控制舵机的转角.你只要将传感器的状态和这个占空比对应上,不就OK了?就这么简单,做到这里,你就可以让你的车在跑道上跑了!接下来,我们的工作是让智能车更加完善:速度要稳定.在当前的系统结构中,要使一个系统更稳定更可靠,闭环系统是一个选择.(如果你不知道什么是闭环系统,可以参照我的文章里面的一篇"基于单片机的PID电机调速"),既然是一个闭环系统,速度传感器是必不可少的,用什么样的传感器做为速度反馈呢:仔细看,和后轮之间有一条皮带的这个貌似电机的东西,就是我的速度传感器,它的学名叫"旋转编码器".这个器件的特点就是:每转一圈,就会从输出端输出一定的脉冲,比如我这个旋转编码器是500线的,就是转一圈输出500个脉冲.因此,我只要在单位时间内计数输出端输出的脉冲数,我就可以计算出车辆的速度.显然,这个速度可以用来作为PID速度调节的反馈.现在有了反馈,我们需要的是调节智能车驱动电机的速度了,如何来调速,就成了必须解决的问题了.我用的是驱动芯片MC33886. 其实,这个芯片就是一个功率放大的模块.我们知道,单片机输出的PWM信号还是TTL信号,是不能直接用来驱动电机的.非要通过功率模块的放大不可.这个道理其实很简单,就像上次我给大家画的哪个电子琴电路的放大电路一样:看上面的那个三极管,就是将TTL电路的电流放大,才能够来驱动蜂鸣器.其实这里的这个MC33886就是这样的一个作用.而且我们自己也完全可以用三极管自己搭建一个这样的功率放大电路,当然,驱动能力肯定不如这里的这个MC33886(如我们用三极管就搭建了超过MC33886的电路,摩托罗拉就不会卖几十块钱一个了.呵呵.)知道了这个MC33886的工作原理,就好说了,一句话,通过PWM来调节电机的速度.当方波中高电平占的比例大,电机的平均电压肯定高,转速肯定快.也就是说,PWM的占空比越大,电机转速越高.看,就这么简单,这个智能车就做好了.接下来,我们就把我们知道的PID知识放到舵机和直流驱动电机的控制中去.就可以达到一个比较好的控制效果.如果要达到更高的水平,肯定机械方面的改造也少不了.当然,这不属于本文的讨论范围.呵呵.智能车制作全过程(飞思卡尔---舵机篇发表于 2008/11/28 10:00:55感谢大家的支持!如果我写得好,请顶我一下!智能车的制作中,看经验来说,舵机的控制是个关键.相比驱动电机的调速,舵机的控制对于智能车的整体速度来说要重要的多.PID算法是个经典的算法,一定要将舵机的PID调好,这样来说即使不进行驱动电机的调速(匀速),也能跑出一个很好的成绩.机械方面:从我们的测试上来看,舵机的力矩比较大,完全足以驱动前轮的转向.因此舵机的相应速度就成了关键.怎么增加舵机的响应速度呢?更改舵机的电路?不行,组委会不允许.一个非常有效的办法是更改舵机连接件的长度.我们来看看示意图:从上图我们能看到,当舵机转动时,左右轮子就发生偏转.很明显,连接件长度增加,就会使舵机转动更小的转角而达到同样的效果.舵机的特点是转动一定的角度需要一定的时间.不如说(只是比喻,没有数据),舵机转动10度需要2ms,那么要使轮子转动同样的角度,增长连接件后就只需要转动5度,那么时间是1ms,就能反应更快了.据经验,这个舵机的连接件还有必要修改.大约增长0.5倍~2倍.在今年中,有人使用了两个舵机分别控制两个轮子.想法很好.但今年不允许使用了.接下来就是软件上面的问题了.这里的软件问题不单单是软件上的问题,因为我们要牵涉到传感器的布局问题.其实,没有人说自己的传感器布局是最好的,但是肯定有最适合你的算法的.比如说,常规的传感器布局是如下图:这里好像说到了传感器,我们只是略微的一提.上图只是个示意图,意思就是在中心的地方传感器比较的密集,在两边的地方传感器比较的稀疏.这样做是有好处的,大家看车辆在行驶到转弯处的情况:相信看到这里，大家应该是一目了然了，在转弯的时候，车是偏离跑道的，所以两边比较稀疏还是比较科学的，关于这个，我们将在传感器中在仔细讨论。
基于飞思卡尔S12单片机的智能车系统设计与实现
基于飞思卡尔S12单片机的智能车系统设计与实现刘允峰;韩建群【摘要】以第八届全国大学生飞思卡尔智能汽车比赛为背景,介绍了以飞思卡尔S12单片机作为核心控制单元,通过摄像头采集赛道信息,利用PID算法控制舵机的响应速度,闭环控制马达速度,实现智能车在专门赛道上自主循迹行驶.重点阐述了硬件和软件的实现方法.实践证明,该智能车设计方案有效、可行.【期刊名称】《渤海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(036)004【总页数】5页(P359-362,370)【关键词】飞思卡尔;智能车;S12单片机;图像处理;PID算法【作者】刘允峰;韩建群【作者单位】渤海大学信息科学与技术学院,辽宁锦州121013;渤海大学工学院,辽宁锦州121013【正文语种】中文【中图分类】TP272高等教育由精英教育向大众化教育转变，应用型人才的培养正成为我国高等教育研究和探讨的热点〔1〕.近年来的大学生电子竞赛中，单片机的使用几乎作为学生选题的主流〔2〕. S12XS128是Freescale公司推出的S12XS系列微控制器中的一款，集成度高，与同类的51单片机相比，具有地址空间大、运算速度快、性价比高、成本低、可靠性好、稳定性高、内部资源丰富等优点.S12XS128微控制器采用16位CPU，CPU最高总线速度可达40 MHz，而且可以超频，片内资源包括8 K RAM、128 K Flash，包含8、10或12位模数转换器，转换时间3 us，以及运行和停止省电模式，非常适合汽车的智能控制〔3-4〕.本文以全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛的车模为控制对象，采用S12XS128作为主控单元，完成测控系统的控制方案设计和系统实现，包括图像采集处理、电机驱动、舵机控制等.电路设计是智能车的基础部分.控制单元采用飞思卡尔16位单片机S12XS128最小系统板，板上有时钟和复位电路.由摄像头采集道路信息，并将信号传输到单片机进行路径识别.单片机根据检测信号分别对转向舵机和驱动电机进行控制，达到智能车的自主循迹行驶.系统主要包括电源模块、控制单元、赛道采集模块、舵机模块、电机模块和速度检测模块，如图1所示：1.1 电源模块电源模块使用7.2 V镍镉充电电池供电，2000 mAh.由于智能车系统各个模块所需电压不同，因此需要进行电压转换.本系统共设计了两部分稳压电源.模块之间独立供电，尽量减少电磁干扰.电源分配方案如下：(1)5 V稳压电路，采用芯片LM2940-5 V，分别为S12单片机最小系统、舵机、摄像头、编码器供电.(2)7.2 V稳压电路为电机供电.1.2 控制模块控制单元采用飞思卡尔16位单片机S12XS128，由OV7620摄像头负责采集路面信息，对图像信息进行处理.通过编码器获得车速，以处理后的信号为依据，通过输出不同占空比PWM波，控制舵机、电机，完成智能车的转向、前进和制动. 1.3 赛道采集模块CMOS摄像头型号是OV7620, 分辨率是640*480，输出帧频可达60 Hz〔5〕.摄像头采集的赛道信息经过处理后传输到单片机进行处理.OV7620有三种数据制式，本文选用YUV16的数据格式，取其亮度信息，生成黑白图像.1.4 舵机模块数码舵机的型号是S-D5，工作电压4.5 V～5.5 V.舵机的转向由单片机输出的PWM波控制.单片机根据摄像头采集的赛道信号，发出不同占空比的PWM控制信号，使舵机转动一定角度.1.5 电机模块马达型号是RS540，转速20000 r/min，工作电压是直流7.2 V.智能车采用后轮驱动，由单片机输出的PWM波控制电机驱动电路，再驱动直流电机.本智能车的电机驱动采用BTN7971H桥电路，可以实现电机的正转和反转，如图2所示，Motor1、Motor2分别接电机的两端.1.6 速度采集模块智能车在直道上应以较快速度行进，弯道时应减速，避免速度过快而冲出赛道.使用车速检测系统对车速实施闭环反馈控制，使得赛车更加准确地运行.采用欧姆龙增量式旋转编码器测量车速，型号是E6A2-CW3C〔6〕.基于CodeWarrior编程环境，使用C语言编程.系统软件主要分为以下几个部分：系统初始化模块、图像采集模块、路径识别模块及对电机和舵机的控制模块.系统程序流程图如图3所示：2.1 赛道处理算法赛道的特点是两边线是黑色而跑道是白色，摄像头得到的赛道信息是灰度图形式.因此采用边缘检测算法提取两端黑线.算法如下：在每行像素点中，从最左端的第一个数据点开始依次向右进行阈值判断，即第i个数据点与第i+1个数据点的差是否大于阈值，如果是就把i+1点的位置记为a，再从a开始继续往右，将a+1,a+2直到a+b个数据点与第a个数据点的差是否大于阈值，如果是就把白线点的个数b记录下来，则赛道白线中心的位置为a+b/2.流程图如图4所示.2.2 舵机控制算法在智能车电机控制算法中只用P、D两项参数就能够完成控制要求.采用误差偏转的方式控制舵机〔7〕:Turn_temp=kp*diviation1+kd*diviation2其中，diviation1，diviation2是偏差；kp，kd是系数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于MFC的飞思卡尔智能车上位机设计
众所周知，上位机在智能车调试中起着重要作用，尤其是通过无线串口，实现数据实时发送接收，极大方便了智能车调试。
作者以VC6.0为平台使用微软MFC，简单介绍串口上位机设计，抛砖引玉。
STEP1.新建MFC工程
STEP2.加入串口类
VC6.0进行串口开发主要有两种方式，一种是利用微软控件MScomm，一种是利用开源类CSerialPort。
但是前者编译生成的程序在其他电脑上运行还要注册控件，略显麻烦。
而后者属于对windows API封装，使用方便，兼容性强。
本文重点介绍CSerialPort的使用。
在/serialport.html下载最新CSerialPort类，工程中添加.h 和.cpp文件，如下图。
在serialDlg.cpp和serialDlg.h中包含Cserialport头文件
同时在serialDlg.h中定义对象CSerialPort m_SerialPort; //CSerailPort类对象
STEP3. Cserialport必备函数
STEP4.窗口布局
设置成员变量（Ctrl+W ），四个编辑框对应四个UNIT成员变量
STEP5.串口初始化
OK，所有前期工作准备完成，开始串口操作
按钮“打开串口”，双击，创建消息函数void CSerialDlg::OnOpenserial() 实现串口初始化，代码如下
按钮“关闭串口”，双击，创建消息函数void CSerialDlg::OnCloseserial() 函数功能为进行串口初始化，代码如下
STEP6.串口数据发送
按钮“发送”，双击，创建消息函数，代码如下
STEP7.串口数据接收
手工建立WM_COMM_RXCHAR的消息映射处理函数OnComm() 首先在serialDlg.h中添加响应函数声明
在serialDlg.cpp中添加消息响应
At last，VC串口通讯程序基本功能，打开串口，关闭串口，接收数据，发送数据均以完成。
在此基础上，你可以添加复选框，选择串口号，选择波特率，可以添加图片框，显示图像，可以利用mfc绘图功能绘制速度曲线，pwm曲线。
Vc6.0虽然已经被更先进的工具取代，但是作为一代经典，其功能还是非常强大的。
掌握了vc6.0 ，无论c#还是QT，上手还是很快的。
当然，如果你没有兴趣或者没有时间去为智能车做一个上位机，那么访问作者淘宝店，我已经做好了成品，经过几个版本的修正，基本成熟，欢迎访问/。