飛思卡爾智能車簡介

1、智能車制作F R E E S C A L E學院： 信息工程學院班級： 電氣工程及其自動化132學號： 6101113078姓名： 李瑞欣目錄： 1. 整體概述2 單片機介紹3 C語言4 智能車隊的三個組5 我對這門課的建議 一、整體概述智能車的制作過程包括理論設計、實際制作、整車調試、現(xiàn)場比賽等環(huán)節(jié)，要求學生組成團隊，協(xié)同工作。內容涵蓋自動控制、模式識別、傳感技術、電子、電氣、計算機、機械與汽車等多學科多專業(yè)。下面是一個智能車的模塊分布：總的來說智能車有六大模塊：信號輸入模塊、控制輸出模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、信息顯示模塊、信息發(fā)送模塊、異常處理模塊。1、信號輸入模塊：智能車通過傳感器獲知賽道上的

2、路況信息（直道，彎道，山坡，障礙物等），同時也通過傳感器獲取智能車自身的信息（車速，電磁電量等）。這些數(shù)據(jù)構成了智能車軟件系統(tǒng)（大腦）的信息來源，軟件系統(tǒng)依靠這些數(shù)據(jù)，改變智能車的運行狀態(tài)，保證其在最短的時間內按照規(guī)定跑完整個賽道。2、控制輸出模塊：智能車在賽道上依靠轉向機構（舵機）和動力機構（電機）來控制運行狀態(tài)，這也是智能車最主要的模塊，這個模塊的好壞直接決定了你的比賽成績。電機和舵機都是通過PWM控制的，因此我們的軟件系統(tǒng)需要根據(jù)已有的信息進行分析計算得到一個合適的輸出數(shù)據(jù)（占空比）來控制電機和舵機。3數(shù)據(jù)處理模塊：主要是對電感、編碼器、干簧管的數(shù)據(jù)處理。信號輸入模塊得到的數(shù)據(jù)非常原始，

3、有雜波。基本上是不能直接用來計算的。因此需要有信號處理模塊對采集的數(shù)據(jù)進行處理，得到可用的數(shù)據(jù)。4信息顯示模塊：智能車調試過程中，用顯示器來顯示智能車的部分信息，判斷智能車是否正常運行。正式比賽過程中可關閉。主流的顯示器有:Nokia 5110 ,OLED模塊等，需要進行驅動移植。5信息發(fā)送模塊智能車的調試過程中，我們需要觀察智能車的實時狀態(tài)（采集的信號是否正常，輸出是否正常），這個時候就需要用到信息發(fā)送模塊，將智能車運行時的數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦上就行分析處理。正式比賽過程中可關閉傳輸方法有:藍牙傳輸和WIFI傳輸。6異常處理模塊異常處理是指智能車在運行的過程中遇到的一些特殊情況，比如傳感器值超出正

4、常范圍，沖出賽道等，異常貫穿所有的模塊。異常處理在智能車中也是一個重要的模塊，一個完備的異常處理機制可以使得智能運行穩(wěn)定，保證硬件電路的安全。二、單片機智能車最核心的部分是單片機，它相當于智能車的大腦，能依靠存儲在里面的程序來控制他周圍的各種器件，處理和分析數(shù)據(jù)并做出判斷。比賽用的單片機一般是飛思卡爾公司的K60單片機。而我們學單片機應從最簡單的51單片機開始；下面我來介紹一下51單片機。單片機就是在一塊硅片上集成了微處理器（CPU），存儲器（RAM,ROM,E-PROM）和各種輸入輸出接口（定時器/計數(shù)器、并行I/O口、串行口，A/D轉換器以及脈沖調制器PWM等），這樣一塊芯片具有一臺計算機

5、的屬性，因而被稱為單片微型計算機，簡稱單片機。單片機是通過C語言編程實現(xiàn)控制的，在專門的編譯軟件 KEIL 中編譯后再傳輸?shù)絾纹瑱C里面。而單片機外圍有許多引腳，程序通過控制它的高低電平變化實現(xiàn)對其他部件的控制。其次，我們學習單片機學習什么？內部:IO,定時器，串口，中斷，AD,DA,PWM（都是通過各種寄存器來控制的，我們學習的就是怎么去操作這些寄存器。）外部:各種外設，外部模塊的原理和應用。（比如說：鍵盤，LCD，液晶屏，還有各種通信協(xié)議。一般，我們學單片機可以購買開發(fā)板，進而學習如何給單片機編程控制其他設備，如矩陣鍵盤、流水燈、LCD、點陣屏、外部中斷、數(shù)模轉化器等等。此外也可以用PROT

6、EUS仿真軟件進行仿真節(jié)約買開發(fā)板的錢。三、C語言可以說，軟件就是智能車的靈魂。 而我們智能車單片機里的程序，就是用C語言來編寫的。C語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。目前，使用C語言進行程序設計已經(jīng)成為軟件開發(fā)的一個主流。用C語言開發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開發(fā)周期，明顯增強程序的可讀性，便于改進、擴充和移植。下面我們介紹一下智能車的軟件系統(tǒng)：完整的智能車控制程序包括：上電啟動、系統(tǒng)初始化、中斷、獲取電感，編碼器，干簧管的數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、輸出控制數(shù)據(jù)等。四、智能車隊的三個組無論做那一組，一般都是三人一組。一個人做軟件，一個人做硬件，一個人做算法。至于軟件

7、和硬件，我在前面已經(jīng)講了，所以我們來講一下算法。智能車里用到的算法是自動控制原理中講的PID算法。PID算法是按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進行控制的PID控制器。使用PID算法是為了使自動識別路徑的智能車能夠穩(wěn)定可靠地在不同跑道上行駛。其實，雖然智能車比賽分了三組，但除了傳感器以外這三種智能車的結構都大致相同。1、 光電組就是用用激光二極管做為傳感器來識別賽道信息。光電組的優(yōu)點：電路簡單、信號處理速度快、響應速度快、功耗低等等。光電組的缺點：檢測精度低、空間分辨率低、數(shù)據(jù)量少等。2、攝像頭組：攝像頭組就是用攝像頭作為傳感器來檢測道路，對軟件算法要求高，調試能力要求也很高，達到一定速度還得調整機械。3、 電磁組電磁組就是用電感等傳感器感應賽道中心的電線的交流電產(chǎn)生的磁場，使智能車不偏離軌道五、 我對這門課的建議 總的來說，這是一門挺好的選修課，老師講得很好，但是也有一些