天津工业大学毕盛队技术报告

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1、第一届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：天津工业大学队伍名称：毕盛队参赛队员：王朝盛吴立江贺丹带队教师：熊慧III第一届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告目录第一章引言11.1智能车制作过程概况11.2报告内容安排说明1第二章智能车的具体设计和实现22.1智能车的硬件设计22.1.1主要器件22.1.2智能车的主要参数32.1.3电源方案32.1.4电池电压检测模块42.1.5LCD模块52.1.6路径检测52.1.7后轮电机驱动模块62.1.8车速检测模块72.

2、1.9辅助模块82.2系统软件设计与实现92.2.1系统框图92.2.2开发工具92.2.3路径搜索算法92.2.4驱动电机的PID控制算法11第三章总结12参考文献13附录14III第二章智能车的具体设计与实现第一章引言1.1智能车制作过程概况智能车的制作过程主要包括：车模的拼装，各功能模块的制作和调试以及整车的调试运行。车模的拼装是一个最基础的工作，必须按照拼装说明书正确安装，各组件要安装到位，不能松动，舵机螺杆的长度一定要合适，以免舵机有机械误差，导致转向不准确。智能车的功能模块主要有：freescale的16

3、位单片机MC9S12DG128控制核心模块，路面黑线检测模块，后轮电机的驱动模块，方向控制模块，速度检测模块，电池电量检测模块以及调试辅助模块。这些模块是根据大赛要求和功能需要进行制作的。制作过程主要包括查阅资料、方案选择和论证，电路的制作和调试。有了上述模块，智能车的硬件制作基本完成，在此基础上给MC9S12DG128下载程序后小车就能跑动了。但要使其成为智能车还需要做大量的工作。在整车调试过程中会发现很多问题，这就需要分析解决，主要是通过对控制策略的完善，程序参数的调整，硬件电路的改动等等。1.2报告内容安排说明

4、本文主要阐述智能车各功能模块的硬件电路组成和工作原理以及系统软件设计。下面先介绍所使用的主要器件，再按各个模块逐一的详尽的说明，最后分析系统软件，包括路径搜索，控制方案等。35第二章智能车的具体设计与实现第二章智能车的具体设计和实现2.1智能车的硬件设计2.1.1主要器件l控制模块目标板：HCS12最小系统微控制器：MC9S12DG128B(Freescale)l路径检测模块：红外传感器：红外发射管、红外接收管l后轮驱动和速度检测模块：直流电机：RS-380编码器：光电开关和码盘直流电机驱动器：MC33886l前轮转

5、向模块舵机：HS-925(SANWA)尺寸：39.437.827.8重量：56g工作速度:0.11sec/60(4.8V)0.08sec/60(6.0V)堵转力矩:6.1kg.cm(4.8V)7.7kg.cm(6.0V)工作角度：45度/400usl电源模块35第二章智能车的具体设计与实现电池：7.2V镍镉电池2000mAh稳压芯片：LM2576(5V)、LM317(6V)微控制器(MC9S12DG128)舵机红外传感器发送接收液晶显示直流电机编码器辅助模块图2.1系统模块图2.1.2智能车的主要参数长：34.6cm

6、宽：24.5cm高：7.0cm重：1.2kg检测频率：3ms检测精度：4mm电容总容量：≤1000μf2.1.3电源方案通过分析，在小车的整个系统中需要使用三种电压，即MCU及传感器所需的5V工作电压，舵机所需的6V工作电压以及后轮直流电机驱动模块的电压。我们使用开关电源LM2576来提供5V电压，由于LM2576的工作原理是通过斩波和电感续流来提供5V电压的，所以内部消耗的功率很低，从而提高了电池的利用效率。舵机的6V工作电压是通过可调式稳压器LM317提供的。后轮直流电机的驱动模块的电压有电池直接提供。整个系统的

7、电压分配情况如下图所示：35第二章智能车的具体设计与实现7.2v2000mAh镍镉电池LM2576(5V)LM317(6V)主板红外传感器编码器舵机直流电机图2.3电源分配图2.1.4电池电压检测模块这个模块是为了完善智能车的功能而设计的，也是人性化的体现。此模块能够正确测量当前电池电压，并通过液晶屏显示，在欠电压的情况下会自动报警。由于在电动机起动时会产生电压浮动和电磁干扰，这就会影响AD对电池电压采集的精确度，因此，我们利用光耦（TLP521-2）与电压跟随器组成光电耦合电路传输信号，消除电动机起动时所造成的干扰

8、，提高电池电压检测的正确性。原理如图2.4所示：图2.4光电耦合电路35第二章智能车的具体设计与实现2.1.5LCD模块车上的这个模块主要是为了方便调试。在LCD上显示的是智能车的几个主要参数，可以通过按键直接调节。2.5液晶显示块的电路连接图2.1.6路径检测图2.6路面黑线检测模块原理图35第二章智能车的具体设计与实现探测路面黑线的基本原理