清华大学飞思卡尔智能汽车教程共73页

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《智能车制作 “飞思卡尔杯”从入门到精通》教材部分章节节选

图 3-7 前置置卧式
16 6
图 3-8 后置卧式
优点：安安装原车模模舵机布置方方式、改动动量小，重心心低；缺点：响响应速度慢慢、两边拉杆杆长度不一一样、转向不不对称。 2）.扣式
图 3-9 扣式扣
优点：重重心低、响响应速度快、、转向平顺顺对称；缺点：安安装过程复复杂、不利于于后续维护护调整。 3）.卧式
图 3-14匀速圆圆周运动
转向舵机因因型号固定定在供电电压确定时其其输出力矩矩是固定的，，我们知道道力矩等于于力与与力臂的乘积积，即 M=F F*L。舵机的输出力矩矩与摆臂长度关系如下下：舵机转矩矩=舵机摆臂臂作用力*摆臂长度摆 18 8
假设舵机机输出力矩矩是恒定的，其输出轴轴的旋转角角速度也是恒恒定的，舵舵机摆臂端端部的的瞬时线速度度随舵机摆摆臂长度增加而增大。摆臂的瞬瞬时线速度大大会导致转转向系统灵灵敏度度提高，这是是我们最希希望得到的。。同时，我我们知道在在转向时舵机机摆臂的力力传递搭到到横拉杆，横横拉杆的作作用力大于于轮胎胎阻力时才开开始转向，小于或者等于轮胎阻阻力时不转转向。开始转转向后，横横拉杆作用力越越大轮胎转的的越快，也也就是说转向向响应速度度越快。而舵机力力矩是恒定定的，舵机摆摆臂作用力力与摆臂长长度是成反比比的，此长长彼消。舵舵机摆摆杆不能太长长也不能太太短，太短，响应慢，太长，拉不不动，响应应也慢。最合适的的舵机摆臂臂长度值，可以通过转转向系统四四杆机构仿真真结合实际际测试来获获取。实际测试可可以选用不不同长度的舵舵机摆臂装装车后测试转转向灵敏度度。获取最佳舵舵机摆臂长长度后，可以对摆臂的的外形做优优化以达到减减重、美观观的效果。图 3 3-15 为优化化后的舵机摆摆臂，选用用 1mm 不锈钢板线切切割成型。不锈钢板有有良好的刚刚度、韧性，为了了减重将摆摆臂中部切除除一块。

飞思卡尔智能小车算法介绍(个人总结)

式中，
q0
Kp
1；TTi
Td T
q1
；Kp
1
2。Td
T
q2
Kp
Td T
3.2.1 PID控制算法
由此可见，要利用 u和( k ) 得u (到k 1) ，只需u (要k )用到 , 和 e (三k 个1)历史e(数k 据 2。) 在编u (程k 过 1程) 中，这三个历史数据可以采用
平移法保存，从而可以递推使用，占用的存储单元少，编程简单，运算速度快。增量型算法的程序流程图如图3.6所示。
25工qgz1lt70108100801nlj23456j2x013x084x105x086x01jj40108100801tj武汉科技大学信息科学与工程学院tj武汉科技大学信息科学与工程学院tj武汉科技大学信息科学与工程学院壬322模糊控制算法tj武汉科技大学信息科学与工程学院o模糊控制表可以离线求出作为文件存储在计算机中计算机实时控制时只要将ad转换得到的偏差和偏差变化ec进行量化得到相应的等级e和ec然后从文件中直接查询所需采取的控制策略
3.1 编程语言简介
在绝大多数场合，采用C语言编程即可完成预期的目的，但是对实时时钟系统、要求执行效率高的系统就不适合采用C语言编程，对这些特殊情况进行编程时要结合汇编语言。汇编语言具有直接和硬件打道、执行代码的效率高等特点，可以做到C 语言所不能做到的一些事情，例如对时钟要求很严格时，使用汇编语言便成了唯一的选择。这种混合编程的方法将C语言和汇编语言的优点结合起来，已经成为目前单片机开发最流行的编程方法。关于编程语言的详细介绍可参阅相关书籍。
第3章智能汽车设计基础—软件
第3章智能汽车设计基础—软件
在智能车系统的设计中，硬件是基础，没有一个好的硬件平台，软件就无法运行。对于智能车系统来说，软件的核心是控制算法。而完成这些任务的编程语言有汇编语言和C语言。软件部分是整个智能车系统的灵魂，在硬件方面各参赛队之间大同小异，真正体现各参赛队智能车的优势和最后决定比赛成绩好坏的往往是软件部分，尤其是核心控制算法的设计。本章首先简要介绍软件编程中使用的汇编语言和C语言各自的特点，然后重点介绍核心控制算法的原理。

飞思卡尔智能车教程-

下面通过例题讨论正弦稳态电路的各种分析方法。
一、求解一端口的阻抗或导纳解
§9-3 正弦稳态电路的分析
习题9－1 试求图示各电路的输入阻抗Z和导纳Y。 (c)该一端口内不含受控源，可以利用阻抗的串并联等效变换求得其输入阻抗或输入导纳。串联等效阻抗为
Z 40 j 40 ( ) 1
Z 40 j 40 ( ) 2
一端口的输入阻抗为
Z Z ( 40 j 40 )( 40 j 40 ) Z 12 40 Z Z 40 j 40 40 j 40 1 2
一端口的输入导纳为
1 1 Y 0 .025 S Z 40
虽然电路中含有电感和电容元件，因为阻抗的电抗分量为零或导纳的电纳分量为零，故该一端口是阻性阻抗，即对外呈现电阻性。
5μF
UL Us
U V R 60
UC Us
-
U
U R I 60 53 . 13 V R
U j L I 240 36 . 87 V L

1 U j I 160 ( 143 . 13 ) V C C
这种现象在实际电路中要引起注意。这种现象发生的条件一般是电路中既有L元件，又有C元件。
+ U
+
- + U L UR
5μF
+
-
s
U
.
C
-
1 B 0 .032 S L L eq
1 1 L 6 . 25 mH eq 0 . 032 0 . 032 5000
G
Leg
并联等效电路是一个电导元件和一个电感元件的并联组合。
Z eqZ R Z L Z C 15 j20 25 53 .13 感性阻抗

[电子教案(PPT版本)]“飞思卡尔”杯智能汽车设计与实例教程 (3)[72页]

低频段基本相同
用PWM波代替正弦半波
用一等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波
把正弦半波N等分，看成N个相
连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；
用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化
相关概念
占空比：高电平保持的时间与该PWM 时钟周期的时间之比
分辨率：指占空比最小值频率双斜率/单斜率
单片机需要一个稳定的电压保持平稳工作，所以供电最好设计为独立供电，避免与其他负载并联导致负载变化时影响单片机供电引起问题。推荐使用“三端固定式集成稳压器”来为单片机提供降压稳
压供电。
正输入电压
C1、C3 滤波电容
C2、C4 抑制芯片自激振荡
常用的稳压芯片有78系列、LM2940、AMS1117 等系列。由于78系列的稳压芯片发热量较大，不作推荐。在5V稳压方案中使用LM2940进行讲解，在3.3V 稳压方案中则使用AMS1117-3.3。
5V传感器获取的信号要经过缓冲芯片变换为 3.3V的信号输入到单片机中
2.2 电动机驱动电路设计
电动机的速度是根据传感器的反馈随时调整的
脉宽调制（PWM）需要驱动模块来放大单片机输出的
信号 PWM信号的占空比决定电动机的转速
，故电动机的调速可通过改变PWM信号的占空比来实现欲实现双向控制，就要使用H桥。H 桥可以实现电动机的双向调速
LM2940S(TO-263-3)
AMS1117-3.3(SOT-223)
思考题：总结常用的稳压芯片，列出他们的异同点
滤
波
检测稳
电
压IC是
容
否有正
LM2940S 5V稳压电路示例

飞思卡尔智能车新手入门解决方案

目录目录 (1前言 (3一、基于飞思卡尔芯片的智能循迹车 (11、智能循迹车简介 (12、摄像头组方案 (1(1CMOS模拟摄像头 (2(2CMOS数字摄像头 (33、光电组方案 (4(1红外传感器 (4(2激光传感器 (64、电磁组方案 (10(1工型电感传感器 (10(2色环电感传感器 (10(3硬件设计 (105、道路识别策略 (11(1摄像头信号采集 (12(2红外传感器信号采集 (13(3电磁传感器信号采集 (136、电机驱动 (147、速度检测 (168、调试策略 (17(1速度调试(以摄像头组为例子 (17(2综合调试 (18二、入门级别智能车方案——基于STC89C52单片机智能小车 (191、简介 (192、方案 (19(1基于红外传感器循迹方案 (19(2基于激光传感器循迹方案 (203、利用中断调制PWM占空比驱动直流电机 (23 (1直流电机的实物图片 (23(2直流电机的介绍 (23(3直流电机的驱动 (234、利于中断调制PWM占空比驱动舵机摇头 (24 1、舵机的原理及其应用 (24(1舵机的实物图片: (24(2舵机的介绍 (25(3舵机的工作原理 (255、数码管显示 (251、数码管原理 (256、LED流水灯控制 (27LED灯参考电路图 (277、液晶显示 (28(11602液晶显示 (28a主要技术参数 (28b信号接脚 (29c基本操作时序 (29d电路图接法 (29(212864液晶显示 (30a主要技术参数 (30b信号接脚 (30c基本操作时序 (30d电路图接法 (318、ADC0804 (319、DAC0832 (3210、I2C总线 (3411、矩阵控制 (3512、蜂鸣器控制 (36前言智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。

人工智能在机电一体化及自动控制领域日益得到重视,现阶段在机电一体化及自动化专业教学方式上,部分院校较重视实践而轻理论,部分院校较重视理论而轻实践,但有一个共同点就是:通过一些相关技能竞赛能够有效地提高学生的综合能力,在比赛过程中充分锻炼了参赛者理论知识和实操能力;如:飞思卡尔智能汽车竞赛,电子设计竞赛,机械创新设计竞赛,瑞萨竞赛等。

飞思卡尔智能车开发教程Chap03

3.2 XS128的GPIO寄存器与GPIO构件封装
低功耗驱动寄存器
低功耗输出
记忆要点：输出时：低功耗驱动寄存器的一位：0—输出功耗正常， 1—输出功耗为正常的1/5
上拉下拉电阻使能寄存器与上拉下拉选择寄存器禁用或允许上拉或下拉电阻
记忆要点：上拉下拉使能寄存器的一位：0—无上拉或下拉，1—有上拉或下拉
记忆要点：在引脚被定义为低功耗驱动时，可通过低功耗允许寄存器RDRIV中的相应位来定义是否低功耗驱动使能：0—不允许低功耗驱动使能 1—允许低功耗驱动使能。输出时：数据寄存器的一位：0—输出低电平，1—输出高电平
3.2 XS128的GPIO寄存器与GPIO构件封装
ห้องสมุดไป่ตู้
A、B、E口共用的上拉电阻控制寄存器 (PUCR) 共用一个控制寄存器(PUCR）
3.2 XS128的GPIO寄存器与GPIO构件封装
3.2.1 XS128的GPIO寄存器 9个GPIO口（A口,B口，E口，J口，M口，P 口,S口,T,口AD口）（1）A、B、E口除具有独立的数据方向寄存器
与数据寄存器外，还共用上拉电阻控制寄存器 A、B、E、T、AD都有8个引脚，而J口有2 (PUCR)与低功耗驱动寄存器(RDRIV)。个引脚，M口有6个引脚，S口有4个引脚，（2）T口、S口、M口、P口、J口有：数据方向寄存器、数据寄存器、输入寄存器、低功耗驱动 P口有7个引脚寄存器、上拉下拉使能寄存器、上拉下拉选择寄存器。引脚其他寄存器（3）P口、J口还有两个寄存器，是中断使能寄存器和中断标志寄存器。S口、M口还有线或寄存器。
3.4 CW环境C语言工程文件的组织
• • • • •
prm 文件有五个组成部分构成 NAMES ~ END部分 SEGMENTS ~ END部分 PLACEMENT ~ END部分 STACKSIZE部分 VECTOR部分

飞思卡尔智能车门入资料大全加强板PPT参考课件

• 在以后的设计中可以设计一个电池放电装置。
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2.2 各种电源电路部分
2.2.1 5V电路
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基于S12微处理器的智能车硬件设计(电磁组)
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2.1电源模块
2.1.1电池的使用方法
参数：电压：1.2×6=7.2 v
容量：2000mAh
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飞思卡尔智能车竞赛培训教程

S12 PWM控制舵机
规则限制：
伺服电机个数不超过3个；不可以通过提高工作电压提升舵机的性能；不可以更换舵机；
S12 PWM控制舵机
控制说明
脉宽范围：对应舵机旋转角度，一方面舵机的极限位置；另一方面考虑到车模转向的极限。可以通过测试得到大约40 度左右；
PWM周期：可选择 50 – 200Hz
作者：卓晴等编 I S B N ：781124022X 出版社：北京航空航天大学出版社定价：36.50元
•汽车动态分析 •车速控制系统 •方向控制系统 •赛道检测系统 •电子控制系统 •策略规划系统 •行为决策系统 •路况记忆系统 •数据传输系统
研究项目介绍
模型车电机特性
电机特性和MC33886芯片
该竞赛与教育部已举办的数学建模、电子设计、机械设计、结构设计4大专业竞赛不同，是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、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。
引导和激励学生实事求是、刻苦钻研、勇于创新、多出成果、提高素质，发现和培养一批在学术科技上有作为、有潜力的优秀人才。
舵机的控制方法
式；定时器中断方式； PWM硬件产生方式；等；
S12 PWM控制舵机
S12 PWM控制器；
具有8路PWM输出端口；具有独立的8路8bitPWM输出，或者4路
16bitPWM输出；具有A,B,SA,SB时钟源；
关于舵机驱动
舵机控制方法
三线连接方式 •红线：电源线+6V •蓝线：地线 •黑线：PWM控制信号
关于舵机驱动
使用S12 PWM输出控制舵机
舵机简介 S12 PWM控制舵机

飞思卡尔智能车入门资料大全概要

计算机控制技术、单片机技术、C语言、传感器与检测技术、电机与拖动、模数电及电路基础、自动控制理论、机械设计基础等学科
1.2.2 动手能力和创新能力常见电源电路和驱动电路设计新的一些寻迹算法的提出等
二、硬件系统设计与实现
1)电源部分 2）电机驱动部分 3）舵机部分 4）图像采集部分 5）测速部分
1k
OUT1 CC P1 OUT2 33n VS S VS S D1 D2 47uF 47u VS S C3 0.1u GND GND C1 GND
GND 6 5 4 3 2 1 GND VC C PWM7 PWM5 D2 D1
20 DNC 4 V+ 5 V+ 16 V+ 18 D1 13 D2
R2 VC C
正确放电：
由于镍镉电池具有记忆效应，对电池的不完全放电将会人为的降低电池的电容量；从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压也会逐渐降低，当电压降低到某个阈值后继续放电，电池电压将很快的跌落。这个阈值就是电池的放电下限电压。厂家给出了放电下限电压为6V。因此，在使用时，建议在动力车的电源设计中加入电池保护电路，当电池电压低于6V时切断电路，用来保护电池。如果没有保护电路，要注意，电池接通时人不要离开。因为当电池电压降到接近6V时，电池已经给不出多少电流，已经没有能力驱动电机了，此时一定要及时断开电路，到了给电池充电的时候了。
舵机控制方法
三线连接方式红线：电源线+6V 蓝线：地线黑线：PWM控制信号
2.2.2驱动芯片BTS7960/7970组成的电路
大功率驱动芯片BTS7970特性如下：输入电压：6v---24v 输出电流：最大可达60A 内阻：16毫欧控制线电压： 5v PWM控制频率：25K

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