第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智
能汽车竞赛
技 术 报 告
学 校：上海电力学院 队伍名称：电自二队 参赛队员：王 博 杨嘉骏 徐凌波 带队教师：杨 宁 黄云峰
上海电力学院电自二队技术报告
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第五届“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：
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目录
第一章 引言 ............................................................................................................................ 4 第二章 智能车整体设计思路 .............................................................................................. 5 2.1智能车硬件结构 ................................................................................................................ 5 2.2 智能车软件设计思想 ..................................................................................................... 6 第三章 机械结构设计 ............................................................................................................ 7 3.1 车模组装与改造 ............................................................................................................... 7 3.2 传感器的安装....................................................................................................................8 3.3 编码器的安装....................................................................................................................8 3.4 电路板的固定与安装........................................................................................................9
第四章 硬件电路模块设计 ................................................................................................ 10 4.1 信号源模块 ................................................................................................................. 10 4.3电源管理模块 .................................................................................................................. 17 4.4 电机驱动模块 ................................................................................................................. 18 4.5 测速功能模块 ................................................................................................................. 19 第五章 智能车软件设计 .................................................................................................... 20 5.1 Codewarrior简介 ............................................................................................................. 20 5.2 程序主要算法介绍 ......................................................................................................... 20 5.2.1 舵机控制 ...................................................................................................................... 20 5.2.2 电机控制 ...................................................................................................................... 21 第六章 总结 ........................................................................................................................ 22 6.1 模型车的主要技术参数 ............................................................................................... 22 6.2 小结 ............................................................................................................................... 22 参考文献.................................................................................................................................24 源程序.....................................................................................................................................25
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第一章 引言
在这届智能车比赛中，新增加了电磁组，竞赛车模需要能够通过自动识别赛道中心线位置处由通有频率为20KHz，大小为100mA左右的交变电流的导线所产生的电磁场进行路径检测。本智能车以飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12XS128为核心控制器，利用电感线圈作为传感器采集路况信息，配合电机、舵机、电池等组成的驱动电路进行信息处理，以达到路径识别的目的，控制模型车高速稳定地在跑道上行驶。
硬件电路部分主要采用MC33886模块稳定、有力地驱动直流电动机和舵机。所选用的低压差电源管理芯片TPS7350和MAX734，可使在7.2伏电池供电的条件下为系统的各功能模块提供了稳定、可靠的工作电源，为智能车的稳定工作提供了有力的保证。赛道中心线通过的电流是由自己制作的信号源产生频率为20KHz、大小为100mA的交流电。测速部分采用光电编码器完成对速度的及时测量和反馈。
软件系统部分主要包括以下与路径识别系统相关模块的算法：(1) 电感线圈检测到的磁场强度也即电压的处理；(2)舵机调节模块算法；(3)速度调节模块；(4)基于上述三个模块的路径识别算法；(5)相应的调试函数。
本系统利用开发工具CodeWarrior进行编程开发，用BDM进行程序下载，利用串口传输的数据进行在线调试。这些工具的使用，使得软件的设计编程和调试工作得到了保证。
通过一系列的调试，本系统基本实现了路径识别的功能，在实际的测试中，小车也比较好的完成寻线行驶的任务。
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第二章 智能车整体设计思路
2.1智能车硬件结构
本智能车采用MC9S12XS128单片机为主控制器，利用红电感线圈采集赛道信息，然后利用适合的算法进行控制赛车沿赛道中心线行驶。整个系统的大致框架如下图所示：
测速模块 舵机转向模块 电机驱动模块 电源模块 MC9S12XS128 传感器检测模块 辅助调试模块 图1 系统框图
硬件结构包括智能车的机械结构与电路设计制版与安装。
2.1.1 机械结构
本部分包括车模组装，前轮定位调整，后轮差速调整，光电编码器的安装，舵机安装，舵机输出臂的制作与传感器的安装等。
2.1.2电路设计、制板与安装
本部分包括整车供电电源的电路设计，电机的驱动电路设计，信号采集电路设计，与单片机、电源的各个接口电路的连接设计，舵机、电源板、驱动板单片机和传感器在智能车上的安装。
由于考虑到损坏后便于更换，我们采用主办方提供的芯片主板与自己设计的外围电路板通过64芯双排插针进行衔接。传感器与控制主板之间用插接件与
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