第四届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告
的。转向伺服模块控制舵机转向，进而控制智能车转弯。速度测量模块实时测量智能车车速，用于系统的车速闭环控制，以精确控制车速。
为了更好的驱动电机，采用MOSFET驱动，这样减轻了调速过程中电机的荡，提高了电机的稳定性。
系统充分使用了MC9S12DG128单片机的外围模块，具体使用到的模块包括：ADC模拟数字转换模块、定时器模块、PWM脉冲宽度调制模块、中断模块、I/O端口和实时时钟模块等。
系统调试过程中，使用了组委会提供的代码调试环境CodeWarrior IDE，同时使用了清华的Plastid2软件进行了仿真试验。
图1.1 系统结构框图
第三章智能车机械部分安装和调试
3.1舵机部分
为了使转弯更加灵活，对舵机相关部分作了部分改动。首先，我们将舵机力臂加长85mm。这样，对于同样的转弯角度值，只需更小的舵机转角，减小了舵机转弯时惯性带来的弊端。其次，我们将舵机反装，使舵机连杆水平，因为此时舵机提供的力全部用在转弯上。
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3.2前轮部分
为了增加前轮转弯时的稳定性，对前轮相关部分进行了部分改动。首先，更改前后垫片的数量，使前轮主销后倾，这样，车轮具有更好的自动回正功能。其次，更改连杆的长度，使车轮内倾，使车前轮形状近似“内八字”，车轮转弯时，前半部分重心上移，促使赛车转弯更加稳定。再次，我们通过更改舵机连杆的长度，增加前轮前束，同样增加了前轮的稳定性。
3.3底盘部分
为了提高赛车运行时的稳定性，对底盘相关部分作了部分改动。首先，前轮相关位置加垫片，降低了前轮重心。其次，更改后轮车轴处的调节块，使后轮重心升高，这样，车身前倾，一定程度上，增加了车的稳定性。
3.4后轮部分
首先，更换后轮轮距调节块，使后轮两轮之间间距加大。这样，车在转弯时不容易产生侧滑。其次，调节后轮差速，使赛车转弯更加灵活。
第四章智能车的电路设计与实现
4.1电源部分
为了能使智能车系统能正常工作，就需要对电池电压调节。其中，单片机系统、车速传感器电路需要5V电压，路径识别的光电传感器和接收器电路电压工作为5V、伺服电机工作电压范围4.8V到6V(可直接由电池提供)，直流电机可以使用7.2V 2000mAh Ni-cd蓄电池直接供电。考虑到由于驱动电机引起的电压瞬间下降的现象，因此采用低压降的三端稳压器成为必然。我们在采用lm7805，和lm7806作为芯片。经试验电压纹波小，完全可以满足要求。
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图4.1系统电压调节图
图4.2 2940电路图
图4.3 电源模块示意图
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4.2电机驱动电路
因功率MOSFET具有开关速度快，峰值电流大，容易驱动，安全工作区宽，dV/dt耐量高等优点，在小功率电子设备中得到了广泛应用。
MOSFET的漏极伏安特性（输出特性）：截止区（对应于GTR的截止区）；饱和区（对应于GTR的放大区）；非饱和区（对应于GTR的饱和区）。电力MOSFET工作在开关状态，即在截止区和非饱和区之间来回转换。电力MOSFET漏源极之间有寄生二极管，漏源极间加反向电压时器件导通。电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数，对器件并联时的均流有利。
我们采用了MOSFET工作在饱和区和截止区的工作特性，即工作在开关状态，通过控制其开关周期控制电机两端的电压，达到调速的目的。
图4.4 MOSFET驱动电路原理图
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图4.5 MOSFET驱动电路实物图
电机驱动使用半桥MOSFET驱动电路如图4.4 所示。为了增大驱动能力，减少单片发热量，电路采用两片IRF540 并联的方案。系统使用PWM 控制电机转速，充分利用单片机的PWM 模块资源。电机PWM 频率设定为8KHz。
电机驱动芯片安装在制作的电机驱动PCB板上，在PCB 板设计时，考虑到芯片散热问题，在芯片腹部设计了方型的通孔，实际运行效果表明芯片散热均匀，设计合理。为了防止电动机突然停止时产生的电磁干扰，在电动机的两端焊接了一个0.1μF 滤波电容。
4.3测速电路
由于考虑到成本需要，我们采用了红外对管和黑白码盘作为测速模块的硬件构成。其中码盘为32格的黑白相间圆盘，如下图所示：
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