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基于MC9S12XSl28微控制器的智能車硬件設(shè)計

作者: 時間:2010-04-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:以“飛思卡爾”杯智能車大賽為研究背景,采用928作為核心處理器,通過對比各個模塊不同設(shè)計方案的性能,完成智能車電源、驅(qū)動、圖像采集、測速等模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。通過大量的實驗調(diào)試完成了智能車的組裝與機械部分調(diào)整,使得智能車結(jié)構(gòu)更為合理。實驗及實際比賽表現(xiàn)表明,該智能車硬件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,性能良好。
關(guān)鍵詞:電源設(shè)計;電機驅(qū)動;圖像采集;二值化電路;928

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/197708.htm

隨著汽車電子業(yè)的迅猛發(fā)展,智能車作為電子計算機等最新科技成果與現(xiàn)代汽車工業(yè)相結(jié)合的產(chǎn)物,因其具有的智能特點而成為研究重點?!帮w思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車比賽在此背景下產(chǎn)生,競賽規(guī)則規(guī)定。賽車在設(shè)定的賽道上能夠自主行駛,并以最短的時間跑完全程者獲勝。因此,智能車硬件不斷創(chuàng)新以適應(yīng)小車的速度要求。本文以928為核心處理器,通過實驗比較智能車各個模塊電路設(shè)計方案,從而設(shè)計出性能穩(wěn)定的硬件電路,經(jīng)大賽實際檢驗性能良好穩(wěn)定。

1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計
1.1 智能車功能設(shè)計
根據(jù)大賽規(guī)則,智能車應(yīng)具有路徑識別、方向控制、速度控制、狀態(tài)檢測等功能,設(shè)計采用大賽指定的飛思卡爾16位微控制器MC9S12X-Sl28單片機作為核心控制單元,利用CCD攝像頭作為識別路徑的傳感器,經(jīng)MC9S12XSl28 MCU的I/O端口處理,控制賽車的運動決策,同時內(nèi)部ECT模塊發(fā)出PWM波,驅(qū)動直流電機及舵機對智能車進行速度控制和轉(zhuǎn)向控制,為了精確控制賽車的速度,在智能車后軸上安裝光電編碼器,采集車輪轉(zhuǎn)速的脈沖信號,經(jīng)MCU捕獲后進行PID自動控制,完成智能車速度的閉環(huán)控制。設(shè)計中應(yīng)注意的原則:重心盡可能低、體積盡可能小、驅(qū)動盡可能大、結(jié)構(gòu)盡可能簡單。
1.2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
智能車的硬件設(shè)計是整個系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ),只有在系統(tǒng)硬件設(shè)計可行、穩(wěn)定、可靠的前提下,其他控制方案才能得以繼續(xù)。系統(tǒng)硬件主要包括單片機(主控)、CCD攝像頭(圖像采集)、旋轉(zhuǎn)編碼器(速度檢測)、SD卡(大量數(shù)據(jù)存儲)、無線抄表(數(shù)據(jù)的無線收發(fā))、直流電機(速度控制)、舵機(方向控制)、電源(5 V/6 V/7 V/3.3V/9 V/12 V)、車模、驅(qū)動器MC33886、MOSFET管等組成。圖1為其整體結(jié)構(gòu)框圖。

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