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1、中文题目：基于飞思卡尔单片机的智能车设计外文题目：FREESCALE MCU-BASED DESIGN OF INTELLIGENT VEHICLE毕业设计（论文）共 71页（其中：外文文献及译文 5页）图纸共 1 张完成日期2013年6月 答辩日期 2013年 6月111 摘要 本设计主要讨论了基于Freescale公司的MC9S12XS128芯片制作的自主巡线智能车的设计方案和原理。本文将从机械结构设计，硬件电路设计和软件 算法设计等几个方面全面介绍智能车的制作及调试过程。根据第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛的技术要求，赛车以检测通以20KHZ、100mA的导线的电磁场为基础，通
2、过单片机采集到的磁感应电压信号，实现对赛车的转向控制，进而识别赛道达到路径寻迹的目的。本设计针对控制要求对智能车模型的机械结构进行设计和调整，同时对智能车运行中产生侧滑的原因进行分析，并对智能车的质量和重心位置进行优化调整。在硬件方面，系统由控制核心(MCU)模块、电源管理模块、路径识别模块、电机驱动模块、舵机控制模块、速度检测模块以及LCD显示模块等组成。在软件方面，主要编写了主程序、转速检测程序、电机和舵机驱动程序等相关程序。本设计在原有智能车系统的基础上，对硬件电路进行了改进，提高了路径检测的前瞻性与抗干扰性。结果表明，智能车在速度、稳定性和可靠性上都达到良好的状态。关键词：智能车控制；
3、电磁传感器；路径识别；软件设计IAbstract This design focuses MC9S12XS128 based on Freescales chip production line inspection autonomous intelligent vehicle design and principles. This article from the mechanical design, hardware design and software algorithm design and other aspects of comprehensive introduction sm
4、art car production and debugging process.According to the eighth Freescale Cup National Undergraduate Smart Car Competition technical requirements, in order to detect the car pass by 20KHZ, 100mA wire EMF-based microcontroller collected through magnetic induction voltage signal, steering control of
5、the car, thus identify the track reaches the path tracing purposes. The design requirements for the control of the smart car model design and the mechanical structure adjustment, while the smart car running analyze the causes of skidding, and the quality and smart car adjustments to optimize the cen
6、ter of gravity position. In terms of hardware, the system controlled by the core (MCU) modules, power management module, the path identification module, the motor drive module, servo control module, the speed detection module and LCD display modules and other components. On the software side, the ma
7、in compiled main program, speed detection procedures, motors and servo drivers and other related procedures.The design of the original smart car system, based on the hardware circuit has been improved to improve the prospective path detection and interference. The results show that the smart car in
8、terms of speed, stability and reliability have reached a good state.Key words: Intelligent car control; The electromagnetic sensor; Software Design; Path recognition 11目录0 前言11 概述21.1 智能车国外发展现状21.2 我国的发展现状21.3 本文的研究内容22 汽车模型机械结构的设计42.1 系统总体结构42.2 传感器的安装52.3 前轮定位52.3.1 主销内倾52.3.2 主销后倾52.3.3 前轮外倾62.4
9、舵机的安装与改进62.5 主控板的连接与固定72.6 重心调整72.7 差速调整82.8 防侧滑理论82.9 轮胎影响因素92.10 本章小结113 系统硬件电路设计123.1 智能车系统整体结构123.2 单片机最小系统设计123.2.1 HCS12X系列单片机简介123.2.2 MC9S12XS128性能概述133.3 电源管理模块173.4 电机驱动模块173.5 速度检测模块183.6 调试模块193.6.1 键盘模块193.6.2 LCD显示模块193.7 路径识别模块203.7.1 导线周围的电磁场203.7.2 双水平线圈方案223.7.3 感应磁场线圈253.7.4 信号选频放
10、大253.7.5 幅度测量263.8 硬件的抗干扰措施273.9 本章小结284 软件设计294.1 总体控制流程图294.2 控制策略分析294.3 控制方法的选择及分析314.3.1 舵机调节324.3.2 模拟式PID调节334.3.3 数字式PID334.4 舵机控制策略354.4.1 赛道信息354.4.2 舵机控制策略354.5 各个模块初始化364.5.1 时钟模块初始化364.5.2 PWM模块初始化374.5.3 A/D模块初始化384.5.4 ECT模块384.6 本章小结395 技术经济分析406 结论416.1 系统调试416.2 总结416.3 展望42致谢44参考文
11、献45附录A 译文46附录B 外文文献50附录C 部分程序560 前言 智能运输系统作为未来交通发展趋势之一，为解决城市交通拥挤和堵塞问题提供了有效途径。从八十年代以来，美国、日本、欧洲等发达国家和地区竞相投入巨额资金和大量人力，开始大规模的进行交通运输智能化的研究，取得了许多重要成果。而作为智能车高速系统（Intelligent Vehicle Highway Systems，简称IVHS）的重要一部份，智能车在世界各国的研究也随着计算机技术、网络技术、通讯技术的飞速发展而不断深入。本文以第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛为背景，对智能车控制系统进行了深入的讨论，以作者参与制作的智能
12、模型车为例简要介绍了智能模型车的设计制作全过程,主要涉及到机械、电子、传感器技术、驱动控制技术、自动控制、人工智能等多个领域的研究及技术融合。本系统虽然只是一个模型，但具有充份的科学性、实用性和先进性，对真实智能车控制系统所遇到的问题，都有所研究。1 概述1.1 智能车国外发展现状 韩国大学生智能模型车竞赛是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCS12单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会将提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路线的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，跑完整个赛程用时最短且技术报告评分较高的参赛队为获胜
13、者。2000年智能汽车竞赛首先由韩国汉阳大学承办开展起来，每年全韩国大约有100余支大学生队伍报名并准予参赛，至今己成功举办了9届，得到了众多高校和大学生欢迎，也逐渐得到了企业界的极大关注。韩国现代公司自2004年开始免费捐赠了一辆轿车作为赛事的特等奖项。德国宝马公司也提供了不菲的资助，邀请3名获奖学生到德国宝马公司研究所访问，2005年SUNMOON大学的参赛者获得了这一殊荣。美国国防部已经成功举办了五届智能汽车大赛，美国国防部希望智能汽车最终能够用于军事，以使士兵更加安全。汽车制造商认为，人工智能系统将能帮助人们驾驶，最终完全承担驾驶任务；研究者希望他们的技术将有助于减少交通事故。1.2 我国的发展现状 我国于2006年8月举办第一届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛，此次比赛吸引了来自全国59所著名学校的112支代表队的参与，大赛分预赛和决赛两个阶段。每年一届，已成功举办四届，此项比赛吸引了来自全国的100多所著名学校的200多支代表队参与，由于参赛队较多，大赛分为分赛区比赛和全国总决赛。全国共分东北赛区、华
