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1、第二届“飞思卡尔杯”智能小车技术总结报告队名：BIT电气二队队员：叶林瓒李文楠学院：信息科学技术学院专业：电气工程与自动化 宣言：做到最好2008-9-3第二届“飞思卡尔杯”智能小车技术总结报告1摘要3第一章：智能小车总体概况31.1概况32. 总体结构如图33. 作品智能小车如图.4第二章 智能小车硬件系统设计52.1控制核心DSP电路52.2直流电机驱动模块.62.3智能小车路径检测8第三章智能小车软件设计113.1算法描述113.2主程序流程图123.3程序清单14四：总结与体会19五：参考书目19摘要本智能小车采用飞思卡尔公司的56F8013VF DSP芯片作为控 制核心，通过红外发射
2、管和接收管识别路径，利用PWM技术 控制直流电机的前进速度和方向，硬件电路基于提供的DSP 开发板可靠完善，软件采用C语言编程简单明确，经反复调试安装，形成一完整作品，可满足大赛要求。关键词:DSP智能小车路径识别PWM控制技术第一章：智能小车总体概况1.1概况智能小车采用56F8013VF DSP开发板和一块通用板为基础， 经焊接相关控制芯片而成，通过I/O 口检测信号，输出PWM 信号控制直流电机前进停止左转右转。检测信号则为三 组红外发射和接收管，黑线时输出高电平，白线时输出低电 平。2.总体结构如图3.作品智能小车如图第二章智能小车硬件系统设计2.1控制核心DSP电路如图511mu I
3、F I 关TDIPDi JQ+CH) 网 IrrzPO*1.2 3fA Mil5SLIKSDAM AiT-WilFAJiFWMZAJJ A2 irMREFHK2PAJJMSfAJM4TALU.TI.7JAUBa-R-lFA5 FW MS FaI U1TI WA3JIBL1PC5PAarALinaElMH -FHil-m V ivnna?JI I.SS.SU4SSA_/iDCH32MiiO.T2H33.MQSJ.T3fH+Td.tlXOj-jj 句i| jai y j 1VIXB DPH&RXDSBArTJCJJFHMXDSTLTDAMMWAHTDCrPDItcjgTMSPD3KESJTTJAT
4、.VPPV5S .DITCKPD 1.4输出主要包括:1. 6通道PWM模块2. 串行通行接口（SPI）3. 16位定时器4. 6通道12位ADC5. 26 个 GPIO智能小车主要利用PWM模块，定时器，GPIO 口。2.2直流电机驱动模块直流电机采用H桥控制方案如图通过采用L293D芯片可以达到目的，整体控制方案如图电机有两个分别作为左右轮的驱动，而通过两路PWM输出 即可控制一个电机，故共需4路PWM输出。L293D芯片内部结构如图真值表如下INPUTENABLE *)OUTPUTHHHLHLHLZLLZZ = High output impedance(*) Relative to t
5、he considered channel当允许信号ENABLE为高时输出才随输入变化，否则为高 阻态，所以焊接时，ENABLE及VS均接VCC。具体控制过程为:1.通过编程由控制芯片8013经PWM发出驱动信号，PWM输出作为L293D的输入，经L293转换输出控制信号使电机转动，进而带动车轮转动，使小车前进后退。2. PWM输出信号的高低则可以控制直流电机转动的快慢, 当占空比大时，转速高，占空比小时，转速低，所以当 PWM输出占空比为0时可控制电机停止。3.当左轮停止，右轮转时，小车右转。当右轮停止，左轮 转动时，小车左转。而两路PWM输出的正负顺序转换 则可控制电机的正反转，进而控制小
6、车的前进和后退。2.3智能小车路径检测1.路径检测原理路径检测采用红外光电传感器，包括白色的发射管和黑色的 接收管。如图根据不同颜色对红外光的反射率不同，白色很高，黑色很低。 所以当发射管发出红外光线经白色线时，觉大部分都被黑色 管接收，处于导通状态，输出低电平，而红外光经黑色线时，接收不足，黑色管无法导通，输出高电平。输出的高低电平 经GPIO 口接入8013DSP中，通过一定的算法即可判断，从 而输出控制信号，控制小车的路径。2.红外传感器电路如图a.红外发射管为二级管，接收为三极管，当接收三级管导通时集电极输出低电平，断升时集电极输出高电平。b. 如图所示，接收管集电极输出接入比较器33
7、9正极，比较 器负极则为滑动变阻器的输出，当正极高于负极时，比较器 输出5V高电平，否则为0V低电平c. 比较器输出则接入8013DSP的GPIO 口，通过读GPIO 口 的状态即可判断是黑线或白线d. 光电传感器都接限流电阻，比较器输出接上拉电阻。3.检测算法规划根据比赛要求采用三组红外光电传感器即可，排列如图a. 小车前两组用于辨识黑色线，使小车能沿着黑色线前进， 且两组宽度要恰好，太窄则同时感应到黑线或白区域，算法 不好控制小车能沿着黑色线行走，即易偏离轨迹。太宽则令 小车容易成大S型行走，影响前进速度。当左组光电传感器检测到黑色线时，小车右转，当右组 光电传感器检测到黑色线时，小车左转
8、，否则小车前进，这 样即可保证小车能沿着既定的轨迹前进而不篇路。b. 第三组位于小车左中间电路板外侧，用于判断黑色线十 字交叉口，控制小车的停止，左转或右转，亦可判断小车前 进了几个方格。第三章智能小车软件设计软件编程采用codewarrior软件在线编程，C语言模式，通 过添加相关“豆子”简单方便。3.1算法描述预赛主要通过定时器定时扫描，GPIO 口读入黑白线判断， 从PWM 口输出驱动信号驱动电机。具体如下a. 定时器定时10ms，中断b. 中断程序读入，三个GPIO 口数据，value1,value2,value3， 其中value3为底盘左侧信号，为停止转弯信号， value1,va
9、lue2使小车直走。c. 如果读入value3大于0，则为停止信号，PWM输出。信 号小车停止，定时10秒。否则若value1大于0，则小车 右转，输出PWM信号控制小车右转，否则若value2大于 0，则小车左转，输出PWM信号控制小车左转。否则为 直线前进，两边输出PWM信号，使小车全速前进。d. 决赛阶段考虑到两车PK，小车前进速度优先，故编程时 会让小车一直走直线，但我们会在小车前进前方设置干扰装 置，破坏对方，除定时停止外，程序基本不变。所拍化中断使能等待中晰value 3： 否大于0定时器中断读入valued valu已七 valueS小车停止定时 1。秒中断返回小车前进*UNIS
10、, spol. s r.o.*Jundrovska 33*624 00 Brno3.3程序清单主程序：/* #*Filename : xiaochel.C*Project : xiaochel*Processor : 56F8013VFAE*Version : Driver 01.09*Compiler : Metrowerks DSP C Compiler*Date/Time : 2008-8-28, 12:22*Abstract :*Mainmodule.*Hereis to be placed users code.*Settings :* Contents :*No public me
11、thods*(c) Copyright UNIS, spol. s r.o. 1997-2004* Czech Republic* http : * mail : *#*/* MODULE xiaoche1 */* Including used modules for compiling procedure */#include Cpu.h#include Events.h#include PWMCl.h#include Bitsl.h#include Bits2.h#include Bits3.h#include Tll.h#include PC_M1.h#include Inhrl.h/*
12、 Include shared modules, which are used for whole project */#include PE_Types.h#include PE_Error.h#include PE_Const.h#include IO_Map.h void main(void)/* Processor Expert internal initialization. DONT REMOVETHIS CODE! */PE_low_level_init();/* End of Processor Expert internal initialization.*/ /* Writ
13、e your code here */PWMC1_Enable();PWMC1_OutputPadEnable();for(;) (;/* END xiaochel */ /*中断程序:#pragma interrupt called /* Comment this line if the appropriate Interrupt preserve registers property */* is set to yes (#pragma interrupt saveallis generated before the ISR) */int value1=0;int value2=0;int value3=0;int time=0;void TI1_OnInterrupt(void)(value1=Bits1_GetVal(); /leftvalue2=Bit
