智能小车总结

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1技术总结报告1摘要2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3第二章智能小车硬件系统设计42.1控制核心DSP电路42.2直流电机驱动模块52.3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56F8013VFDSP芯片作为控制核心，通过红外发射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56F8013VFDSP开发板和一块通用板为根底，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。检测信号那么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芯片可以到达目的，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当允许信号ENABLE为高时输出才随输入变化，否那么为高阻态，所以焊接时，ENABLE及VS均接VCC。具体控制过程为：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。PWM输出信号的上下那么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。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那么可控制电机的正反转，进而控制小车的前进和后退。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，觉大局部都被黑色管接收，处于导通状态，输出低电平，而红外光经黑色线时，接收缺乏，黑色管无法导通，输出高电平。输出的上下电平经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，断开时集电极输出高电平。b.如下图，接收管集电极输出接入比拟器339正极，比拟器负极那么为滑动变阻器的输出，当正极高于负极时，比拟器输出5V高电平，否那么为0V低电平c.比拟器输出那么接入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，比拟器输出接上拉电阻。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，太窄那么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。太宽那么令小车容易成大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，否那么小车前进，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。具体如下定时器定时10ms，中断中断程序读入，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,value2使小车直走。如果读入value3大于0，那么为停止信号，PWM输出0信号小车停止，定时10秒。否那么假设value1大于0，那么小车右转，输出PWM信号控制小车右转，否那么假设value2大于0，那么小车左转，输出PWM信号控制小车左转。否那么为直线前进，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，程序根本不变。3.2主程序流程图定时器流程图3.3程序清单主程序：/**###################################################################**Filename:xiaoche1.C**Project:xiaoche1**Processor:56F8013VFAE**Version:Driver01.09**Compiler:MetrowerksDSPCCompiler**Date/Time:2008-8-28,12:22**Abstract:**Mainmodule.**Hereistobeplaceduser'scode.**Settings:**Contents:**Nopublicmethods****(c)CopyrightUNIS,spol.sr.o.1997-2004**UNIS,spol.sr.o.**Jundrovska33**62400Brno**CzechRepublic**###################################################################*//*MODULExiaoche1*//*Includingusedmodulesforcompilingprocedure*/#include"Cpu.h"#include"Events.h"#include"PWMC1.h"#include"Bits1.h"#include"Bits2.h"#include"Bits3.h"#include"TI1.h"#include"PC_M1.h"#include"Inhr1.h"/*Includesharedmodules,whichareusedforwholeproject*/#include"PE_Types.h"#include"PE_Error.h"#include"PE_Const.h"#include"IO_Map.h"voidmain(void){/***ProcessorExpertinternalinitialization.DON'TREMOVETHISCODE!!!***/PE_low_level_init();/***EndofProcessorExpertinternalinitialization.***//*Writeyourcodehere*/PWMC1_Enable();PWMC1_OutputPadEnable();for(;;){;}}/*ENDxiaoche1*//***中断程序：#pragmainterruptcalled/*Commentthislineiftheappropriate'Interruptpreserveregisters'property*//*issetto'yes'(#pragmainterruptsaveallisgeneratedbeforetheISR)*/intvalue1=0;intvalue2=0;intvalue3=0;inttime=0;voidTI1_OnInterrupt(void){value1=Bits1_GetVal();//leftvalue2=Bits2_GetVal();//rightvalue3=Bits3_GetVal();//centenif(value3>0&&time<1000)//stop{PWMC1_SetDutyPercent(0,0);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);PWMC1_SetDutyPercent(3,0);time++;//stop10s }elseif(value1>0)//turnright{PWMC1_SetDutyPercent(0,0);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);PWMC1_SetDutyPercent(3,100);}elseif(value2>0)//turnleft{PWMC1_SetDutyPercent(0,100);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);PWMC1_SetDutyPercent(3,0);}else//go{PWMC1_SetDutyPercent(0,100);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);PWMC1_SetDutyPercent(3,100);}/*Writeyourcodehere...*/}/*ENDEvents*/四：总结与体会 经过两周左右的时间，我们终于完成了小车的制作和程序的编写。制作过程中，我们克服了许多困难，通过参考前人的经验，完成了小车主体的器件分布规划和焊接。期间出现了很多错误，但都被及时发现并纠正了。从中我们体会到前期规划的重要性，在焊之前考虑一下器件的焊接顺序和可能出现的问题，这样在焊的时候才会比拟流畅，布线也比拟