第六届飞思卡尔杯智能小车大赛源程序

1、*/*文件名：SureLocation.h*/*功能SureLocation.c对应头文件*/头文件*/*文件名：Bace.h*/*/*功能：Base.c对应头文件*/*/结构体定义在头文件中voiddelay(intdelaytime);voidlongdelay(intdelaytime);_n)o哈哈/延时大约3us/长延时大约3ms，没有细算，本应该用定时器的，0(nunsignedcharMax(intbijiao,unsignedcharn);/最大值，返回数组下标unsignedcharMin(intbijiao,unsignedcharn);/最小值，返回数组下标intMidn

2、um(intbijiao,unsignedcharn);/中值，返回中间数下标intAverage(intbijiao,unsignedcharn);/求中间值voidMaxtoMin(intbijiao，charflag，intn);intabs(inti);intPIDcalc1(intPcoe,intIcoe,intDcoe,intError,intLastError,intPrevError,intSumError,intiError_max);/位置pid用于驱动舵机;/位置式PID用于驱动舵机intPIDcalc2(intPcoeS,intIcoeS,intDcoeS,intSet

3、Point,intCurrentPoint,intLastErrorS,intPrevErrorS,intPrevPrevErrorS,intIterm_max);/增量式PID用于驱动马达currentpoint当前测量值*/*文件名：HardWare.h*/*功能HardWare.c对应头文件*/*/*以下内部文件调用*/#ifndef_H_SURELOCATION_#define_H_SURELOCATION_intBackLocationtest(void);/*以下外部文件调用*/intSureLocationTest(void);intWandaotest(void);intCro

4、sstest(void);#endif*#ifndef_H_HARDWARE_#define_H_HARDWARE_/*以下内部函数调用*/voidCLK_init(void);voidECT_init(void);voidIO_init(void);voidPWM_init(void);voidAD_init(void);/*以下外部函数调用*/voidinit(void);unsignedcharGetATD0(unsignedcharch);#endif/*/*/*/*文件名：HardWareDriver.h-功能HardWareDriver.c对应头文件*/*/*/*/#ifndef_

5、H_HARDWAREDRIVER#define_H_HARDWAREDRIVER/*/*以下外部函数调用*/voidMOD_init(void);voidLEDtest(void);voidMOD_init(void);voidLEDtest(void);voidXianshi(unsignedcharsta);#endif/*/*/*/*文件名功能：Control.c对应头文件Control.h*/*/*/*以下内部文件调用*/#ifndef_H_CONTROL_#define_H_CONTROL_voidduojicontrol(void);voidupv(intvj);voiddownv

6、(intvj);intSpeedWanted(void);voidControlMotor(intuin);voidMotorControl(void);/*以下外部文件调用*/voidControl(void);#endif/*TOCo1-5hz/*文件名：Sensor.h*/*功能：Sensor.c对应头文件*/*/*以下内部文件调用*/voidGetADdata(inttestevetime);voidGetordinarydata(void);voidADdataOk(void);/*以下外部文件调用*/voidProcess(void);/*功能包括其它所有头文件的文件*/*/#if

7、ndef_H_INCLUDE_#define_H_INCLUDE_#includeSensor.h/#includeLCD.h#includeSurelocation.h#includeControl.h#includebase.h#includeHardWare.h#includeHardwaredriver.h#includeMC9S12XS128.h/*以下传感器整定参数*/#defineFRONTNUM8/前排传感器数4#defineTESTTIME4/每次采集每个传感器读取的数值数目#defineHISTORYNUM10/历史数据保存量#defineMIDYUZHI3/中间两传感器迷

8、失后的和#defineZHONGJIANYUZHI35/线在两个传感器中间和某个传感器之下时的阈值#defineZHONGJIAN210/用来检测车子是否在跑到中心(赛车中心距离赛道中心八厘米)中间两传感器的两单峰函数叠加为单峰函数峰值250#defineADYUZHI10/AD数据校验阈值#defineLOCYUZHI68/跨区阈值#defineCOE1/*以下电机整定参数*/#definePWMMOTOT800/电机PWM周期;/电机PWM周期1.6ms,电机周期随便只关心占空比。/电机PWM周期1.6ms#defineUOUTMAX700/最大正向电压#defineUOUTMIN400/

9、最大反向电压/*以下舵机整定参数*/#definePWMDT30000/舵机PWM周期20ms#defineCENTRAL2100舵机PWM中心占空1.53ms,转动极限duojizhankong=750#defineMOSTLEFT2850/舵机最左边位置#defineMOSTRIGHT1350/舵机最右边位置/*速度控制相关宏定义*/#definePIDYushe(450+speedset*7)#definePIDYushe1(450+speedset*7)/(450+speedset*7)#definePIDYushe2(550+speedset*10)/(450+speedset*7)

10、#defineSTOPCOUNT120/检测到速度异常(很小)停车所需的累加数目#defineSTOPSAFTMIN30/启动防撞需要达到的最小速度值#defineSPEEDMAX25/最高速度#defineSPEEDMIN12/最低速度/*LCD相关宏定义*/#defineRSPORTA_PA5/#defineENPORTA_PA3#endif程序/*/*文件名：Bace.c*/*功能：基础功能，延时和数据处理*/*/#includeInclude.h/包括延时、数据算术处理等voiddelay(intdelaytime)/软件延时，24M总线频率时延时时间约为10usinti;unsign

11、edcharj;for(i=0;idelaytime;i+)for(j=0;j24;j+)voidlongdelay(intdelaytime)/软件延时，24M总线频率时延时时间约为1msinti;for(i=0;idelaytime;i+)delay(100);/*求数组中中间值函数*/函数返回值unsignedcharbijiaon/2;/输入参数intbijiao,unsignedcharn/求中值，bijiao为原始数据，n为数据量/*/intMidnum(intbijiao,unsignedcharn)inti,j,temp;if(n=1)returnbijiao0;if(n=2)

12、return(bijiao0+bijiao1)/2;for(j=1;jn;j+)for(i=0;in-j;i+)if(bijiaoibijiaoi+1)temp=bijiaoi;bijiaoi=bijiaoi+1;bijiaoi+1=temp;if(n%2)returnbijiao(n-1)/2;elsereturn(bijiaon/2+bijiaon/2-1)/2;/*求数组中最大值函数*/函数返回值unsignedchartemp/输入参数intbijiao,unsignedcharn/求最大值，bijiao为原始数据，n为数据量/*/unsignedcharMax(intbijiao,u

13、nsignedcharn)unsignedchari,temp=0;for(i=0;in;i+)if(bijiaotempbijiaoi)temp=i;return(temp);/*求数组平均值函数*/函数返回值数组平均值/输入参数intbijiao,unsignedcharn/求平均值，bijiao为原始数据，n为数据量/*/intAverage(intbijiao,unsignedcharn)/建立了一个原来数组的副本，否则应该是指针*intunsignedchari=0;inttemp=0;for(i=0;in;i+)temp+=bijiaoi;return(temp/n);/*求数组中

14、最小值函数*/函数返回值unsignedchartemp/输入参数intbijiao,unsignedcharn/求最小值bijiao为原始数据，n为数据量/*/unsignedcharMin(intbijiao,unsignedcharn)unsignedchari,temp=0;for(i=0;ibijiaoi)temp=i;return(temp);/得到数组前n个元素中最小一个数的下标/*数组排序按下标*/函数返回值void/输入参数intbijiao,intflag,intn/参数bijiao原始数据,flag排序后的标号数组,n数组长度/*/voidMaxtoMin(intbiji

15、ao,intflag,intn)inttemp10=0;inti;if(n10)n=10;for(i=0;in;i+)tempi=bijiaoi;for(i=0;i=0)j=i;elsej=0-i;return(j);/*PID定义部分*/函数返回值int/输入参数intbijiao,intflag,intn/参数bijiao原始数据,flag排序后的标号数组,n数组长度/*/intPIDcalc1(intPcoe,intIcoe,intDcoe,intError,intLastError,intPrevError,intSumError,intiError_max)/位置pid用于驱动舵机i

16、ntdError,iError,pError;PrevError=LastError;LastError=Error;SumError+=Error;dError=Dcoe*(LastError-PrevError);iError=Icoe*(SumError);pError=Pcoe*Error;if(iErroriError_max)iError=0;return(pError+iError+dError);intPIDcalc2(intPcoeS,intIcoeS,intDcoeS,intSetPoint,intCurrentPoint,intLastErrorS,intPrevErro

17、rS,intPrevPrevErrorS,intIterm_max)/增量式PID用于驱动马达currentpoint当前测量值intPterm,Iterm,Dterm;PrevPrevErrorS=PrevErrorS;PrevErrorS=LastErrorS;LastErrorS=SetPoint-CurrentPoint;Pterm=PcoeS*(LastErrorS-PrevErrorS);Iterm=IcoeS*LastErrorS;Dterm=IcoeS*(LastErrorS-2*PrevErrorS+PrevPrevErrorS);if(ItermIterm_max)Iter

18、m=0;return(Pterm+Iterm+Dterm);/*/*飞思卡尔杯智能小车大赛省赛版本*/*/*/*文件名main.c*/*功能主函数和定时器所在，核心文件*/*#include/*commondefinesandmacros*/#includederivative.h/*derivative-specificdefinitions*/#includeInclude.hexternintADdataokflag;/AD数据有效externintCrossflag;externintWandaoflag;externintduojizhankong;externintmodeflag

19、;intforecast15;/弯道识别intTingcheflag;/停车标志位intLINE_V;intTC0count;unsignedintf1,f2;intstartline=0;unsignedintspeed;unsignedintmodecount;/*主函数*/main.c:Startprogramhere./*/voidmain(void)DisableInterrupts;/longdelay(2000);/2s延时init();PTM_PTM0=1;TC0=11320;/54msmodeflag=0;LEDtest();EnableInterrupts;/离线调试的时候

20、如果不禁止此项就会因为18号中断而中止程序执行while(1)MOD_init();/*if(PORTA_PA1=0)/干簧管扫描longdelay(1);/机械开关防抖startline+;if(startline=3)Tingcheflag=1;if(Tingcheflag)while(1)DisableInterrupts;PWMDTY23=2400;调试禁止*/#pragmaCODE_SEG_NEAR_SEGNON_BANKED禁止随便用近调用#pragmaCODE_SEGNON_BANKEDvoidinterrupt8timer0(void)DisableInterrupts;TFL

21、G1&=0 x01;PACTL_PAEN=0;TC0=(TC0+1125)%65525;/定时6ms则1125f仁PACNT;/先把PACNT值存进变量中再在实时调试时读取否则PACNT分高低位读取会出错误/*此参数需整定*/speed=f1*720/1260;(幵/200*6*10人(-3)*(40/105)*0.18速度单位：厘米/秒/*轮周长180mm传动比105/40车速2m/s时车轮转速11r/s编码器转速29.17r/s脉冲数5833/s脉冲周期0.1714ms每次脉冲数35个*/PITTF_PTF=1;/清中断标志位PACTL_PAEN=1;PACNT=0 x00;/计数器归零P

22、rocess();Control();EnableInterrupts;/#pragmaCODE_SEG_NEAR_SEGNON_BANKED#pragmaCODE_SEGNON_BANKEDvoidinterrupt24externinterrupt(void)DisableInterrupts;/PIEJ=0 x00;longdelay(1);/干簧管是机械开关要防抖以后的干簧管要加电容防抖PIFJ=0 x80;startline+;if(startline=3)Tingcheflag=1;EnableInterrupts;/*/文件名：SureLocation.c/*功能：确定前后两排黑

23、线相对位置/*/*/*/*/*/#includeInclude.hexternintADdatahisHISTORYNUMFRONTNUM;/传感器历史数值，0为目前值externintADdataFRONTNUM;/传感器数据最终值externcharADdataOkflag;intlocation;/*/函数返回值int/输入参数void/获取前排位置/*#includeInclude.hexternintADdatahisHISTORYNUMFRONTNUM;/传感器历史数值，0为目前值externintADdataFRONTNUM;/传感器数据最终值externcharADdataOk

24、flag;intlocation;/*/函数返回值int/输入参数void/获取前排位置/*主位置检测/主位置*/*/intSureLocationTest(void)charloctemp,loc;loctemp=Max(ADdata,FRONTNUM);if(loctemp=7&ADdata625)if(ADdata739)location=4;elseintSureLocationTest(void)charloctemp,loc;loctemp=Max(ADdata,FRONTNUM);if(loctemp=7&ADdata625)if(ADdata739)location=4;els

25、e/大区区段location=5;elseif(ADdata74)if(ADdata714)location=6;elselocation=7;elseif(ADdata71)location=8;elselocation=9;if(loctemp=6&ADdata739)|(loctemp=7&ADdata635)loc=0b01000000;if(loctemp=6)&ADdata636)location=1;elselocation=0;if(loctemp=3)location=0;if(loctemp=2&ADdata135)location=-1;elselocation=0;if

26、(loctemp=3&ADdata340)loc=0b00001000;location=-2;if(loctemp=0&ADdata134)loc=0b00000100;if(ADdata053)location=-4;elselocation=-3;if(loctemp=0&ADdata143)if(ADdata055)location-5;elselocation=-6;elseif(ADdata032)location=-7;elseif(ADdata020)location=-8;elselocation=-9;/*if(ADdata3+ADdata4)ADdata7)locatio

27、n=-10;elselocation=10;*/return(location);/*/*文件名HardWare.c*/*功能硬件初始化*/*#includeInclude.hintPWMMOTOTA;/电机占空比externintLINE_V;/*系统时钟初始化*/voidCLK_init(void)CLKSEL=0 x00;/初始时还没有PLLPLLCTL=0 xe1;/时钟监控使能，PLL允许，VCOCLK调频2%,禁止快速苏醒，禁止自给时钟,伪停止下禁止实时中断和看门狗SYNR=2;REFDV=1;/PLLCLK=2*OSCCLK*(SYNR+1/(REFDV+1)=48M;asmNO

28、P;asmNOP;asmNOP;/等待锁相环稳定while(!(CRGFLG&0 x08);/锁相环稳定标志位CLKSEL=0 x80;/时钟选择寄存器，BusClock=PLLCLK/2亭止模式下振荡器、系统时钟、锁相环、内核时钟、看门狗继续工作/*ECT初始化*/voidECT_init(void)TIOS=0 x0f;/通道04输出比较，57输入捕捉TSCR2=0 x07;/TOF被置位时禁止中断，通道7输出后不复位，f=24/128=0.1875MHzTCTL3=0 x55;II通道IC74捕捉上升沿；(TCTL2=OxOO,OC和引脚断开)PACTL=0 x40;/脉冲累加器A使能，

29、当PT7检测到上升沿后计数器加1，用分频因子定义时钟，禁止累加器溢出中断TIE=0 x01;/OC通道各位引起中断，自由计时器溢出不引起中断PACNT=0 x00;TCNT=0 x00;TSCR1=0 x80;/定时器允许，WAIT模式继续工作，FREEZE莫式继续工作，定时器标志不快速清除/*IO口初始化*/voidIO_init(void)DDRA=0 xff;PORTA=0 xff;DDRA=OxOO;/PORTA做输入口/PUCR_PUPAE=1;/A口上拉电阻DDRB=0 xff;/PORTB做LED灯PORTB=0 xff;/DDRT=0 xff;/PTT=0 x00;/初始拉低D

30、DRT=0 x00;/T口输入PERT=0 xff;/T口加pulldevice防抖PPST=0 xff;/T口下拉电阻DDRP=0 xff;/PORTP做PWM输出PTP=0 xff;DDRM_DDRM0=1;/PTM0做输出口，1=正开0=倒车PTM_PTM0=0;DDRJ=0 xff;PTJ=0 xff;/PTJ0初始值为高PERJ=0 xff;DDRJ=0 x00;/PTJ0做输入口，接受干簧管中断PPSJ=0 x00;/PTJ7捕捉下降沿中断PIEJ=0X80;/中断使能/RDR0AD0=0 xff;/AD口即使传感器不工作时也有值认为是电磁干扰加下拉电阻RDRP=0 xff;PUC

31、R=0 x40;/BKGDEKAB都是用上拉电阻/PUCR对于输入拉高RDRIV对于输出拉低voidPWM_init(void)PWME=0 x00;PWMPRCLK=0 x44;PWMCLK=0 x00;PWMCTL=0 x30;PWMPOL=0 xff;PWMCAE=0 x00;/*PWM初始化*/初始禁止PWM/预分频BUSCLOK/16=1.5MHz/0、1使用CLOCKA2、3使用CLOCKB/通道0123级联/初始低电平/波形左对齐PWMPER01=PWMDT;/舵机周期PWMDTY01=CENTRAL;/舵机中心占空比PWMPER23=PWMMOTOT;电机周期PWMDTY23=

32、260;/电机初始中心占空比PWME=0 xff;ATD0CTL5=0 x30;ATD0DIEN=0 x00;ATD0CTL5=0 x30;ATD0DIEN=0 x00;/*AD模块初始化*/voidAD_init(void)转换完成中断和比较成功中断ATD0CTL0=0 x07;ATD0CTL1=0 x00;放电1ATD0CTL2=0 x40;/AD转换序列长度为8/允许指定AD口做外部触发输入口，8位结果，采样前采样电容不/标志寄存器不快速清零，停止模式不运行，禁止外部触发，禁止ATD0CTL4=0 x44;4.16ms转换一次/第二阶段米用8个AD周期(第一阶段2个AD周期)，f-fbu

33、s/2*(4+1)，ATD0CTL3=0 xc0;/结果右对齐，非FIFO模式，冻结模式继续转换转换长度4/连续多通道转换，从通道0开始/禁用数字输入缓冲?/*获取AD转换初始数据*/unsignedcharGetATD0(unsignedcharch)bytead=0;/while(!ATD0STAT0_SCF);switch(ch)case0:ad=ATD0DR0L;break;case1:ad=ATD0DR1L;break;case2:ad=ATD0DR2L;break;case3:ad=ATD0DR3L;break;case4:ad=ATD0DR4L;break;case5:ad=AT

34、D0DR5L;break;case6:ad=ATD0DR6L;break;case7:ad=ATD0DR7L;break;returnad;/*总初始化*/voidinit(void)CLK_init();ECT_init();IO_init();PWM_init();AD_init();/*/TOCo1-5hz/*文件名：HardDriver.c*/*功能1：初始化系统参数*/*功能2：采样底层函数*/*/#includeInclude.hexternintLINE_V;intlevelflag;/A口数值intwandaoflag;/赛道识别策略/*速度模式初始化*/函数返回值void/输

35、入参数/*/voidMOD_init(void)/低3位确定速度基本档位levelflag=PORTA;switch(levelflag&0b00010101)case0b00000000:case0b00000001:case0b00000100:case0b00000101:case0b00010000:case0b00010001:case0b00010101:default:LINE_V=300;case0b00000000:case0b00000001:case0b00000100:case0b00000101:case0b00010000:case0b00010001:case0b

36、00010101:default:LINE_V=300;LINE_V=200;break;LINE_V=212;break;LINE_V=250;break;LINE_V=288;breakLINE_V=300;break;LINE_V=328;break;LINE_V=350;break;break;switch(levelflag&0b01000000)case0b01000000:wandaoflag=1;/弯道case0b00000000:wandaoflag=0;/直道/*LED指示灯显示*/函数返回值void/输入参数unsignedcharsta/*/voidXianshi(un

37、signedcharsta)switch(sta)case1:PORTB=0 x01;case2:PORTB=0 x02;case3:PORTB=0 x04;case4:PORTB=0 x08;case5:PORTB=0 x10;case6:PORTB=0 x20;case7:PORTB=0 x40;case8:PORTB=0 x80;/*LED指示灯测试*/函数返回值void/输入参数void/*/voidLEDtest(void)Xianshi(1);longdelay(30);Xianshi(2);longdelay(30);Xianshi(3);longdelay(30);Xiansh

38、i(4);longdelay(30);Xianshi(5);longdelay(30);Xianshi(6);longdelay(30);Xianshi(7);longdelay(30);Xianshi(8);longdelay(30);/*/文件名：Control.c功能：确定舵机和电机输出量/*/*/*/*/*/#includeInclude.hexternintWandaoflag;externintCrossflag;externcharstartlineflag;intSafeStopEnableFlag;时启动允许externintTingcheflag;externintloca

39、tion;externintmodecount;externintforecast15;externintwandaoflag;/*intCarlocation=0;intPiancha;舵机参数/弯道检测标志位/交叉道检测/起跑线检测/防撞允许标志位，当速度超过*/小车位置STOPSAFTMIN/方向偏差intduojizhankong;intdirectionlost3=0,0,0;intduojiPcoe=0;intduojiIcoe=0;intduojiDcoe=0;intduojiLastError=0;intduojiPrevError=0;intduojiSumError=0;i

40、ntduojiiError_max=0;/*驱动电机参数*/积分限幅值/速度设定值，这里给的初值关系不大/速度偏差/当前速度（可以不是全局变量，但为调试方intI_Term_max=10;intI_Term_min=-10;intspeedset=50;intspeedlost3=0,0,0;intumotor=0;intuout=0;externintspeed;便/积分限幅值/上一次的电机电压输externintLINE_V;externintPWMMOTOTA;unsignedcharlastStrategy=1;intBANGBANGtoPID=10;intPIDtoBANGBANG=

41、10;intlast_PIDV;intspeedzero;intWAN_V=100;intmotorPcoe=0;intmotorIcoe=0;intmotorDcoe=0;intmotorLastError=0;intmotorPrevError=0;intmotorPrevPrevError=0;intmotorSumError=0;intmotoriError_max=0;intPIDmotor=0;intmodeflag;/赛道模式/bang-bang为1，pid为0,初始为bang-bang/Bang-BangToPID阈值/PIDToBang-Bang阈值/最后一次PID增量/用于

42、撞车后停车/当前马达PID增量/*舵机控制主程序*/函数返回值void/输入参数void/*/voidduojicontrol(void)Carlocation=SureLocationTest();/*if(modeflag=3)duojiPcoe=-65;duojiIcoe=0;duojiDcoe=0;*/小车位置量/else/duojiPcoe=41;duojiIcoe=0;duojiDcoe=47;/Piancha=PIDcalc1(duojiPcoe,duojiIcoe,duojiDcoe,Carlocation,duojiLastError,duojiPrevError,duoji

43、SumError,duojiiError_max);duojizhankong=CENTRAL-Piancha;if(duojizhankongMOSTLEFT)duojizhankong=MOSTLEFT;PWMDTY01=duojizhankong;/占空比=(PWMPER-duojizhankong)/PWMPER)*100%intspeedwanted(void)/*intwanted;if(Tingcheflag=1)return(0);elsewanted=LINE_V-(abs(Carlocation)/10)*(abs(Carlocation)/10);return(wanted);调试禁止*/intspeedtemp;if(location=4)modeflag=2;elsemodeflag=1;if(modeflag=1)speedtemp=LINE_V;if(modeflag=2)speedtemp=LINE_V+65;return(speedte