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南京信息工程大学 信息与控制学院”飞思卡尔 “智能车竞赛 电磁组智能车设计参考方案 南京信息工程大学智能车团队 2015.10 目录 第一章 电磁组智能车概 3 1.1电磁组智能车整体结构图3 1.2各模块与单片机接口4 第二章 方案设计5 2.1 系统总体结构5 2.3 磁感应传感器的选择6 2.4 电磁传感器的布局6 2.4 电磁设计参考方案7 第三章 硬件设计8 3.1 电源模块8 3.2舵机9 3.2.1供电 9 3.2.2 控制信号9 3.2.3单片机控制输出信号9 3.3 电机控制9 3.3.1驱动电路：9 3.3.2单片机控制：10 3.4 信号采集 10 3.4.1信号采集电路：10 3.4.2：信号处理10 3.5 数据显示:11 3.5.1 OLED模块和串口模块11 3.6 测速模块:11 3.6.1 编码器测速原理：11 3.6.2 速度采集：11 3.7 按键参数调节:11 3.7.1. 矩阵键盘11 第四章 控制算法12 4.1 程序流程图:12 4.2控制算法:13 4.2.1 循迹行驶算法实现13 4.2.2 方向控制算法：基于PD 的舵机控制13 4.2.3 速度控制算法：基于增量式PID13 第一章 电磁组智能车概况 1.1电磁组智能车整体结构 图1.1 电磁组智能车整体外形图 1.2各模块与单片机接口 1.电感传感器：与单片机的AD采集模块相连接，采集电感两端 经过运放检波电路之后输出的直流信号。用于智能车的路径检测。 2.测速传感器：即编码器，双向编码器可以直接连接单片机的 FTM模块，用正交解码模式来获取当前速度值，单向编码器可以利用 单片机的LPTMR模块配合pit 中断来读取当前的速度值。 3.舵机以及电机模块：需要连接单片机的FTM模块，产生PWM波 对舵机电机进行驱动。 4.显示模块：即OLED,需要7个普通的I/O 口，用于显示当前所 获得的传感器的数据。 5.按键模块：即矩阵键盘，例如3*4的矩阵键盘需要7路普通的 i/o,通过书写程序来对程序参数进行修改，方便调试。 1.3电磁组智能车循迹原理: 通过10mH电感线圈，对通电的交流导线产生感应电压，并且产 生的电压呈现一定规律，例如越远离磁道线，所获得的电感值越小。 所以通过实时获取当前电感的电压大小进行处理可以获得智能车偏 离赛道的方向，大小，在经过PID等一些算法控制，是的小车能够沿 着通电磁导线进行行驶。 第二章 方案设计 2.1 系统总体结构 图2.1总体结构图 如图2.1系统通过电磁传感器获得赛道信息，经运放、AD转换等处理送给微控制器 判断车模位置，由此来控制舵机转向。通过光电编码器得到速度信息加上车模位置 来让控制器控制电机的速度。 根据以上系统方案设计，系统共包括五大模块：