基于Cortex－M4内核微处理器的新型智能小车设计与实现.PDF

小车设计与实现 1 1 2 邵明明 吕乐然 闫大鹏 （1.中南大学 湖南 长沙 410012；. 2 湖南大学 湖南 长沙 410012） 摘 要： 设计并实现基于32位MK60DN512ZVLQ10微处理器的新型智能车，采用激光发射管和激光接收管作为路径识别传感器，结合 模糊算法、模糊PID算法对其转向和速度进行控制，融合新型跑道处理算法，经实践，可以在飞思卡尔智能车竞赛规定赛道上安全行驶。 关键词： Cortex-M4；K60；模糊 中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0510052－01 0 引言 各种应用需求，内存保护单元，1路6 DM控制器支持多A 达 种请64 本文以MK60DN512ZVLQ10芯片为核心，开发出智能车运行 求资源，外部看门狗监控器，软件看门狗以及低功耗下的唤醒 的软硬件资源，结合自主设计的电源模块、路径识别模块、摇 单元。对于智能车，MK60DN512ZVLQ10具有足够的资源供使 头控制模块转向控制模块、速度控制模块，在飞思卡尔智能车 用。吸引本文的包括24路 种频率3 的 PW产生器M ， 位的外部脉16 竞赛新型跑道上稳定行驶。为改变规则后的2012年智能车竞赛 冲计数器，实时时钟，6路 UAR模块以T 及 / 口中断单元。I O 提供了完美的解决方案。 本方案开发出智能车应用的所有模块，包括PLL模块，用 1总体方案设计 于倍频（通过倍频，最高频率可稳定至200）M； GPIO模块，用 于数字量输入输出；FT模块，用M 于 PW波输出M ； LPTMR模块， 本方案控制芯片选择为飞思卡尔32位 Kinetis系列中功能 用于片外脉冲计数；PI模块，用于定时中断T ； UART模块，用 最全的MK60DN512ZVLQ10，从激光传感器获知当前赛道信息， 于K6与电脑通信0 ； SDHC模块，用于行驶过程中的数据存储； 经微处理器处理得到摇头舵机偏转值、转向舵机偏转值，输出 AD、 D模块，用于模数、数模转换A ； 模块，用于传感器数据DMA 到舵机执行，完成摇头转向配合循线。同时根据赛道情况及编 直接写入内存。 码器反馈控制电机转速。智能车硬件系统框图如下： 2.2 赛道信息采集模块设计 本方案采用双排激光发射管。小排激光用于检测坡道上赛 道信息，采用接收管与发射管一对三的方案。大排激光用于检 测其余赛道信息（包括起跑线、十字交叉），采用两行激光并 排打出的形式，分别打到两边黑线上。留在赛道内的激光点数 越多，对小车位置检测越灵敏；打到赛道外的激光点数应能够 保证在过弯的时候尽少出现赛道信息全白，降低稳定性