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第一届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车邀请赛 技 术 报 告 学 校：华中科技大学 队伍名称：白云黄鹤 参赛队员：丁琪超 田龙强 叶明基 带队教师：何顶新 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。 参赛队员签名： 带队教师签名： 日 期： 目 录 第一章 引言 1 1.1 项目背景 1 1.2 设备使用与设计内容 1 1.2.1 设备 1 1.2.2 设计内容 1 1.3 文档框架 1 第二章 整体框架设计 3 2.1 整体设计思路 3 2.1.1 硬件实现 3 2.1.2 软件实现 4 2.2 开发过程说明 4 2.2.1 开发工具使用 4 2.2.2 硬件制作过程 5 2.2.3 软件开发过程 5 2.2.4 调试过程 5 2.3 模型车的主要技术参数 6 第三章 传感器模块 8 3.1 设计思路 8 3.2 电路设计说明 9 3.2.1 传感器探头电路 9 3.2.2 信号预处理电路 10 3.3 机械安装说明 11 3.3.1 多孔机架 11 3.3.2 可拆卸筒型探头 11 3.3.3 整体固定 12 3.4 测试参数 12 第四章 电机驱动控制模块 13 4.1 设计思路 13 4.2 电路设计说明 13 4.3 机械安装说明 14 第五章 单片机程序控制模块 15 5.1 控制理论模型 15 5.1.1 理论框架 15 5.1.2 模糊控制的引入 15 5.2 主要算法说明 18 5.3 程序结构分析 19 5.4 单片机资源使用报告 20 第六章 总结 21 6.1 智能小车整体性能 21 6.2 尚待提高环节 21 6.3 工作中遇到的问题 21 6.3.1 传感器的问题 21 6.3.2 电路板制作的问题 22 6.3.3 重量因素 23 6.3.4 发热因素 23 6.3.5 电源的分配与处理 23 6.3.6 过弯时的小幅振荡与从直道进入弯道过冲处理 23 附录1：程序代码 24 引言 项目背景 第一届“飞思卡尔codewarrior和在线开发手段，自行设计和制作可以自动识别路径的方案、电机的驱动电路、模型车的车速传感电路、模型车转向伺服电机的驱动以及微控制器MC9S12DG128B控制软件的编程，等等。其专业知识涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，对高等学校控制及汽车电子学科学术水平的提高，具有良好的长期的推动作用。 设备使用与设计内容 设备 采用组委会提供的标准赛车底盘（赛车MATIZ，配备标准驱动电机RS-380SH、转向舵机和可充电蓄电池）；单片机FREESCALE的16位单片机MC9S12DG128B开发评估板；传感器采用红外反射式对管及触发电路；电机驱动采用基于33886芯片的H-Bridge驱动电路。 设计内容 自动识别路径（黑线）电路设计制作； 电机的驱动电路设计制作； 赛车转向舵机控制； 赛车车速传感器设计制作； 单片机控制软件的编程。 文档框架 本文档将在第二章介绍智能小车系统整体设计情况，然后用三、四、五章节分别详细介绍系统中各重要功能模块的情况，最后一章为总结部分，阐述了智能小车运行的总体性能，尚有待提高的地方以及工作中遇到的重要问题。 整体框架设计 整体设计思路 硬件实现 本系统采用“飞思卡尔 S12单片机Protel软件绘图形成PCB电路印制版。软件开发使用嵌入式软件开发工具软件codewarrior。 硬件制作过程 硬件电路搭建采用如下流程： 电路原理图绘制 使用万用板搭建雏形电路 测试功能 绘制PCB电路图，制作硬制版 安装测试 硬件机械部分制作流程如下： 构思 测量 绘制三视图 机械加工 安装 软件开发过程 系统软件开发基本流程如下： 需求分析：根据控制理论分析代码实施方案。 概要设计：对模块的层次分析，模块的通用性分析。 详细设计：函数制定，使用原语完成程序框架。 代码编写：完成规范化代码。 测试。 调试过程 调试过程分为初步阶段和成熟阶段。初步阶段分模块的使用万用板搭建电路，测试各模块功能是否运行正常；成熟阶段调试整体赛车的运行性能，根据结果改进算法，进一步提高。 在各阶段的调试过程中，我们力求标准化，准确化，以求更加严密和精确的进行实验。下面介绍下各阶段调试的具体步骤和方法： 初