河海大學(xué)“凌波號”智能小車組技術(shù)報告

1、河海大學(xué)“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車競賽技術(shù)報告 學(xué) 校： 河海大學(xué) 隊伍名稱：“凌波號 ”智能小車組參賽隊員： 張思德，郁舒陽，賴柄霖，張華山，周夢茜 目錄第一章 摘要3第二章 作品完成功能42.1 舵機的固定與安裝42.2 前輪的調(diào)整52.3 差速的調(diào)整62.4 整車重心的調(diào)整7第三章 系統(tǒng)方案論證93.1 電機驅(qū)動模塊方案選取103.2 H橋式電機驅(qū)動電路原理 103.3 傳感器布局103.3.1確定導(dǎo)線位置布局103.3.2前瞻設(shè)計10第四章 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計及實現(xiàn)124.1 控制器模塊134.2 路徑識別模塊134.2.1感應(yīng)線圈134.2.2信號選頻放大134.2.3檢波

2、整流154.3 電源模塊164.4 舵機使能控制電路164.5 電機驅(qū)動模塊17第五章 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計及實現(xiàn)185.1 控制總流程195.2 導(dǎo)線位置提取195.3 系統(tǒng)控制算法205.3.1舵機轉(zhuǎn)角控制算法205.3.2電機轉(zhuǎn)速控制算法21第六章 作品測試數(shù)據(jù)22第七章 不足及今后改進方向22附錄A 程序代碼23第一章 摘要   第九屆“飛思卡爾杯”全國大學(xué)生智能汽車邀請賽規(guī)定參賽選手須使用競賽秘書處統(tǒng)一指定并負責(zé)采購競賽車模套件，采用飛思卡爾半導(dǎo)體公司的8位、16位微控制器作為核心控制單元，自主構(gòu)思控制方案進行系統(tǒng)設(shè)計，包括傳感器信號采集處理、動力電機驅(qū)動、轉(zhuǎn)向舵機控制以

3、及控制算法軟件開發(fā)等，完成智能車工程制作及調(diào)試。大賽分光電、攝像頭與電磁三個賽題組，在車模中使用透鏡成像進行道路檢測方法屬于攝像頭賽題組，檢測賽道下通電漆包線磁場的屬于電磁組，除此之外則屬于光電賽題組。本組設(shè)計的智能小車是基于激光傳感器的，屬于光電賽題組。 我們的技術(shù)報告以智能小車的設(shè)計為主線，包括小車的構(gòu)架設(shè)計、軟硬件設(shè)計，以及控制算法研究等，分為七章。其中，第一章為摘要；第二章主要介紹了小車的作品完成功能；第三章介紹了小車的系統(tǒng)方案論證；第四章描述了小車的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計及實現(xiàn)；第五章介紹了小車的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計及實現(xiàn)；第六章敘述了我們在調(diào)試小車時的測試數(shù)據(jù)；第七章寫了我們組的小車的不足

4、及今后改進方向。第二章 作品完成功能圖2.0 智能車整體圖2.1 舵機的固定與安裝 許多小組都將舵機豎著安裝，因為舵機的擺臂增長可以提高舵機的響應(yīng)速度。因為舵機的擺臂越長，當車輪轉(zhuǎn)過相同的角度時，舵機轉(zhuǎn)過的角度越小，即時間越短。但我們小組由于材料匱乏，兩擺臂長不等，所以只能將舵機橫著安裝，并且在調(diào)試時沒有太大的影響。2.2 前輪的調(diào)整調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，前輪的初始狀態(tài)對車子轉(zhuǎn)彎有很大的影響?？偟膩碚f，決定前輪的初始狀態(tài)有以下幾個參數(shù)：主銷內(nèi)傾、主銷后傾、前輪外傾、前輪前束。主銷內(nèi)傾角指前輪的主銷軸線與地面垂直線在汽車橫向斷面內(nèi)的夾角。內(nèi)傾角可以使車輪保持直線行駛，這個角度和它的輪子回正能力是成反比的，

5、也就是說角度越大，回正能力越強，但是輪子轉(zhuǎn)向阻力增大，由于這個限制，通常這個角度不會大于8度，一般3°左右就夠了。當轉(zhuǎn)向輪在外力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，由于主銷內(nèi)傾的原因，車輪連同整個汽車的前部將被抬起一定高度；當外力消失后，車輪就會在重力作用下恢復(fù)到原來的中間位置。為了避免前輪胎的磨損，我們這里將主銷內(nèi)傾角設(shè)置為3度左右。主銷后傾角指主銷軸線與車體縱向平面的夾角，它使車輛轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的離心力所形成的力矩方向與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反，迫使車輪偏轉(zhuǎn)后自動回正到原來的中間位置上，從而保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性。前面所說的主銷內(nèi)傾角與車速是無關(guān)的，但是主銷后傾角與車速以及回正力都有關(guān)。這個角度越大，回正力

6、就越大，而且速度越大，回正力也越大。但是回正力太大也不是好事，可能會損壞舵機齒輪，特別是高速時主銷后傾角對回正力的影響很大，可能會損壞舵機齒輪。通常情況下，我們可以把后傾角減少到接近零度。由于過大的后傾角會使轉(zhuǎn)向沉重，加上比賽使用的舵機性能偏軟，故為了避免使模型車轉(zhuǎn)彎遲滯，我們這里將主銷后傾角設(shè)置為0度。前輪外傾角對汽車的轉(zhuǎn)彎性能有直接影響，它的作用是提高前輪的轉(zhuǎn)向安全性和轉(zhuǎn)向操縱的輕便性。前輪外傾角俗稱“外八字”，如果車輪垂直地面一旦滿載就易產(chǎn)生變形，可能引起車輪上部向內(nèi)傾側(cè)，導(dǎo)致車輪聯(lián)接件損壞。所以事先將車輪校偏一個外八字角度，這個角度約在1°左右。所謂前束是指兩輪之間的后距離數(shù)

7、值與前距離數(shù)值之差，也指前輪中心線與縱向中心線的夾角。在日常生活中的汽車修理一般都要校對車輪前束，前輪前束的作用是保證汽車的行駛性能，減少輪胎的磨損。前輪在滾動時，其慣性力會自然將輪胎向內(nèi)偏斜，如果前束適當，輪胎滾動時的偏斜方向就會抵消，輪胎內(nèi)外側(cè)磨損的現(xiàn)象會減少，前輪前束可通過轉(zhuǎn)向橫拉桿長度來調(diào)整。這里將前束值設(shè)置為6mm左右。2.3 差速的調(diào)整在車實際跑的過程中，我們發(fā)現(xiàn)，后面兩個輪的相對松緊程度，也就是差速對拐彎有很大的影響。差速太緊，則拐彎容易甩尾，速度快的時候很容易甩出去，但是差速如果太松，雖然會改善轉(zhuǎn)彎性能，但是嚴重影響了直線上的加減速，而且齒輪的咬合也不是很好，對齒輪會有一定的損

8、壞。所以，后面兩個輪子的相對松緊程度要適中，經(jīng)過多次的調(diào)試，我們得出了比較滿意的效果，即將模型車放到跑到上，用手抓住后輪的一只輪子使其不能轉(zhuǎn)動，在賽道上推車子轉(zhuǎn)彎，如果車子能夠稍輕松的推動，則此時的差速器為最適合。當然，實際還需要根據(jù)不同的賽道和車的機械性能進行相應(yīng)的微調(diào)。調(diào)節(jié)差速可以通過工具旋緊或者旋松右后輪來得到合適的差速控制，其實就是適當?shù)恼{(diào)整兩片軸承的壓力以滿足后輪驅(qū)動和差速的要求。 2.4 整車重心的調(diào)整剛開始的時候由于速度比較慢，車體的重心對整輛車的影響看不出，但隨著模型車速度的提高，模型車的重心對車子的整體性能的影響就顯得越來越突出了。這集中表現(xiàn)為前輪對地摩擦力的影響和車體否能穩(wěn)

9、定行駛。垂直高度上的重心影響車的穩(wěn)定性，重心越低，穩(wěn)定性越高，當然這要求保證車的底板不會出現(xiàn)觸地的現(xiàn)象；水平方向上的重心位置及其重要，它將直接影響了前輪對地的摩擦力，也就是我們想要的前輪抓地能力的強度。重心靠前，將有利于增加前輪的摩擦力。實際測試中，穩(wěn)定性對跑道S彎和急轉(zhuǎn)彎的影響最大；而摩擦力則對跑道急轉(zhuǎn)彎影響最重。所以為了提高車對整個跑道的綜合性能，我們將車的垂直重心盡可能降到最低，而將水平重心的位置調(diào)整為靠近前輪。 圖2.1 智能車布局圖第三章 系統(tǒng)方案論證3.1 電機驅(qū)動模塊方案選取 驅(qū)動電路是整個系統(tǒng)的重要組成部分，也是高效的算法得以實現(xiàn)的硬件基礎(chǔ)。要獲得一個良好的加速性能以及入彎時的

10、及時制動能力，則一個性能優(yōu)異的驅(qū)動電路時不可或缺的。  對于直流電機，常用的數(shù)字調(diào)速方法就是電樞電壓進行脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）。典型的驅(qū)動電路就是H橋式電路，可以控制電機的正反轉(zhuǎn)，同時通過PWM脈寬調(diào)制可以方便的調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。3.2 H橋式電機驅(qū)動電路原理電機驅(qū)動采用H橋驅(qū)動電路，原理如下： 當Q1管和Q4管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機，然后再經(jīng)Q4回到電源負極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動。 當Q2管和Q3管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng)Q3從右至左穿過電機，然后再經(jīng)Q2回到電源負極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機逆時針轉(zhuǎn)動。3.3

11、 傳感器布局由3.2所述的性質(zhì)，我們可以知道，垂直線圈可以比較容易地得出小車與導(dǎo)線的相對位置，水平線圈可以預(yù)測前方彎道以及傳感器擺放的一些要求。根據(jù)這些性質(zhì)，分檢測導(dǎo)線位置和前瞻兩部分論述傳感器的布局方案。3.3.1確定導(dǎo)線位置布局以垂直線圈作為檢測小車與導(dǎo)線的相對位置，原則上采用雙垂直線圈就可以判斷導(dǎo)線的位置。然而增加傳感器可以增加檢測的精度，有利于小車的精確控制。我們選用三個垂直線圈平均間隔一字排開。3.3.2前瞻設(shè)計由于受到小車長度和垂直線圈檢測方式限制，電磁小車的前瞻受到很大的局限。盡管小車長度達到了極限，而小車的前瞻卻只有10cm左右，不能滿足智能車高速運行的要求。因此需要用必要的手

12、段增加小車的前瞻性能。方案一：雙排傳感器。單排傳感器檢測信息單一，而雙排傳感器可以通過判斷導(dǎo)線斜率來彌補前瞻不足。由于雙排傳感器檢測的信息較為豐富，可以合理利用其信息作轉(zhuǎn)角以及速度的控制。測試發(fā)現(xiàn)的確優(yōu)于單排傳感器。方案二：合理變更傳感器方向。由于水平線圈對遠方道路比較敏感，可以感知道路的變化趨勢，因此可以利用這個特點進行前瞻。以6電感線圈為例，這種方法的前瞻可以在原來傳感器位置的基礎(chǔ)上前瞻約10cm的路況。變更其擺放的方向和角度，可以在傳感器原位置基礎(chǔ)上前瞻約15cm25cm的距離。這樣，小車的前瞻最大可達到約35cm。如果檢測線圈直徑較大，則可以做到約40cm的前瞻，下稱“大前瞻”。我們采

13、用與小車前進方向一致的擺法。這樣的前瞻在5cm以內(nèi)，下稱“弱前瞻”。由于線圈放置方向的關(guān)系，前瞻重要解決的問題是能否順利通過十字交叉的賽道。導(dǎo)線十字交叉出現(xiàn)場強疊加的情況，這樣對大前瞻來說是一個嚴重的干擾。盡管經(jīng)過處理之后小車能夠順利通過十字交叉路口，但無可避免會有少許抖動。這樣既影響小車穩(wěn)定性，也使行進速度有一定下降。而弱前瞻具有一定的前瞻，盡管非常小，但總比沒有前瞻要好。在十字交叉處幾乎不受干擾。權(quán)衡利弊，從小車的穩(wěn)定性考慮，選擇了弱前瞻的方案。第四章 硬件電路模塊 整個硬件系統(tǒng)使用模塊化的設(shè)計思想，整體的硬件框圖如圖4所示： 電源模塊S12XS128控制核心單片機LCD液晶顯示與鍵盤模塊

14、控制器模塊起跑線檢測模塊測速模塊舵機使能控制電路模塊電機驅(qū)動模塊 圖4 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 4.1 控制器模塊小車控制器是大賽指定的XS128芯片。使用BDM下載。經(jīng)過多次測試和在跑道上跑，信號采集只需要7路AD檢測，同時需要的I/O資源也不多，因而選用80pin的芯片則滿足要求。而且80pin的CPU價格比多管腳的CPU便宜，功能上差不多，只是AD口少了一半，其他沒有什么區(qū)別。單片機控制器是各功能模塊的CPU，在滿足智能車功能的前提下，我們本著最簡單電路的原則，使用了單片機的若干端口，單片機端口分配圖如表4.1所示表4.1 端口資源分配AD模塊PAD0-PAD6傳感器信號檢測PWM模塊PP1舵機

15、控制PP3電機控制ECT模塊PT7測速（編碼器脈沖輸入）EXT模塊PE1起跑線檢測I/0口PE6、PB1、PB3、PB5、PB7液晶顯示PA1、PA3、PA5、PA7按鍵PB0舵機使能控制4.2 路徑識別模塊測量磁場核心是檢測線圈的感應(yīng)電動勢E的幅值。信號檢測放大電路包括感應(yīng)線圈、信號選頻放大、整流三部分組成。4.2.1感應(yīng)線圈檢測線圈可以自行繞制，也可以使用市場上能夠比較方便購買的工字型10mH的電感。這類電感體積小，Q值高，具有開放的磁芯，可以感應(yīng)周圍交變的磁場。4.2.2信號選頻放大使用電感線圈可以對其周圍的交變磁場感應(yīng)出感應(yīng)電動勢。這個感應(yīng)電動勢信號比較弱，干擾多。因此信號放大需要進行

16、選頻放大，使得20kHz的信號能夠有效的放大，并且去除其它干擾信號的影響。可以使用 LC串并聯(lián)諧振電路（帶通電路）來實現(xiàn)選頻電路。如圖4.2.1所示：圖4.2.1 選頻電路圖電路諧振頻率為： （公式7）已知感應(yīng)電動勢的頻率f0=20KHz，感應(yīng)線圈電感為L=10mH，由（公式7）可以得到電容容量的表達式如（公式8）。 （公式8）由（公式8）可以計算出諧振電容的容量為：通常在市場上可以購買到的標稱電容與上述容值最為接近的電容為 6.8nF，所以在實際電路中我們選用 6.8nF的電容作為諧振電容。為了能夠更加準確測量感應(yīng)電容式的電壓，還需要將上述感應(yīng)電壓進一步放大，一般情況下將電壓峰峰值放大到15

17、V左右，就可以進行幅度檢測，所以需要放大電路具有100倍左右的電壓增益（40db）。最簡單的設(shè)計可以只是用一階共射三極管放大電路就可以滿足要求。也可以選用運算放大器進行電壓放大。但是需要選擇低噪音、動態(tài)范圍大的高速運放，成本較高，所示不選用運算放大器進行信號放大。一般晶體三極管帶寬較大，因而大體只需考慮放大倍數(shù)?？梢赃x取常用的NPN三極管8050-D或1815-GR，我們選取的是1815-GR作為放大。4.2.3檢波整流測量放大后的感應(yīng)電動勢的幅值E使用二極管檢波電路將交變的電壓信號檢波形成直流信號，該信號正比于感應(yīng)電壓幅值的數(shù)值，可以知道單片機的AD進行測量。為了能夠獲得更大的動態(tài)范圍，檢波

18、電路中的二極管使用肖特基二極管1N5819。由于肖特基二極管的開啟電壓一般在0.10.3V左右，小于普通的硅二極管（0.7V），可以增加輸出信號的動態(tài)范圍和增加整體電路的靈敏度。最終，我們得到整個路徑識別模塊的電路圖如圖4.2.2所示：圖4.2.2 信號放大處理電路圖4.3 電源模塊智能小車采用組委會提供的7.2V 2000mAh Ni-cd 電池直接供電，并采用穩(wěn)壓器件調(diào)整出各路模塊所需電源。電路結(jié)構(gòu)如圖4.3.1所示。圖4.3.1 電源模塊結(jié)構(gòu)圖4.4 舵機使能控制電路可以說，舵機是一個非常脆弱的部件，稍有不慎就會燒掉，特別是被卡住的時候，為了防止在下載程序的時候舵機處于供電狀態(tài)，所以加了

19、一個舵機使能控制電路，舵機使能電路相當于一個軟開關(guān)，可以通過軟件去控制舵機電源。設(shè)置PB0口可以使得舵機只有在程序被下進去并且運行之后才會被供電，否則處于斷電狀態(tài)，原理圖如圖4.5.1所示。圖4.5.1 舵機使能控制電路4.5 電機驅(qū)動模塊為了加強小車后輪驅(qū)動能力，采用大功率MOS管IRF4905和IRF3205搭成H橋驅(qū)動電機。為使小車能夠快速的加減速，可以采用反轉(zhuǎn)進行剎車。但電機的正反轉(zhuǎn)會產(chǎn)生很大的制動電流，對電機驅(qū)動本身造成很大的損害。而在實際應(yīng)用中只使用到半橋，其中一個控制端接地。當需要制動時，只要使電機對地短接，依靠電機反電動勢制動同樣得到較好的制動效果。驅(qū)動和單片機之間使用了MIC

20、4424驅(qū)動H橋電路，既保證了開啟MOS管柵極的邏輯控制，也對單片機有隔離保護的作用。 圖4.6.1 電機驅(qū)動電路圖 第五章 智能車軟件設(shè)計5.1 控制總流程本隊所用的軟件調(diào)試工具為CodeWarrior軟件和BDM仿真器，這個軟件支持C語言和匯編語言的混合編程，由于C語言操作簡單，可修改和移植性強，所以大部分程序都使用C語言編寫，只有在某些地方加入了匯編語句。編程基本上采用模塊化的思想，使得整個設(shè)計清晰明了。下面是系統(tǒng)總體的軟程圖。 圖5.1 系統(tǒng)軟件流程圖5.2 導(dǎo)線位置提取方案一：數(shù)字檢測法。把檢測回來的信號數(shù)字化，根據(jù)數(shù)字量判斷導(dǎo)線的位置。這種方法路徑分辨率不高，而且當導(dǎo)線電流不穩(wěn)定的

21、時候，容易受到干擾，適應(yīng)性不強。為提高空間分辨率，只能增加傳感器數(shù)量，但每個傳感器之間相互會造成較大的干擾。方案二：模擬檢測法。根據(jù)采集回來的ad值進行合理的運算，判斷導(dǎo)線的位置。這種方法空間分辨率可以達到2mm，而且受電流變化的影響比較少，適合小車穩(wěn)定的檢測要求。故選方案二作為導(dǎo)線提取方法。首先，將 AD值做歸一化處理，即根據(jù)各個傳感器接收賽道的最高電壓和最低電壓，計算出各個傳感器的相對值，最后來計算黑線位置。信號歸一化的方法如下：求取電壓值最大的傳感器位置，然后和它周圍兩個傳感器采樣值進行加權(quán)計算即可求得小車的偏差。5.3 系統(tǒng)控制算法提取小車和導(dǎo)線之間的位置關(guān)系后，可以確定基本控制策略。

22、當小車偏離導(dǎo)線較少時，給定一個較小的回正角度，小車也可以加速行駛。當小車偏離導(dǎo)線較大時，應(yīng)該給定較大的回正角度和減慢車速。5.3.1舵機轉(zhuǎn)角控制算法void Servo_control() float SP=2; AD_jzlb(); ad_chazhi=ad_lb2-ad_lb0+3;/為調(diào)整直道時車在中間加3 error_ad_chazhi=ad_chazhi-pre_ad_chazhi; if(!left_flag&&!right_flag) if(ad_lb0<5)left_flag=1; if(ad_lb2<5)right_flag=1; if(ad_lb

23、1>45)SP=2; else if(ad_lb1>35)SP=5; else if(ad_lb1>20)SP=8; else SP=35; ServoPWM=mid_ServoPWM+SP*ad_chazhi-2*error_ad_chazhi;/-2;/調(diào)試ad_chazhi和error_ad_chazhi的系數(shù)? /ad_chazhi_square=ad_chazhi2; /ServoPWM=1600+15*ad_chazhi_square-2*error_ad_chazhi;/-2;/調(diào)試ad_chazhi_square和error_ad_chazhi的系數(shù)? if(

24、left_flag=1) right_flag=0; if(ad_lb1>38)left_flag=0; ServoPWM=mid_ServoPWM+7*(50-ad_lb0)+2*error_ad_chazhi;if(right_flag=1) left_flag=0; if(ad_lb1>38)right_flag=0; ServoPWM=mid_ServoPWM-7*(50-ad_lb2)-2*error_ad_chazhi; 5.3.2電機轉(zhuǎn)速控制算法 void Motor_control() AD_jzlb(); if(ad_lb1>=40) /MortorPWM+

25、; MortorPWM=MortorPWM+5; if(MortorPWM>max_MortorPWM)MortorPWM=max_MortorPWM; else if(ad_lb1>=10) MortorPWM=MortorPWM-5; if(MortorPWM<wan_MortorPWM)MortorPWM=wan_MortorPWM; if(ad_lb0<1&&ad_lb1<1&&ad_lb2<1) /Motor_left_brake(); /Motor_right_brake(); MortorPWM=0; Motor

26、_left_forward(MortorPWM); Motor_right_forward(MortorPWM); 第六章 作品測試數(shù)據(jù)1.舵機轉(zhuǎn)動函數(shù) 左邊最大值1220 ,右邊最大值1940,中間值1600。2.FLAG（5，5，38），SP(2,5,8,35),+3,(7,2,7,2)V:6090,wandao_V:45/40,減速閾值40，可以 15S（較穩(wěn)定） FLAG（5，5，38），SP(2,5,8,35),+3,(7,2,7,2)V:60100,wandao_V:50,減速閾值40，可以 15S（較穩(wěn)定）。 FLAG（5，5，38），SP(2,5,8,35),+3,(7,2,7

27、,2)V:6090,wandao_V:45/40,減速閾值40，可以 15S（較穩(wěn)定） FLAG（5，5，38），SP(2,5,8,35),+3,(7,2,7,2)V:60100,wandao_V:50,減速閾值40，可以 15S（較穩(wěn)定） FLAG（5，5，38），SP(2,5,8,35),+3,(7,2,7,2)V:70100,wandao_V:60,減速閾值40，可以 14S（較穩(wěn)定）3. 為調(diào)整直道時車在中間，在程序段中ad_chazhi=ad_lb2-ad_lb0+3;/為調(diào)整直道時車在中間加3。 第七章 不足及今后改進方向 經(jīng)過幾個月時間的籌備，我隊順利完成了智能車的設(shè)計與制作，實

28、現(xiàn)了智能車的尋跡自動行駛功能。在此過程中，我們完成了小車的組裝，程序的編寫以及小車的調(diào)試。 由于知識水平和制作條件的限制，智能車在行駛過程中還存在一些問題。1.車子安裝的穩(wěn)定性問題。由于材料的限制，我們組小車的固定的強度不是太好，在小車調(diào)試的時候，舵機上的傳動裝置和測速用的編碼盤，還有前瞻都掉下來過。2.本智能車系統(tǒng)在控制算法上還是采用傳統(tǒng)的控制算法，在智能算法研究上還有所欠缺。因此，在之后的工作中，智能算法的研究將是控制算法改進的主要方向之一。附錄A 部分程序代碼(帶 / 或 /* */ 符號的為注釋)#include <hidef.h> /* common defines an

29、d macros */#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */PWM常量定義/#define CH_SA_DIV 4#define BUS_FREQ 8000000 #define CH_A_PREQ 8000000#define CH_SA_PREQ 1000000#define CH_B_PREQ 8000000#define CH_SB_PREQ 1000000#define Servo_PREQ 50#define Motor_PREQ 5000#define Abs(x) (x)&g

30、t;0)?(x):(-(x) /定義絕對值函數(shù)/變量定義volatile int advalue45=0,ad_lb5 = 0; /AD數(shù)據(jù)采樣，ad_lbi是加權(quán)遞推均值濾波后的采樣值,ad_standard是進一步歸一化后的值volatile int ad_chazhi,ad_chazhi_square,error_ad_chazhi,pre_ad_chazhi=10; /變量分別為：AD差值，當前差值誤差，前一次差值誤差volatile int ServoPWM,mid_ServoPWM=1750;volatile unsigned char MortorPWM,wan_MortorPW

31、M,max_MortorPWM;volatile int left_flag=0,right_flag=0;/* Function:AD采樣模塊*/void AD_init(void) ATD0DIEN=0x00; /禁止數(shù)字輸入 ATD0CTL0=0x04; /轉(zhuǎn)換AD0AD3 ATD0CTL1=0x00; /7:非外部觸發(fā),65:00-8位精度（10-12位精度）,4:不放電,3210:ch ATD0CTL2=0x40; /禁止外部觸發(fā), 中斷禁止 ATD0CTL3=0xc0; /右對齊無符號,每次轉(zhuǎn)換8個序列, No FIFO, Freeze模式下繼續(xù)轉(zhuǎn) ATD0CTL4=0x01; /

32、765:采樣時間為4個AD時鐘周期,ATDClock=BusClock*0.5/PRS+1 ATD0CTL5=0x30; /6:0特殊通道禁止,5:1連續(xù)轉(zhuǎn)換 ,4:1多通道輪流采樣 /-ADC轉(zhuǎn)換部分-void getvalue() while(!ATD0STAT2L_CCF0); advalue00 = ATD0DR0; while(!ATD0STAT2L_CCF1); advalue10 = ATD0DR1; while(!ATD0STAT2L_CCF2); advalue20 = ATD0DR2; while(!ATD0STAT2L_CCF2); advalue30 = ATD0DR3

33、; /* Funciton:加權(quán)遞推平均濾波法 本函數(shù)是3電感濾波，隊列長度為5 */void AD_jzlb(void) int i,j; for(i=0;i<4;i+) for(j=3;j>=0;j-) advalueij+1 = advalueij; getvalue(); for(i=0;i<5;i+) ad_lbi = 45*advaluei0/75 + 16*advaluei1/75 + 8*advaluei2/75 + 4*advaluei3/75 + 2*advaluei4/75; /ad_lbi 0.75 i越小，權(quán)值越重，因為i越小時 /延時函數(shù)，延時1m

34、s void delay(unsigned int ms) unsigned int i,j; for(j=0;j<ms;j+) for(i=0;i<1325;i+); void PWM_init1(void) /電機PWM初始化 PWME=0x00; PWMCLK=0xc3; PWMPRCLK=0x00; PWMSCLA=4; PWMPER0=CH_SA_PREQ/Motor_PREQ; PWMPER1=CH_SA_PREQ/Motor_PREQ; PWMSCLB=4; PWMPER6=CH_SB_PREQ/Motor_PREQ; PWMPER7=CH_SB_PREQ/Motor

35、_PREQ; PWMCTL=0x00;void PWM_init2(void) /舵機PWM初始化 PWME_PWME3=0; PWMCLK_PCLK3=1; PWMPRCLK=0x00; PWMSCLB=4; PWMCTL_CON23=1; PWMPER23=CH_SB_PREQ/Servo_PREQ; PWMPOL=0x4a; PWMCAE=0x00; PWME_PWME3=1;void Servo(unsigned int duty) /舵機轉(zhuǎn)動函數(shù) 左邊最大值1220 ,右邊最大值1940,中間值1600 PWMDTY23=duty;void Motor_right_forward(u

36、nsigned char duty) /右電機前轉(zhuǎn)函數(shù) PWME_PWME0=0; PWME_PWME1=1; DDRK_DDRK4=1; PORTK_PK4=1; PWMDTY1=duty;void Motor_right_brake(void) /右電機停轉(zhuǎn)函數(shù) PWME_PWME0=0; PWME_PWME1=0; DDRK_DDRK5=1; PORTK_PK5=0;void Motor_left_forward(unsigned char duty) / 左電機前轉(zhuǎn)函數(shù) PWME_PWME6=1; PWME_PWME7=0; DDRK_DDRK5=1; PORTK_PK5=1; PWM

37、DTY6=duty;void Motor_left_brake(void) / 左電機停轉(zhuǎn)函數(shù) PWME_PWME6=0; PWME_PWME7=0; DDRK_DDRK4=1; PORTK_PK4=0;/電機控制 void Motor_control() AD_jzlb(); if(ad_lb1>=40) /MortorPWM+; MortorPWM=MortorPWM+5; if(MortorPWM>max_MortorPWM)MortorPWM=max_MortorPWM; else if(ad_lb1>=10) MortorPWM=MortorPWM-5; if(Mo

38、rtorPWM<wan_MortorPWM)MortorPWM=wan_MortorPWM; if(ad_lb0<1&&ad_lb1<1&&ad_lb2<1) /Motor_left_brake(); /Motor_right_brake(); MortorPWM=0; Motor_left_forward(MortorPWM); Motor_right_forward(MortorPWM); /舵機控制 void Servo_control() float SP=2; AD_jzlb(); ad_chazhi=ad_lb2-ad_lb0

39、+3;/為調(diào)整直道時車在中間加3 error_ad_chazhi=ad_chazhi-pre_ad_chazhi; if(!left_flag&&!right_flag) if(ad_lb0<5)left_flag=1; if(ad_lb2<5)right_flag=1; if(ad_lb1>45)SP=2; else if(ad_lb1>35)SP=5; else if(ad_lb1>20)SP=8; else SP=35; ServoPWM=mid_ServoPWM+SP*ad_chazhi-2*error_ad_chazhi;/-2;/調(diào)試ad_c