智能小車總結(jié)

第二屆“飛思卡爾杯”智能小車技術(shù)總結(jié)報告隊名：BIT電氣二隊隊員：葉林瓚李文楠學院：信息科學技術(shù)學院專業(yè)：電氣工程與自動化宣言：做到最好2008-9-3

第二屆“飛思卡爾杯”智能小車技術(shù)總結(jié)報告1摘要3第一章：智能小車總體概況3第一章：智能小車總體概況3TOC\o"1-5"\h\z1.1概況3總體結(jié)構(gòu)如圖3作品智能小車如圖.4\o"CurrentDocument"第二章智能小車硬件系統(tǒng)設(shè)計52.1控制核心DSP電路52.2直流電機驅(qū)動模塊.62.3智能小車路徑檢測8\o"CurrentDocument"第三章智能小車軟件設(shè)計113.1算法描述113.2主程序流程圖123.3程序清單14\o"CurrentDocument"四：總結(jié)與體會19\o"CurrentDocument"五：參考書目19摘要本智能小車采用飛思卡爾公司的56F8013VFDSP芯片作為控制核心，通過紅外發(fā)射管和接收管識別路徑，利用PWM技術(shù)控制直流電機的前進速度和方向，硬件電路基于提供的DSP開發(fā)板可靠完善，軟件采用C語言編程簡單明確，經(jīng)反復調(diào)試安裝，形成一完整作品，可滿足大賽要求。關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:DSP智能小車路徑識別PWM控制技術(shù)第一章：智能小車總體概況1.1概況智能小車采用56F8013VFDSP開發(fā)板和一塊通用板為基礎(chǔ)，經(jīng)焊接相關(guān)控制芯片而成，通過I/O口檢測信號，輸出PWM信號控制直流電機前進停止左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)。檢測信號則為三組紅外發(fā)射和接收管，黑線時輸出高電平，白線時輸出低電平。2.總體結(jié)構(gòu)如圖3.作品智能小車如圖第二章智能小車硬件系統(tǒng)設(shè)計2.1控制核心DSP電路如圖511muIFI關(guān)TDIPDi]JQ□+CH)網(wǎng)IrrzPO*1.23fAMil5SLIKSDAMAiT-WilFAJiFWMZAJJA2irMREFHK'2PAJJ^MSfA^J^"M4TALU.TI.7JAUBa-R-lFA5FWMSFaIU1TIWA3JIBL1PC5PAarALinaElMH-FHil-mVivnna?JII.SS.SU4\SSA_/iDCH32MiiO.T2H33.MQSJ.T3fH+Td.tlXOj-jj句i|jaiyj1VIXBDPH&RXDSBArTJCJJFHMXDSTLTDAMMWAHTDCrPDItcjg?TMSPD3KESJTTJAT.VPPV5S.DITCK'PD]1.4輸出主要包括:6通道PWM模塊串行通行接口（SPI）16位定時器6通道12位ADC26個GPIO智能小車主要利用PWM模塊，定時器，GPIO口。

2.2直流電機驅(qū)動模塊直流電機采用H橋控制方案如圖通過采用L293D芯片可以達到目的，整體控制方案如圖電機有兩個分別作為左右輪的驅(qū)動，而通過兩路PWM輸出即可控制一個電機，故共需4路PWM輸出。

L293D芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖真值表如下INPUTENABLE{*)OUTPUTHHHLHLHLZLLZZ=Highoutputimpedance(*)Relativetotheconsideredchannel當允許信號ENABLE為高時輸出才隨輸入變化，否則為高阻態(tài)，所以焊接時，ENABLE及VS均接VCC。具體控制過程為:1.通過編程由控制芯片8013經(jīng)PWM發(fā)出驅(qū)動信號，PWM輸出作為L293D的輸入，經(jīng)L293轉(zhuǎn)換輸出控制信號使電機轉(zhuǎn)動，進而帶動車輪轉(zhuǎn)動，使小車前進后退。2.PWM輸出信號的高低則可以控制直流電機轉(zhuǎn)動的快慢,當占空比大時，轉(zhuǎn)速高，占空比小時，轉(zhuǎn)速低，所以當PWM輸出占空比為0時可控制電機停止。3.當左輪停止，右輪轉(zhuǎn)時，小車右轉(zhuǎn)。當右輪停止，左輪轉(zhuǎn)動時，小車左轉(zhuǎn)。而兩路PWM輸出的正負順序轉(zhuǎn)換則可控制電機的正反轉(zhuǎn)，進而控制小車的前進和后退。2.3智能小車路徑檢測1.路徑檢測原理路徑檢測采用紅外光電傳感器，包括白色的發(fā)射管和黑色的接收管。如圖根據(jù)不同顏色對紅外光的反射率不同，白色很高，黑色很低。所以當發(fā)射管發(fā)出紅外光線經(jīng)白色線時，覺大部分都被黑色管接收，處于導通狀態(tài)，輸出低電平，而紅外光經(jīng)黑色線時，接收不足，黑色管無法導通，輸出高電平。輸出的高低電平經(jīng)GPIO口接入8013DSP中，通過一定的算法即可判斷，從而輸出控制信號，控制小車的路徑。2.紅外傳感器電路如圖a.紅外發(fā)射管為二級管，接收為三極管，當接收三級管導通時集電極輸出低電平，斷升時集電極輸出高電平。如圖所示，接收管集電極輸出接入比較器339正極，比較器負極則為滑動變阻器的輸出，當正極高于負極時，比較器輸出5V高電平，否則為0V低電平比較器輸出則接入8013DSP的GPIO口，通過讀GPIO口的狀態(tài)即可判斷是黑線或白線光電傳感器都接限流電阻，比較器輸出接上拉電阻。3.檢測算法規(guī)劃根據(jù)比賽要求采用三組紅外光電傳感器即可，排列如圖

小車前兩組用于辨識黑色線，使小車能沿著黑色線前進，且兩組寬度要恰好，太窄則同時感應到黑線或白區(qū)域，算法不好控制小車能沿著黑色線行走，即易偏離軌跡。太寬則令小車容易成大S型行走，影響前進速度。當左組光電傳感器檢測到黑色線時，小車右轉(zhuǎn)，當右組光電傳感器檢測到黑色線時，小車左轉(zhuǎn)，否則小車前進，這樣即可保證小車能沿著既定的軌跡前進而不篇路。第三組位于小車左中間電路板外側(cè)，用于判斷黑色線十字交叉口，控制小車的停止，左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，亦可判斷小車前進了幾個方格。第三章智能小車軟件設(shè)計軟件編程采用codewarrior軟件在線編程，C語言模式，通過添加相關(guān)“豆子”簡單方便。3.1算法描述預賽主要通過定時器定時掃描，GPIO口讀入黑白線判斷，從PWM口輸出驅(qū)動信號驅(qū)動電機。具體如下定時器定時10ms，中斷中斷程序讀入，三個GPIO口數(shù)據(jù)，value1,value2,value3，其中value3為底盤左側(cè)信號，為停止轉(zhuǎn)彎信號，value1,value2使小車直走。如果讀入value3大于0，則為停止信號，PWM輸出。信號小車停止，定時10秒。否則若value1大于0，則小車右轉(zhuǎn)，輸出PWM信號控制小車右轉(zhuǎn)，否則若value2大于0，則小車左轉(zhuǎn)，輸出PWM信號控制小車左轉(zhuǎn)。否則為直線前進，兩邊輸出PWM信號，使小車全速前進。決賽階段考慮到兩車PK，小車前進速度優(yōu)先，故編程時會讓小車一直走直線，但我們會在小車前進前方設(shè)置干擾裝置，破壞對方，除定時停止外，程序基本不變。所拍化中斷使能等待中晰value3^：否大于0定時器中斷讀入value3^：否大于0定時器中斷讀入valuedvalu已七valueS小車停止定時1。秒中斷返回小車前進****UNIS,spol.sr.o.**Jundrovska33**624****UNIS,spol.sr.o.**Jundrovska33**62400Brno/**###################################################################**Filename:xiaochel.C**Project:xiaochel**Processor:56F8013VFAE**Version:Driver01.09**Compiler:MetrowerksDSPCCompiler**Date/Time:2008-8-28,12:22**Abstract:**Mainmodule.**Hereistobeplaceduser'scode.**Settings:**Contents:**Nopublicmethods**(c)CopyrightUNIS,spol.sr.o.1997-2004

**CzechRepublic**http:**mail:info@**###################################################################*//*MODULExiaoche1*//*Includingusedmodulesforcompilingprocedure*/#include"Cpu.h"#include"Events.h"#include"PWMCl.h"#include"Bitsl.h"#include"Bits2.h"#include"Bits3.h"#include"Tll.h"#include"PC_M1.h"#include"Inhrl.h"/*Includesharedmodules,whichareusedforwholeproject*/#include"PE_Types.h"#include"PE_Error.h"#include"PE_Const.h"#include"IO_Map.h"voidmain(void)/***ProcessorExpertinternalinitialization.DON'TREMOVETHISCODE!!!***/PE_low_level_init();/***EndofProcessorExpertinternalinitialization.***//*Writeyourcodehere*/PWMC1_Enable();PWMC1_OutputPadEnable();for(;;)(;/*ENDxiaochel*//***中斷程序:#pragmainterruptcalled/*Commentthislineiftheappropriate'Interruptpreserveregisters'property*//*issetto'yes'(#pragmainterruptsaveallisgeneratedbeforetheISR)*/intvalue1=0;intvalue2=0;intvalue3=0;inttime=0;voidTI1_OnInterrupt(void)(value1=Bits1_GetVal();//leftvalue2=Bits2_GetVal();//rightvalue3=Bits3_GetVal();//centenif(value3>0&&time<1000)//stop(PWMC1_SetDutyPercent(0,0);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);PWMC1_SetDutyPercent(3,0);time++;//stop10s}elseif(value1>0)//turnright{PWMC1_SetDutyPercent(0,0);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);PWMC1_SetDutyPercent(3,100);

elseif(value2>0)elseif(value2>0)//turnleft{PWMC1_SetDutyPercent(0,100);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);PWMC1_SetDutyPercent(3,0);}else//go{PWMC1_SetDutyPercent(0,100);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);PWMC1_SetDutyPercent(3,100);}/*Writeyourcodehere...*/}/*ENDEvents*/四：總結(jié)與體會經(jīng)過兩周左右的時間，我們終于完成了小車的制作和程序的編寫。制作過程中，我們克服了許多困難，通過參考前人的經(jīng)驗，完成了小車主體的器件分布規(guī)劃和焊接。期間出現(xiàn)了很多錯誤，但都被及時發(fā)現(xiàn)并糾正了。從中我們體會到前期規(guī)劃的重要性，在焊之前考慮一下器件的焊接順序和可能出現(xiàn)的問題，這樣在焊的時