基于mc9s12dg128单片机智能车设计与实现

ggfhkl45

摘要：本智能丰控制系统采用飞思卡尔16位单片机作为唯一的核心控制单元，加以直流电机、舵机、光电传感器和电源电
路以厦其他电路构成。由安装在车前郝的反射式红外传感器负责采集信号，并将采集到的电平信号传入核心控制单元，板·心控制
  g7 C3 }6 k+ R% f4 C" F0 V单元对信号进行判别处理后，由PWM4发生模块发出PWM波，分别对转向舵机扣直流电机进行控制，完成智能车的转向与前
5 E% h* M* J) Z7 C% ~. A% E- J$ `进。智能车后轮上装有霍尔传意器，用来采集车轮转速反馈的脉冲信号，井经由核心控制单元进行PID控制算法处理后会自动调
6 L" J7 Q2 O7 u8 W$ k# {9 W; f节输入到电机驱动模块的PWM波占空比，从而控制小车的速度。寻迹由RPR220型光电管完成。
. N' k1 f, `9 B) Z; qI前言
: {2 b! }5 N# n, ?) ^随着计算机技术和信息技术的发展，智能车的应用越来
越普及。它不仅应用于各种特殊环境中，而且广泛应用在工业
7 P: L0 G* M; Y- L生产和汽车制造，并且正在逐步渗透到了日常生活。智能车使
机动车的动力性能、操控性能、安全性能舒适性能等各个方面
. a: Q, U+ ]' a1 ^% x1 t0 p的改进和提高。智能巡航、躲避运行过程中的各种障碍物都将
依赖于机械系统及结构和信息技术问的完美结合。本文着重
" ]9 U0 n* E9 E# n介绍一个基于MC9S12DGl28单片机智能车原理及控制电路
设计、电机和驱动电路、避障电路模块、电控系统模块设计与
4 U: C+ R3 X. S! d2 M# W实现方式。本智能车控制系统采用MC9S12DGl28作为唯一
的核心控制单元，由安装在车前部的反射式红外传感器负责
采集信号，并将采集到的电平信号传人核心控制单元，核心控
制单元对信号进行判别处理后，由PWM发生模块发出PWM
5 \' }" s% E4 [波，分别对转向舵机和直流电机进行控制，完成智能车的转向
5 Y+ k3 D( k( ^/ L与前进。智能车后轮上装有霍尔传感器，用来采集车轮转速反
馈的脉冲信号，并经由核心控制单元进行PID控制算法处理
后会自动调节输入到电机驱动模块的PWM波占空比，从而
控制小车的速度。该方案设计巧妙，硬件电路简单．经过测试
5 H! }& \5 u9 p3 Y+ i该系统性能稳定，较好地达到了各项指标。
6 G" h4 t3 [% S9 A2 A2方案设计和硬件组成
& ^2 g2 i" Q& I8 C7 K本智能车采用C768车模，以飞思卡尔单片机为控制核
( _; q4 y; E9 J5 l$ Q/ |心，该器件是一款性能优良的单片机，包含一个16位中央处
理单元、64KB Flash用于保存小车的运行过程的状态参量、
4KB RAM、1KB EEPROM、两个异步串行通信接口和一个同
步串行接口等丰富资源，能够满足本设计的需求，该器件具有
+ z  }  d2 v# E& Y9 E  W良好的稳定性，使得智能车能够在复杂的路面上及恶劣的工
6 X1 R8 k+ L" D7 m0 c  n1 Z! E) g业现场使用。电源由7．2V的配用电池提供。由于小车系统有
它的特殊性，要求能在一个较宽的电平范围内正常工作，仅靠
$ j; f( T9 u3 K& z! u单一电池供电，电量不稳定。因此智能车经过稳压芯片
LM2940CT一5稳压后，输出5V电压，分别对以下几个模块进
行供电；单片机、转向舵机、霍尔传感器和光电管。智能车主要
由路径识别模块、转向控制模块、其他电路模块等组成。系统
  N5 U7 w0 S1 }% Q- H& R+ q的结构图如图1所示。
6 d9 V2 G! `0 L8 ^, m2 d
模块功能
图1 系统的结构图
(1)、路径识别模块：路径识别使用直流反射式红外光电
管方案，所有传感器在车前进行一字形排列，将路径信息以数
字信号的形式传送给mcu，并根据高电平的位置判断黑线的
. [* O/ O9 _& J  V/ a位置。
: Q. I7 o( I/ a, D9 \: K(2)转向控制模块：舵机(伺服电机)的转动会转化为转向
拉杆的横向移动，从而带动车轮的转动，控制模型车的前进方
向。对舵机的控制采用的PID控制。根据黑线的位置，MCU向
- L% `; o8 m7 S' A/ {舵机输出相应占空比的PWM信号波．
(3)行驶车速控制模块：这部分主要由驱动芯片L298N、
. v) s8 F% r! w1 ]& \# }9 `4 L直流电机和速度传感器(霍尔传感器)组成，形成对车速的闭
5 R. L' n! L* i! f5 d! K$ j1 s) b环控制。根据红外光电管所传送的路径信息，判断车所处的运
3 b1 v* V  A/ \: `% C: H行状况(转弯、直行)，并合理地调整PID的三个主要参数，达
/ |7 q( l3 }; Y到响应迅速并消除静态误差的目的。
(4)其他电路模块：采用LM2940CT--5稳压电路将电源
+ N% B, S7 ^6 U$ r电压转为5V的稳定电压为单片机、舵机、霍尔传感器和光电
管供电。
' S: {+ @5 d8 F- G/ U4电路设计
% c3 B: D# |, |/ _(1)电源模块设计
电源管理模块是系统硬件设计中的一个重要组成单元，
要保证使整个系统供电充足稳定。电源由7．2V的配用电池提
1 A( O6 o( R7 ?# [4 z) I# R! N0 f供，其原理图如图(2)所示。本系统采用7．2V电池供电。为满
) _4 I  V! p$ J) I! s足系统各单元正常工作的需要，用稳压管芯片LM2940CT一5
& L; T+ z& ?) U& j将电源电压稳压到5V。给单片机、舵机、霍尔传感器、光电管、
单片机系统电路、路径识别的光电传感器电路、车速检测的旋
- z4 J- g& {" w转编码器电路和驱动芯片L298N电路供电。

附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

9 i3 Y7 J: h4 ^- e3 E4 A

埋头拉线ing

本智能车采用MC9S12DGl28作为核心控制单元

Leedcl81

来学习了