基于飞思卡尔的Bootloader程序下载更新

基于飞思卡尔的Bootloader程序下载更新

前言

写这篇文档是因为大三暑假时在一家公司实习，做一个基于飞思卡尔的bootloader远程更新项目，刚开始定的技术指标是基于MC9S12XS128单片机的Bootloader程序、远程（基于GSM网络）和CAN总线通信。但因为我只是一个本科实习生而且实习时间只有一个多月，所以只完成了基于SCI的本地写入.S19文件的更新。这大概也就是这篇文档所包含的内容啦。

整个程序是存在瑕疵甚至基本上可以说是不成功的，但是我觉得自己在做这个项目的过程中确实也解决了网上没有提到或者没有答案的一些问题，特写此文档，希望大家各取所需，如果有什么高见或者发现了我明显错误的地方，也非常欢迎大家给我指出。欢迎大家前来指教。

小目录

一、Bootloader的含义---------------------------------------------------------2

二、SCI串口的使用------------------------------------------------------------3

三、Flash的擦除和写入--------------------------------------------------------5

四、.S19文件的写入-----------------------------------------------------------13

五、心得体会-----------------------------------------------------------------14

一、Bootloader的意义与作用

关于Bootloader的意义网上非常之多，这里针对单片机的Bootloader程序进行说明。Bootloader是在单片机上电启动时执行的一小段程序。也称作固件，通过这段程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用应用程序准备好正确的环境。Boot代码由MCU启动时执行的指令组成。这里的loader指向MCU的Flash中写入新的应用程序。因此，Bootloader是依赖于特定的硬件而实现的，因此，在众多嵌入式产品中目前还不可能实现通用Bootloader。

Bootloader的最大优点是：在不需要外部编程器的情况下，对嵌入式产品的应用代码进行更新升级。它使得通过局域网或者Intemet远程更新程序成为可能。例如，如果有5000个基于MCU的电能表应用程序需要更新，电能表制造商的技术人员就可以避免从事对每一个电能表重新编程的巨大工作量，通过使用Bootloader的功能，由控制中心通过电能表抄表系统网络，远程对5 000个电表重新编程。可见，Bootloader功能对于嵌入式系统的广泛应用具有十分重要的意义。

再举一个例子。就拿我自己做这个程序的目的来说，我所在的公司将自己的产品卖到全国各地，如果哪一天公司的底层软件工程师（单片机工程师）想要升级底层软件，就可以借助GSM网络直接通过单片机中的Bootloader程序进行底层软件的自我更新，而不是派出售后人员一台一台的进行更新，节省了大量的人力物力。

注意点：平时我们最常用到的下载程序的方法是通过USB数据线或其他数据线进行程序的烧写，这个方式是通过外界提供给单片机高电压来对flash擦除和写入完成的。而Bootloader不需要外界提供高电压仅靠正常工作电压便可完成对flash的擦除和写入，从而达到更新程序的目的。

二、SCI串口的使用

前面也提到，我做的是通过SCI串口的本地更新。

SCI(Serial Communication Interface，串行通信接口)是最常用、最经典的串行通信接口方式。通信双方除了要按照约定的真个是进行数据通信外，还要约定相同的通信速率，在SCI通信中使用波特率来表示。串行通信的波特率被定义为每秒内传送的位数，单位为b/s或bps，常用的波特率有1200bps，4800bps，9600bps，19200bps，38400bps等。

SCI的使用主要注意两点：波特率的设置和工作方式的选择，我选择的是中断工作方式。

波特率：

设置波特率的主要目的是使单片机和上位机（上位机在这里就指将信息发给单片机的PC端）保持同步。

MC9S12XS128的波特率寄存器是SCIBDH和SCIBDL，总共16位但是只有13位可以写入。SBR[12:0]：波特率常数，取值1~8191.波特率发生器的时钟输出是由MCU内部总线时钟BUSCLK分频而来，SBR[12:0]就是分频系数，而SCI模块需要的工作时钟为波特率的16倍。SCI的波特率计算公式如下：

SCI=f BUS/(16*SBR[12:0])

波特率的计算数结果些许误差可以忽略，以约等于常见通用的串行通信波特率数值。

说了一大堆，到底如何设置不同的波特率呢，通过具体的程序代码来体现一下。

#define SCIBusClock 8000000// MC9S12XS128的总线时钟是8MHz

#define SCI38400bps (unsignedint)((unsignedlong)(SCIBusClock)/(unsignedlong)(614400))

//38400 * 16 38400波特率

#define SCI19200bps (unsigned int)((unsigned long)(SCIBusClock) / (unsignedlong)(307200))

//19200 * 16 19200波特率

#define SCI9600bps (unsigned int)((unsigned long)(SCIBusClock) / (unsigned long)(153600))

// 9600 * 16 9600波特率

#define SCI4800bps (unsigned int)((unsigned long)(SCIBusClock) / (unsigned long)(76800))

// 4800 * 16 4800波特率

#define SCIBaudRate SCI9600bps//大多数情况下用9600波特率

中断工作方式：

选择中断的工作方式，一有数据从SCI串口输出，单片机便立马进行接收处理。

主要对SCI0CR1和SCI0CR2进行操作。

SCI0CR2=0x2C; //0010 1100 RIE=1,TE=1,RE=1

//RIE=1 接收数据寄存器满和重叠中断请求使能//TE=1 发送器使能

//RE=1 接收器使能

具体的数据接收代码为：

//SCIReceiveN:串行接收N个字节数据------------------------------------------*

byte SCIReceiveN(void)

{

while (!SCI0SR1_RDRF);//如果SCI0SR1_RDRF为1则表示数据起存器接收到的数据有效return SCI0DRL;//返回接收到的值，即SCI数据寄存器SCIDRL中的数据

}

温馨提醒：SCI程序到底对不对，有没有正常的工作，还是要通过上位机来观察。这就牵扯到用什么软件来作为单片机和上位机的接口。网上很多资料推荐一款很经典的软件“超级终端”，但是我个人认为这款软件太“经典”啦，太老啦，导致我一直不知道怎么用的。如果大家也遇到了这个问题，那么我向大家推荐“友善串口调试”，完全的免费，而且界面简洁，使用简单，英文名为“Serial Port Utility”。

三、Flash的擦除和写入

关于Flash的擦除和写入，真的是让我最费力的一部分，网上的相关资料很少，好不容易找到了一点相关代码，却发现程序不能正常的运行，而且更令人无解的是程序本身怎么检查都检查不出错误。好啦，一点一点的说说我的辛酸史。

首先，如果你在寻找飞思卡尔的flash擦除写入操作，很遗憾的告诉你，如果你用的不是MC9S12XS系列，那么很有可能，你所需要的flash擦除写入操作和我接下来将要说明的擦除写入操作基本上不沾边（除了原理上），因为飞思卡尔不同系列的单片机对flash的擦除写入操作的定义差别很大，不注意型号的话反而会被误导。

至于擦除和写入的原理是什么，这个不是我们关心的，我也不去赘述，我主要说明一下相关的具体操作。

我们主要是对飞思卡尔Flash中的PFlash即存放程序段的Flash进行操作。如图，

步骤大概分为：

1、设置Flash分频寄存器：

Flash的操作对频率有一定的要求，过低擦除不成功，过高会损毁Flash如图为

MC9S12XS128的FCLKDIV寄存器，所有位都是可读的但是只有7位可写入。至于应该如何设置分频数，有一张表格可以参考：

如表格说明，分频数是根据外部时钟来定的，MC9S12XS128的外部时钟是16MHz，所以我选择了0x10作为分频数。给出一一些具体的代码：

/***********************************************************

** 名称：void PFlash_Init(void)

** 功能：PFlash初始化

** 入口参数：无

** 出口参数：无

** 使用说明：无

************************************************************/

void PFlash_Init(void)

{

while(FSTAT_CCIF==0);//等待正在处理的Flash操作，即CCIF=1时，操作完成

FCLKDIV=0x10;//外部晶振为16MHz，Flash时钟设置为1MHz

FCNFG=0x00; //禁止中断

while(FCLKDIV_FDIVLD==0); //等待时钟设置成功，即FDIVLD为1时设置成功

}

这里补充一下对FCLKDIV_FDIVLD的说明：

说明很简单，一看就看懂。

2、FSTAT状态寄存器

在上面的代码中出现了一行，这就涉及到一个很重要的寄存器，就是Flash操作的状态寄存器，就像是Flash操作步骤中的“红绿灯”一样，告诉程序什么时候可以执行什么操作，什么时候必须要等待一下。如图：

其中我们比较关心的是CCIF位、ACCERR位和FPVIOL位，这三位也都是可读可写的。CCIF：指令完成标志位，当CCIF位为1时，表示上一个Flash操作完成了。注意图中的高亮部分，如果想要使当前操作的指令完成，需要手动将CCIF清零（标志位置位就是令标志位为0，但具体操作是令标志位等于1），才能触发指令，令指令完成，也就是前面流程图中说明的，才能launch指令。

ACCERR和FPVIOL：这两位主要标志是否有错误操作发生，当为1时，说明检测到错误。那检测到作物怎么办呢？解决方法也比较奇葩，将两个标志位清零（清零操作如上）就行，，，，，至于什么原理，我也不太明白。

数据手册如图，强烈建议还是自己读一下原文，很有好处。

再给出一些具体的代码：

CCIF的操作代码：

FSTAT_CCIF=1;//启动执行命令，即launch指令

while(FSTAT_CCIF==0);//等待执行完成

ACCERR和FPVIOL的操作代码：

if(FSTAT_ACCERR) //判断并清除标志位；

FSTAT_ACCERR=1; //将标志位清零

if(FSTAT_FPVIOL) //判断并清除标志位；

FSTAT_FPVIOL=1;//将标志位清零

注意点：说实话，当时我自己写程序的时候，就对标志位清零操作感到非常的疑惑，说好的清零操作呢，为什么是令标志位为等于1？后来才想明白，对于标志位，写0等效于没有操作，写1代表清零。原因主要有两点：

1)标志位为1一般表示有什么事情发生啦，对于标志位什么时候为1，应该是单片机根据

具体的情况作出自己的判断，是根据实际情况来置1的，而不应该是人为的置1。

2)如果某次操作我们只想对状态寄存器中的某一位或某几位进行操作，那么对其余位就必

须没有任何的影响，如果规定写0时等效于无操作。

3、执行具体的指令

将分频和状态寄存器弄好后，就可以开开心心的执行具体的指令啦。指令具体的指令主要涉及到FCCOBIX寄存器和FCCOB寄存器：

FCCOBIX寄存器和FCCOB寄存器必须要配合使用。FCCOBIX进行选择，然后往FCCOB中写入具体的指令、地址和数据。Flash操作命令表如图：

这里我们只关心P-Flash的擦除和写入操作。

P-Flash的擦除操作：如图，；令CCOBIX为000，往FCCOB中写入0x0A和高地址位，对照指令表，0X0A表示擦除操作，高地址位就是Global address模式下地址的高八位。然后令CCOBIX 为001，往FCCOB写入Global address模式下地址的第八位，就可以擦除你想要的擦除的地址片区。

/***********************************************************

** 名称：void PFlash_Erase(word ADDR16)

** 功能：擦除P-FLASH的一个分区

** 入口参数：无

** 出口参数：无

** 使用说明：无

************************************************************/

void PFlash_Erase(word ADDR16)

{

while(FSTAT_CCIF==0);

if(FSTAT_ACCERR) //判断并清除标志位；

FSTAT_ACCERR=1;

if(FSTAT_FPVIOL) //判断并清除标志位；

FSTAT_FPVIOL=1;

FCCOBIX_CCOBIX=0x00;

FCCOB=0x0A7E; //写入擦除命令和高位地址，0A是指令，7E是高地址位FCCOBIX_CCOBIX=0x01;

FCCOB=ADDR16; //写入低16位的地址

FSTAT_CCIF=1; //启动执行命令

while(FSTAT_CCIF==0); //等待执行完成

}

P-Flash的写入操作：写入操作和擦除操作是差不多的，

模式是不是和擦除操作很像。CCOBIX为000和001时的含义和擦除操作是完全一样的。主要讲一下CCOBIX为010~101时的含义。因为MC9S12XS128规定Flash写入时，必须一次性写入8个字节，，，是的就是这么蛋疼。不多说啦，直接来一些具体的代码，就很好理解啦。/***********************************************************

** 名称：void PFlash_Write(uint16 ADDR16)

** 功能：向PFLASH写入数据

** 入口参数：无

** 出口参数：无

** 使用说明：无

************************************************************/

void PFlash_Write(word ADDR16)

{

byte i,j; //i为Buffer的下标，j为string的下标

for (i=0,j=0;i<4;i++,j++)

{

Buffer[i]=0x0000;

Buffer[i]=Buffer[i]|(string[j]<<8);

j++;

Buffer[i]=Buffer[i]|string[j];

}

while(FSTAT_CCIF==0);

if(FSTAT_ACCERR) //判断并清除标志位；

FSTAT_ACCERR=1;

if(FSTAT_FPVIOL) //判断并清除标志位；

FSTAT_FPVIOL=1;

FCCOBIX_CCOBIX=0x00;

FCCOB=0x067E; //写入命令和高位地址(06是对P-Flash进行固化的指令)

FCCOBIX_CCOBIX=0x01; //地址后16位

FCCOB=ADDR16; //写入低16位地址

FCCOBIX_CCOBIX=0x02; //写入第一个数据

FCCOB=Buffer[0];

FCCOBIX_CCOBIX=0x03; //写入第二个数据

FCCOB=Buffer[1];

FCCOBIX_CCOBIX=0x04; //写入第三个数据

FCCOB=Buffer[2];

FCCOBIX_CCOBIX=0x05; //写入第四个数据

FCCOB=Buffer[3];

FSTAT_CCIF=1; //写入执行命令

while(FSTAT_CCIF==0); //等待执行完毕

}

这段程序理解起来应该没有问题吧。

4、最后一步：好啦，看到这里是不是想要自己写一个Flash操作代码尝试一下，然后你单步调制的时候会发现太好啦，终于擦除和写入啦，然后开始全速运行，咦，发现程序跑飞啦，不放弃，接着尝试，然后怎么检查都检查不出错误来，单步运行

就是可以，全速运行就是不可以，反复多次，你会感到抓狂，会感到。

好啦好啦，不瞎扯啦，其实这个问题也困扰了我很久，因为我没有系统的学习过单片机，终于，在TI的论坛上，没错，你没有看错，一个飞思卡尔的问题最终在TI论坛上找到了解

决方法（吐槽一下，飞思卡尔真是奇葩，资料超少，软件也超贵，相关的论坛也超冷淡。相比来说，TI做的就很好，资料很多，软件免费而且好用，论坛也很火）。

其实原因是，Flash不能对本身就行操作，也就是说在Flash中的代码不能对Flash进行操作，必须转移到RAM中才可以。怎么解决这个问题呢，我自己用的是#pragma关键字，再配合上codewarrior的.prm文件，就可以啦，全速运行下没有问题。

#pragma CODE_SEG FLASH_RAM//在.prm文件中将FLASH_RAM定义在RAM区中

// 对flash进行操作的代码

#pragma CODE_SEG DEFAULF

关于#pragma和.prm怎么用，又是另一个主题啦，在这里就不赘述。

除此之外还有一个方法，就是利用RELOCATE_TO，至于RELOCATE_TO怎么用，也是另外一个话题，在这里给出一些资料，要用到的同学可以自己去看看。

关于RELOCATE_TO的关键定义：

In this example, references to functions in CODE_RELOC use addresses from 0x1000 to 0x1FFF area, but the code is programmed from 0x8000 to 0x8FFF.

来自https://www.sodocs.net/doc/5313022459.html,/s/blog_83b3bb460100tesw.html

至此，flash的操作就讲完啦，其他操作也都是换汤不换药。

四、.S19文件的写入

做飞思卡尔Bootloader更新项目的人一定绕不过.S19文件。说起这个文件，真是令人伤心。按照前面的步骤，我已经把相应的.S19文件下载到单片机中啦，但是程序还是不能正常运行。

归其原因，主要是偏移地址的问题，我是实实在在的弄不明白，资料太少啦，而且都是概念，没有具体的例子，实在力不从心啊。

因为我自己没有做出来，所以就只能给大家提供一些我自己认为比较好的资料啦

基于MC9S12XS128的BootLoader设计:

https://www.sodocs.net/doc/5313022459.html,/link?url=MUqssS_xdo31STR_j-wqeu9M4TCB30Q4y56f_Fl2SkXfNJwXnKG K9ixI0PgcQWIByxh4OQfefQ2HGOcuVg2JW5Fcg3KTA4NGlKCCUPG5lfK

这段资料虽然不是专门讲解.S19文件的，但是对理解.S19文件的组成和含义有很大的帮助。

.S19文件让我没能到达最后一步，不过我在这里祝福大家能够披荆斩棘，获得最后的胜利。

五、心得体会

虽然最终还是没有能做出来，但是自己还是有一些心得体会的。

1)一定要看数据手册，而且做哪一个模块的时候就要系统的看哪一个模块，不能头痛

医头脚痛医脚，这样的话如果发生错误，就会深陷其中，无法自拔。

2)对于单片机这方面的知识，可以混着看，即使做的是飞思卡尔的，也可以看看TI

的或者51的，说不定就有什么启发。

3)还有一个看起来很奇怪，但是真的很管用的建议：如果一个问题你已经尝试了所有

你可以想到的方法依然不能解决，那么接下来你需要做的事情，就是出去玩一玩或者直接睡一觉，回来再做的时候很可能一下就找到了问题的所在。这是真的，既是我的心得体会，很多其他老程序员也说过同样的话。

4)大家如果需要数据手册，可以搜一下“MC9S12XS256RMV1.pdf”，其中就包含了

MC9S12XS系列的所有单片机。

最后的最后，我自己水平有限，只不过是一个985高校的本科生，写的东西不能面面俱到，而且肯定会存在错误。请大家谅解。

飞思卡尔单片机LED控制例程详解

我的第一个LED程序 准备工作： 硬件：Freescale MC9S08JM60型单片机一块； 软件：集成开发环境codewarrior IDE； 开发板上有两个LED灯，如下图所示： 实验步骤： 1．首先，确保单片机集成开发环境及USBDM驱动正确安装。其中USBDM的安装步骤如下：?假设之前安装过单片机的集成开发环境6.3版本：CW_MCU_V6_3_SE； ?运行USBDM_4_7_0i_Win，这个程序会在c盘的程序文件夹下增加一个目录C:\Program Files\pgo\USBDM 4.7.0，在这个目录下： 1〉C:\ProgramFiles\pgo\USBDM 4.7.0\FlashImages\JMxx下的文件 USBDM_JMxxCLD_V4.sx是下载器的固件文件； 2〉C:\Program Files\pgo\USBDM 4.7.0\USBDM_Drivers\Drivers下有下载器的usb 驱动 所以在插入usb下载器，电脑提示发现新的usb硬件的时候，选择手动指定驱动 安装位置到以上目录即可。 ?运行USBDM_4_7_0i_Win之后，还会在目录： C:\Program Files\Freescale\CodeWarrior for Microcontrollers V6.3\prog\gdi 下增加一些文件，从修改时间上来看，增加了6个文件，这些文件是为了在codewarrior 集成开发环境下对usb下载器的调试、下载的支持。

2．新建一个工程，工程建立过程如下： ?运行单片机集成开发环境codewarrior IDE ?出现如下界面 ●Create New Project ：创建一个新项目工程 ●Load Example Project ：加载一个示例工程 ●Load Previous Project ：加载以前创建过的工程 ●Run Getting started Tutorial：运行CodeWarrior软件帮助文档 ●Start Using CodeWarrior：立刻使用CodeWarrior ?点击Create New project按钮，以创建一个新的工程，出现选择CPU的界面 如下，请选择HCS08/HCS08JM Family/MC9S08JM60，在右边的Connection窗口

飞思卡尔锁相环

备战飞思卡尔智能车大赛.开始模块总结. 锁相环设置. 公式: PLLCLK=2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1), fbus=PLLCLK/2 void INIT_PLL(void) { CLKSEL &= 0x7f; //选用外部时钟.准备设置锁相环 PLLCTL &= 0x8F; //禁止锁相环 SYNR = 0xc9; //设置SYNR REFDV = 0x81; //设置REFDV PLLCTL |=0x70; //锁相环使能 asm NOP; asm NOP; //两个机器周期缓冲时间 while(!(CRGFLG&0x08)); //等待锁相环锁定 CLKSEL |= 0x80; //设置锁相环为时钟源 } 飞思卡尔XS128的PLL锁相环详细设置说明——关于如何提高总线工作频率PLL锁相环就相当于超频 单片机超频的原因和PC机是个一道理。分频的主要原因是外设需要的工作频率往往远低于CPU/MEMORY 这也和PC机南北桥的原理类似。总线频率设置过程 1、禁止总中断 2、寄存器CLKSEL(时钟选择寄存器)的第七位置0 即CLKSEL_PLLSEL=0。选择时钟源为外部晶振OSCCLK(外接晶振频率) 在PLL(锁相环)程序执行前 内部总线频率为OSCCLK/2 3. PLLCTL_PLLON=1 打开PLL 4.设置SYNR 时钟合成寄存器 、REFDV 时钟分频寄存器 、POSTDIV三个寄存器的参数 5、_asm(nop) _asm(nop);加入两条空指令 使锁相环稳定 6、while(!(CRGFLG_LOCK==1));//时钟校正同步 7、CLKSEL_PLLSEL=1; 下面详细说一下频率的计算一、时钟合成寄存器SYNR寄存器结构 VCOFRQ[1:0]控制压控振动器VCO的增益 默认值为00 VCO的频率与VCOFRQ[1:0]对应表

飞思卡尔单片机寄存器及汇编指令详解

附录I：寄存器地址列表 直接页面寄存器总结

高页面寄存器总结

非易失寄存器总结 注：直接页面寄存器表地址的低字节用粗体显示，直接寻址对其访问时，仅写地址低字节即可。第2列中寄存器名用粗体显示以区别右边的位名。有0的单元格表示未用到的位总是读为0，有破折号的单元格表示未用或者保留，对其读不定。

附录II 指令接与寻址方式 HCS08指令集概括 运算符 () = 括号种表示寄存器或存储器位置的内容 ← = 用……加载(读: “得到”) & = 布尔与 | = 布尔或 ⊕= 布尔异或 ×= 乘 ÷ = 除 : = 串联 + = 加 - = 求反(二进制补码) CPU registers A =>累加器 CCR =>条件代码寄存器 H =>索引寄存器,高8位 X => 索引寄存器,低8位 PC =>程序计数器 PCH =>程序计数器,高8位 PCL =>程序计数器,低8位 SP =>堆栈指针 存储器和寻址 M =>一个存储区位置或者绝对值数据,视寻址模式而定 M:M + 0x0001 => 两个连续存储位置的16位值.高8位位于M的地址,低8位位于更高的连续地址. 条件代码寄存器(CCR)位 V => 二进制补码溢出指示,第7位 H => 半进位,第4位 I => 中断屏蔽,第 3位 N => 求反指示器, 第2位 Z => 置零指示器, 第1位 C => 进/借, 第0位 (进位第 7位 ) CCR工作性符号 – => 位不受影响 0 = > 位强制为0 1 = > 位强制为1

= >根据运算结果设置或清除位 U = > 运算后没有定义 机器编码符号 dd =>一个直接寻址0x0000–0x00FF的低8位(高字节假设为0x00) ee => 16位偏移量的高8位 ff => 16位偏移量的低8位 ii => 立即数的一个字节 jj => 16位立即数值的高位字节 kk => 16位立即数值的低位字节 hh => 16位扩展寻址的高位字节 ll => 16位扩展寻址的低位字节 rr => 相对偏移量 n —任何表达范围在0–7之间的一个有符号数的标号或表达式 opr8i —任何一个表达8位立即值的标号或表达式 opr16 —任何一个表达16位立即值的标号或表达式 opr8a —任何一个表达一个8位值的标号或表达式.指令对待这个8位值为直接页面64K 字节地址空间(0x00xx)中地址的低8位. opr16a —任何一个表达16位值的标号或表达式.指令对待这个值为直接页面64K字节地址空间. oprx8 —任何一个表达8位无符号值的标号或表达式,用于索引寻址. oprx16 —任何一个16位值的标号或表达式.因为HCS08有一个16位地址总线,这可以为一个有符号或者无符号值. rel —任何指引在当前指令目标代码最后一个字节之后–128 to +127个字节之内的标号或表达式.汇编器会计算包括当前指令目标代码在内的8位有符号偏移量. 寻址方式 隐含寻址（Inherent）如CLRA，只有操作码，无操作数，需要操作的数据一般为CPU寄存器，因此不需要再去找操作数了。(INH） 立即寻址 (Immediate)如LDA #$0A，“$”表示16进制，此时操作数位于FLASH空间，与程序一起存放。(IMM） 直接寻址 (Direct)如 LDA $88，只能访问$0000-$00FF的存储器空间，指令短速度快； (DIR) 扩展寻址 (Extended)如果操作数地址超出了$00FF，自动为扩展寻址；（EXT） 相对寻址（Relative）如BRA LOOP，指令中一般给出8位有符号数表示的偏移量。（REL） 变址寻址 (Indexed) 采用[H：X]或SP作为指针的间接寻址方式。（ IX ）（ IX1 ）（ IX2 ） 变址寻址 (Indexed) 1〉无偏移量：CLR ,X 简写（IX） 2〉无偏移量，指令完成后指针加1(H:X = H:X + 0x0001) ，简写（IX+）只用于指令MOV和CBEQ指令中；

飞思卡尔智能车比赛细则

2016

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第十一届竞赛规则导读 参加过往届比赛的队员可以通过下面内容了解第十一届规则主要变化。如果第一次参加比赛，则建议对于本文进行全文阅读。 相对于前几届比赛规则，本届的规则主要变化包括有以下内容： 1.本届比赛新增了比赛组别，详细请参见正文中的图1和第四章的“比赛任务” 中的描述； 2.第十届电磁双车组对应今年的A1组：双车追逐组。其它组别与新组别的对应 关系请参见图2； 3.为了提高车模出界判罚的客观性，规则提出了两种方法：路肩法和感应铁丝 法，详细请见赛道边界判定”； 4.改变了原有的光电计时系统，所有赛题组均采用磁感应方法计时，详细请参 见“计时裁判系统”； 5.取消了第十届的发车灯塔控制的方式； 6.赛道元素进行了简化，详细请参见“赛道元素”； 7.赛道材质仍然为PVC耐磨塑胶地板，但赛题组A2不再需要赛道。 8.对于车模所使用的飞思卡尔公司MCU的种类、数量不再限制。 9.比赛时，每支参赛队伍的赛前准备时间仍然为20分钟，没有现场修车环节。

一、前言 智能车竞赛是从2006开始，由教育部高等教育司委托高等学校自动化类教学指导委员会举办的旨在加强学生实践、创新能力和培养团队精神的一项创意性科技竞赛。至今已经成功举办了十届。在继承和总结前十届比赛实践的基础上，竞赛组委会努力拓展新的竞赛内涵，设计新的竞赛内容，创造新的比赛模式，使得围绕该比赛所产生的竞赛生态环境得到进一步的发展。 为了实现竞赛的“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”的指导思想，竞赛内容设置需要能够面向大学本科阶段的学生和教学内容，同时又能够兼顾当今时代科技发展的新趋势。 第十一届比赛的题目在沿用原来根据车模识别赛道传感器种类进行划分的基础类组别之上，同时增加了以竞赛内容进行划分的提高类组别，并按照“分赛区普及，全国总决赛提高”的方式，将其中一个类别拓展出创意类组别。第十一届比赛的题目各组别分别如下： ●基础类包括B1光电组、B2摄像头组、B3电磁直立组、B4电轨组； ●提高类包括A1双车追逐组、A2信标越野组； ●创意类包括I1 电轨节能组。 图 1 不同组别，不同挑战度 每个组别在选用的车模、赛道识别方法、完成任务等方面存在差别，对于参赛选手不同学科知识和能力要求也不同，制作的挑战度也有较大的区别。相比较而言，

飞思卡尔单片机编程

关于Codewarrior 中的 .prm 文件 网上广泛流传的一篇文章讲述的是8位飞思卡尔单片机的内存映射，这几天，研究了一下Codewarrior 5.0 prm文件，基于16位单片机MC9S12XS128，一点心得，和大家分享。有什么错误请指正。 正文： 关于Codewarrior 中的.prm 文件 要讨论单片机的地址映射，就必须要接触.prm文件，本篇的讨论基于Codewarrior 5.0 编译器，单片机采用MC9S12XS128。 通过项目模板建立的新项目中都有一个名字为“project.prm”的文件，位于Project Settings->Linker Files文件夹下。一个标准的基于XS128的.prm文件起始内容如下： .prm文件范例： NAMES END SEGMENTS RAM = READ_WRITE DATA_NEAR 0x2000 TO 0x3FFF;

READ_ONLY DATA_NEAR IBCC_NEAR 0x4000 TO 0x7FFF; ROM_C000 = READ_ONLY DATA_NEAR IBCC_NEAR 0xC000 TO 0xFEFF; //OSVECTORS = READ_ONLY 0xFF10 TO 0xFFFF; EEPROM_00 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x000800 TO 0x000BFF; EEPROM_01 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x010800 TO 0x010BFF; EEPROM_02 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x020800 TO 0x020BFF; EEPROM_03 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x030800 TO 0x030BFF; EEPROM_04 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x040800 TO 0x040BFF; EEPROM_05 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x050800 TO 0x050BFF; EEPROM_06 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x060800 TO 0x060BFF; EEPROM_07 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x070800 TO 0x070BFF; PAGE_F8 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xF88000 TO 0xF8BFFF;

飞思卡尔智能车竞赛新手入门建议

每年都会有很多新人怀着满腔热情来做智能车，但其中的很多人很快就被耗光了热情和耐心而放弃。很多新人都不知道如何入手，总有些有劲无处使的感觉，觉得自己什么都不会，却又不知道该干什么。新人中存在的主要问题我总结了以下几点： l缺乏自信，有畏难情绪 作为新人，一切都是新的。没有设计过电路，没有接触过单片机，几乎什么都不会。有些新人听了两次课，看了两篇技术报告，就发现无数不懂不会的东西，于是热情在消退，信心在减弱。这些都是放弃的前兆。殊不知，高手都是从新人过来的，没有谁天生什么都会做。一件事件，如果还没开始做，就自己否定自己，认为自己做不到，那么肯定是做不到的。 l习惯了被动接收知识，丧失了主动学习的能力。 现在的学生大多从小习惯了被灌输知识，只学老师教的，只学老师考的。殊不知一旦走向社会，将不再有老师来教，不再有应付不完的考试。做智能车和传统的教学不同，学生将从被动学习的地位转变为主动学习。就算有指导老师，有指导的学长，但也都处于被动地位，往往都不会主动来教。有的学生一开始就没有转变思想，还希望就像实验课一样，老师安排好步骤1，2，3……，然后自己按照老师安排好的步骤按部就班的完成。这样的学生，往往都丧失了提出问题和分析问题的能力，只是一个应付考试的机器。要知道，解决问题的第一步是提出问题，如果总等着别人来教，那么问题永远会挡在你面前。 l缺乏团队精神和合作意识 智能车比赛是以团队的形式参赛，只依靠个人能力单兵作战就能取得好成绩的是很少很少的。当今社会，任何人的成功都离不开身后的团队的支撑。智能车是一个很复杂的系统，电路、机械、传感器、单片机、底层驱动、控制算法……。如果所有的任务都是一个人去完成，固然锻炼了自己，但想做的很好却很不现实。很多新人，来到实验室，来到一个陌生的环境和团队，连向学长请教，和同学交流的勇气都没有，又如何融入团队呢。除了要主动融入团队，还要培养自己的团队意识。团队精神往往表现为一种责任感，如果团队遇到问题，每个人都只顾自己，出了错误，不想着解决问题，而是互相推诿埋怨。这样的团队，肯定是无法取得好成绩的。 l缺乏耐心和细心的精神 其实把一件事做好很简单，细心加上耐心。不细心就想不到，没有耐心，即使想到了也做不到。做事怕麻烦，将就，说白了就是惰性在作祟。明明可以把支架做的更轻更漂亮，明明可以把程序写的更简洁，明明可以把电路设计得更完善……。其实，每个人都有很大潜力，如果不逼自己一次，你永远不知道自己的潜力有多

飞思卡尔单片机知识点

1、单片机组成：1> CPU 2> 存储器3>I/O ; 2、存储器包括2大类：ROM , RAM 3、标准ASCII码使用（1）个字节表示字符； 4、BCD码是用(）进制表示的（）的数据； 5、HCS08QG8的最小系统包括（电源电路，复位电路，下载口，（内部时钟））； 6、QG8管脚数量（16）、只能输入的是（PTA5）、只能输出的是（PTA4）、程序下载的是、接外部时钟的是； 7、QG8的管脚可以作为数字输入输出、也可以作为模拟输入，可以作为模拟输入的有（）； 8、QG8管脚复用优先级最低的功能是（I/O）； 9、QG8存储器配置中，不同资源的分界线……； 10、CPU寄存器有（A, HX, PC, CCR, SP）； 11、可以执行位操作的地址范围（0X0000~0X005F）； 12、有地址的寄存器分成了（3）块(0页，高页，非易失)； 13、如何在C语言中定义常数（数据类型变量名；），如何指定变量的地址（数据类型变量名@ 地址；）； 14、堆栈的管理者是寄存器（SP）； 15、SP的复位缺省值是（0X00FF）； 16、堆栈对数据的操作特点是（向上生长型：先压后涨、先减后弹）； 17、堆栈一般在RAM的高地址区域还是低地址区域？高地址区 18、内部时钟源包括哪4大部分？ 19、外部时钟分哪2大类；振荡器，整形外部时钟 20、内部时钟中FLL固定倍频（512倍频）； 21、ICS的7种工作模式（FEI, FEE, FBI, FBILP, FBE, FBELP, stop）； 22、ICS的内部参考时钟是可以校准、微调的，调整的寄存器名（ICSTRM）；该寄存器的数值越大，输出时钟频率越（低）； 23、FLASH是按页管理的，页大小（512）字节，每页分（8）行； 24、高页寄存器位于FLASH的最后一页的（第六行/0xFFB0~0xFFBF）位置； 25、FLASH的最后一页最后一行是（中断向量）； 26、FLASH块保护寄存器（FPROT）；块加密寄存器（FOPT）；对应的非易失寄存器分别是（NVOPT, NVPROT）； 27、FLASH操作的一般过程是（）； 28、FLASH操作的有效命令有（空检查，字节编程，突发模式编程，页擦除，全部ROM 擦除）； 29、记录程序运行状态的CPU寄存器是（CCR）； 30、指令系统包括6大类指令，分别是（算术运算指令、数据传送指令、数据和位操作、逻辑运算、程序控制、堆栈处理）； 31、寻址方式是指（CPU访问操作数和数据的方法）； 32、寻址方式包括7大类16种，分别是： INH IMM DTR EXT IX,IX1,IX2,SP1,SP2,IX+,IX1+ REL IMD, DD,IX+D,DIX+ 33、8指令模板和6指令模板分别是（）； 34、QG8是高电平复位还是低电平复位？低电平 35、QG8数据存储器RAM的大小为（512）字节； 36、上电复位期间将管脚（A4）设置为（低）电平可以进入调试模式 37、QG8的存储器结构为冯·诺伊曼还是哈佛结构？冯诺依曼

飞思卡尔杯智能车竞赛报告总结

1.1. 系统分析 智能车竞赛要求设计一辆以组委会提供车模为主体的可以自主寻线的模型车，最后成绩取决于单圈最快时间。因此智能车主要由三大系统组成：检测系统，控制系统，执行系统。其中检测系统用于检测道路信息及小车的运行状况。控制系统采用大赛组委会提供的16位单片机MC9S12XS128作为主控芯片，根据检测系统反馈的信息新局决定各控制量——速度与转角,执行系统根据单片机的命令控制舵机的转角和直流电机的转速。整体的流程如图1.1，检测系统采集路径信息，经过控制决策系统分析和判断，由执行系统控制直流电机给出合适的转速，同时控制舵机给出合适的转角，从而控制智能车稳定、快速地行驶。 图2.1 1.2. 系统设计 参赛小车将电感采集到的电压信号,经滤波,整流后输入到XS128单片机，用光电编码器获得实时车速，反馈到单片机，实现完全闭环控制。速度电机采用模糊控制，舵机采用PD控制，具体的参数由多次调试中获得。考滤到小车设计的综合性很强，涵盖了控制、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科领域，因此我们采用了模块化设计方法，小车的系统框图如图2.2。

第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告 图2.2 1.3. 整车外观 图2.3

1.4. 赛车的基本参数 智能车竞赛所使用的车模是东莞市博思公司生产的G768型车模，由大赛组委会统一提供，是一款带有摩擦式差速器后轮驱动的电动模型车。车模外观如图3.1。车模基本参数如表3.1。 图3.1 表3.1车模基本参数 1.5. 赛车前轮定位参数的选定

第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告 现代汽车在正常行驶过程中，为了使汽车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动回正，减少轮胎和转向系零件的磨损等，在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的相对安装位置，叫车轮定位，其主要的参数有：主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。模型车的前轮定位参数都允许作适当调整，故此我们将自身专业课所学的理论知识与实际调车中的赛车状况相结合，最终得出赛车匹配后的前轮参数[6]。 1.5.1. 主销后倾角 主销后倾角是指在纵向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角γ，如图3-2。模型车的主销后倾角可以设置为0、 2°?3°、 4°?6°，可以通过改变上横臂轴上的黄色垫片来调整，一共有四个垫片，前二后二时为0°，前一后三为2°?3°，四个全装后面时为4°?6°。 由于主销后倾角过大时会引起转向沉重，又因为比赛所用舵机特性偏软，所以不宜采用大的主销后倾角，以接近0°为好，即垫片宜安装采用前二后二的方式，以便增加其转向的灵活性。如图3.3。 图3.2 图3.3 1.5. 2. 主销内倾角 主销内倾角是指在横向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角β，如图3.4,它的作用也是使前轮自动回正。对于模型车，通过调整前桥的螺杆的长度可以改变主销内倾角的大小，由于前轴与主销近似垂直的关系，故主销内倾角

基于飞思卡尔单片机的智能汽车设计毕业设计(论文)

基于飞思卡尔单片机的智能汽车设计 摘要 本智能车系统设计以 MC9S12DG128B 微控制器为核心，通过一个CMOS 摄像头检测模型车的运动位置和运动方向，使用LM1881视频分离芯片对图像进行处理，用光电传感器检测模型车的速度并使用PID 控制算法调节驱动电机的转速和舵机的方向，完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。为了提高智能车的行驶速度和可靠性，采用了自制的电路板，在性能和重量上有了更大的优势，对比了各种方案的优缺点。实验结果表明，系统设计方案可行 关键词：MC9S12DG128，CMOS 摄像头，PID

The Research of Small and Medium-sized Electric Machines in Fuan City Author：Yao fang Tutor：Ma shuhua Abstract Fujian Fuan City industry of electric motor and electrical equipment is the one of the most representative phenomenon of industry cluster in Fujian Province mechanical industry. Its output value of small and medium-sized electric machines accounts for 20% of the whole province’s electrical equipment indu stry. The output amount of small and medium-sized electric machines from this region takes up 1/3 of that of the whole nation. Fuan electric motor and electrical equipment industry plays a significant role in the development of local national economy, being considered to be the main growth point of local economy and called "the Chinese electric motor and electrical equipment city ". This paper launched a research on small and medium- sized electric machines in Fuan city from two angles. The first one inferred the situation of Fuan electric machine industrial cluster as well as the analysis of the temporary existed problems, and then propose a few of suggestions on the part of local government. The second part focus on the improvement of the competitiveness of Fuan electric machine enterprises, through the application of Michael Porter's Five Forces Model into the local industry of electric machine, consequently carried out some strategies local enterprises should take. Key Words: small and medium-sized electric machines, Five Forces Model, industrial cluster

飞思卡尔第一张

3.1 实验一 I/O口输入输出实验 4.实验原理 如图3-1所示，将PTB6设置为输出端口后，若向PTB6写高电平时，LED灯不亮，若写低电平，则LED亮。PTA2设置为输入端口后，在按键SW未按下时，读PTA2始终为高电平，只有在按键SW按下时，读PTA2时才得到低电平。 图3-1 LED灯与按键控制电路原理图 5.实验内容 ⑴结合开发板电路图，用跳线夹连接对应LED引脚。即LED1、LED2分别与PTB6、PTB7相连接。将PTB 口定义为输出接口。对端口写0即可点亮LED灯。单步运行观察实验现象。 ⑵结合开发板电路图，用跳线夹再将开发板上的按键SW1、SW2连到PTA2。将PTA口定义为输入口，将PTB口定义为输出口。按下SW1时点亮LED1、LED2。按下SW2时熄灭LED1、LED2。 6.参考程序 ⑴直接点亮LED灯，其参考程序如下。 C语言程序： #include #include "derivative.h" /* 头文件 */ void main(void) { PTBDD=0xff; /*定义PTB口为输出口 */ PTBD=0xff; /*输出高电平，LED灯灭*/ PTBD=0x00; /*PTB口输出低电平，即PTB6、PTB7输出低电平 */

for(;;) { __RESET_WATCHDOG(); /* 清看门狗 */ } /* 死循环 */ } 汇编程序（加粗部分为所需添加的程序代码）： ;******************************************************************* ;* This stationery serves as the framework for a user application. * ;* For a more comprehensive program that demonstrates the more * ;* advanced functionality of this processor, please see the * ;* demonstration applications, located in the examples * ;* subdirectory of the "Freescale CodeWarrior for HC08" program * ;* directory. * ;******************************************************************* ; Include derivative-specific definitions INCLUDE 'derivative.inc' ; ; export symbols ; XDEF _Startup ABSENTRY _Startup ; ; variable/data section ; ORG RAMStart ; Insert your data definition here ExampleVar: DS.B 1 ; ; code section ; ORG ROMStart _Startup: LDHX #RAMEnd+1 ; initialize the stack pointer TXS CLI ; enable interrupts mainLoop: ; Insert your code here MOV #$FF,PTBDD; 端口方向寄存器初始化为输出 MOV #$FF,PTBD; 输出高点平，LED灯灭 MOV #$00,PTBD; 输出低电平，LED灯亮 NOP

飞思卡尔项目书

飞思卡尔智能车比赛项目 参赛时间：2011.7.16 — 2011.7.20 赛前准备时间：2010.7 ---2011.7 飞思卡尔智能车比赛简介： 为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。 该竞赛由竞赛秘书处设计、规范标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。该竞赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、公平、公正的原则，力求向健康、普及、持续的方向发展。 该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，得到了教育部相关领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区近300所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。2008年起被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中科技人文竞赛之一（教高函[2007]30号文）。 全国大学生智能汽车竞赛原则上由全国有自动化专业的高等学校（包括港、澳地区的高校）参赛。竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛，各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。每届比赛根据参赛队伍和队员情况，分别设立光电组、摄像头组、电磁组、创意组等多个赛题组别。每个学校可以根据竞赛规则选报不同组别的参赛队伍。全国大学生智能汽车竞赛组织运行模式贯彻“政府倡导、专家主办、学生主体、社会参与”的16字方针，充分调动各方面参与的积极性。 全国大学生智能汽车竞赛一般在每年的10月份公布次年竞赛的题目和组织方式，并开始接受报名，次年的3月份进行相关技术培训，7月份进行分赛区竞赛，8月份进行全国总决赛。 飞思卡尔智能车比赛技术要求：

飞思卡尔智能车比赛个人经验总结

先静下心来看几篇技术报告，可以是几个人一起看，边看边讨论，大致了解智能车制作的过程及所要完成的任务。 看完报告之后，对智能车也有了大概的了解，其实总结起来，要完成的任务也很简单，即输入模块——控制——输出。 （1）输入模块：各种传感器（光电，电磁，摄像头），原理不同，但功能都一样，都是用来采集赛道的信息。这里面就包含各种传感器的原理，选用，传感器电路的连接，还有传感器的安装、传感器的抗干扰等等需要大家去解决的问题。 （2）控制模块：传感器得到了我们想要的信息，进行相应的AD转换后，就把它输入到单片机中，单片机负责对信息的处理，如除噪，筛选合适的点等等，然后对不同的赛道信息做出相应的控制，这也是智能车制作过程中最为艰难的过程，要想出一个可行而又高效的算法，确实不是一件容易的事。这里面就涉及到单片机的知识、C语言知识和一定的控制算法，有时为了更直观地动态控制，还得加入串口发送和接收程序等等。 （3）输出模块：好的算法，只有通过实验证明才能算是真正的好算法。经过分析控制，单片机做出了相应的判断，就得把控制信号输出给电机（控制速度）和舵机（控制方向），所以就得对电机和舵机模块进行学习和掌握，还有实现精确有效地控制，又得加入闭环控制，PID算法。 明确了任务后，也有了较为清晰的控制思路，接下来就着手弄懂每一个模块。虽然看似简单，但实现起来非常得不容易，这里面要求掌握电路的知识，基本的机械硬件结构知识和单片机、编程等计算机知识。最最困难的是，在做的过程中会遇到很多想得到以及想不到的事情发生，一定得细心地发现问题，并想办法解决这些问题。 兴趣是首要的，除此之外，一定要花充足的时间和精力在上面，毕竟，有付出就会有收获，最后要明确分工和规划好进度。

飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述

飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述 一、竞赛简介 起源： “飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国，是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。 全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上，使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。因而该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛。 该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，自2006年首届举办以来，成功举办了五届，得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区200余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。2008年第三届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中9个科技人文竞赛之一（教高函[2007]30号文，附件2），2009年第四届被邀申请列入国家教学质量与教学改革工程资助项目。 分赛区、决赛区比赛规则 在分赛区、决赛区进行现场比赛规则相同，都分为初赛与决赛两个阶段。在计算比赛成绩时，分赛区只是通过比赛单圈最短时间进行评比。决赛区比赛时，还需结合技术报告分数综合评定。 1．初赛与决赛规则 1）初赛规则 比赛场中有两个相同的赛道。 参赛队通过抽签平均分为两组，并以抽签形式决定组内比赛次序。比赛分为两轮，两组同时在两个赛道上进行比赛，一轮比赛完毕后，两组交换场地，再进行第二轮比赛。在每轮比赛中，每辆赛车在赛道上连续跑两圈，以计时起始线为计时点，以用时短的一圈计单轮成绩；每辆赛车以在两个单轮成绩中的较好成绩为赛车成绩；计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。 从两组比赛队中，选取成绩最好的25支队晋级决赛。技术评判组将对全部晋级的赛车进行现场技术检查，如有违反器材限制规定的（指本规则之第一条）当时取消决赛资格，由后备首名晋级代替；由裁判组申报组委会执委会批准公布决赛名单。 初赛结束后，车模放置在规定区域，由组委会暂时保管。

飞思卡尔智能车程序

Main.c #include /* common defines and macros */ #include /* derivative information */ #pragma LINK_INFO DERIVATIVE "mc9s12db128b" #include "define.h" #include "init.h" // variable used in video process volatile unsigned char image_data[ROW_MAX][LINE_MAX] ; // data array of picture unsigned char black_x[ROW_MAX] ; // 0ne-dimensional array unsigned char row ; // x-position of the array unsigned char line ; // y-position of the array unsigned int row_count ; // row counter unsigned char line_sample ; // used to counter in AD unsigned char row_image ; unsigned char line_temp ; // temperary variable used in data transfer unsigned char sample_data[LINE_MAX] ; // used to save one-dimension array got in interruption // variables below are used in speed measure Unsigned char pulse[5] ; // used to save data in PA process Unsigned char counter; // temporary counter in Speed detect Unsigned char cur_speed; // current speed short stand; short data; unsigned char curve ; // valve used to decide straight or turn short Bounds(short data); short FuzzyLogic(short stand); /*----------------------------------------------------------------------------*\ receive_sci \*----------------------------------------------------------------------------*/ unsigned char receive_sci(void) // receive data through sci { unsigned char sci_data; while(SCI0SR1_RDRF!=1); sci_data=SCI0DRL; return sci_data; } /*----------------------------------------------------------------------------*\ transmit_sci \*----------------------------------------------------------------------------*/ void transmit_sci(unsigned char transmit_data) // send data through sci { while(SCI0SR1_TC!=1); while(SCI0SR1_TDRE!=1);

飞思卡尔智能车设计报告

飞思卡尔智能车设计报告

目录 1.摘要 (3) 2.关键字 (3) 3.系统整体功能模块 (3) 4.电源模块设计 (4) 5.驱动电路设计 (4) 6.干簧管设计 (5) 7.传感器模块设计 (6) 8.传感器布局 (6) 9.软件设计 (7) 9.1控制算法 (7) 9.2软件系统实现（流程图） (10) 10.总结 (11) 11.参考文献 (12)

1.摘要 “飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的一项以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。该竞赛以汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的科技创意性比赛。 本文介绍了飞思卡尔电磁组智能车系统。本智能车系统是以飞思卡尔32 位单片机K60为核心，用电感检测赛道导线激发的电磁信号， AD 采样获得当前传感器在赛道上的位置信息，通过控制舵机来改变车的转向，用增量式PID进行电机控制，用编码器来检测小车的速度，共同完成智能车的控制。 2.关键字 电磁、k60、AD、PID、电机、舵机 3.系统整体功能模块 系统整体功能结构图

4.电源模块设计 电源是一个系统正常工作的基础，电源模块为系统其他各个模块提供所需要的能源保证，因此电源模块的设计至关重要。模型车系统中接受供电的部分包括：传感器模块、单片机模块、电机驱动模块、伺服电机模块等。设计中，除了需要考虑电压范围和电流容量等基本参数外，还要在电源转换效率、噪声、干扰和电路简单等方面进行优化。可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。 全部硬件电路的电源由7.2V，2A/h的可充电镍镉电池提供。由于电路中的不同电路模块所需要的工作电流容量各不相同，因此电源模块应该包含多个稳压电路，将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。 电源模块由若干相互独立的稳压电源电路组成。在本系统中，除了电机驱动模块的电源是直接取自电池外，其余各模块的工作电压都需要经电源管理芯片来实现。 由于智能车使用7.2V镍镉电池供电，在小车行进过程中电池电压会有所下降，故使用低压差电源管理芯片LM2940。LM2940是一款低压稳压芯片，能提供5V的固定电压输出。LM2940低压差稳压芯片克服了早期稳压芯片的缺点。与其它的稳压芯片一样，LM2940需要外接一个输出电容来保持输出的稳定性。出于稳定性考虑，需要在稳压输出端和地之间接一个47uF低等效电阻的电容器。 舵机的工作电压是6伏，采用的是LM7806。 K60单片机和5110液晶显示器需要3.3伏供电，采用的是LM1117。 5.驱动电路设计 驱动电路采用英飞凌的BTS7960，通态电阻只有16mΩ，驱动电流可达43A，具有过压、过流、过温保护功能，输入PWM频率可达到25KHz，电源电压5.5V--27.5V。BTS7960是半桥驱动，实际使用中要求电机可以正反转，故使用两片接成全桥驱动。如图下图所示。