搜档网
当前位置:搜档网 › AD转换基准电压总结(飞思卡尔电磁组)

AD转换基准电压总结(飞思卡尔电磁组)

AD转换基准电压总结(飞思卡尔电磁组)
AD转换基准电压总结(飞思卡尔电磁组)

基准电压总结

通常AD/DA芯片都有两个电压输入端,一个是Vcc,一个是Vref,上图所示的芯片是DAC0832,Vcc是芯片的工作电压,Vref是DA转换的基准电压,AD/DA芯片对Vcc 的要求不是很高,但对基准电压Vref的要求就比较高。

S12的VRH引脚就是AD转换的基准电压输入端,在最小系统板上通过0Ω电阻和Vcc连在了一起。

一、什么叫基准电压

我们知道,AD/DA转换时需要一个电压参考值,而且要求这个参考值要稳定,这个稳定的电压参考值就叫做基准电压。比如AD(8位)转换时,假设参考电压时5V,输入量是2V,则转换后得到的数字量就是(2/5)*255=102。

二、智能车制作过程中遇到的问题

最开始我们组是利用LM2940稳压芯片输出的5V电压作为S12芯片内部AD转换的电压参考值,但采集回来的电磁信号AD值时常出现跳变,为什么?经过排除其他原因后,我们发现原因就在于基准电压不稳定,夸张地举个例子(8位AD),假设参考电压是5V,采集到的电磁模拟信号是2V,那么得到的数字量是102,但是由于某种原因参考电压突然变为4V,那么得到的数字量就突变为127,转换不准确,使得S12单片机产生误动作,要是时常发生这类突变,后果可想而知,车子根本跑不了!!!

三、LM2940与MC1403芯片

通过上面举的例子,我想说的是,LM2940输出的5V电压并非稳定,因为LM2940属于功率型稳压芯片,就是说其输出的电压会受流过LM2940的电流的影响,电流短时间发生较大变化时,其输出电

压也会相应发生变化(1V以内,典型值是0.5V),由于挂在LM2940上的负载较多,电流值变化较大,也就是说输出电压也会变化,而AD转换需要的却是一个稳定的参考电压,显然LM2940无法满足这个条件,因此AD值跳变是肯定的;

那么用哪个芯片作为基准电压更为恰当呢,答案肯定是有很多的,我们后来采用的芯片是MC1403,其输出电压很稳定,输出电压值为2.5V,关键在于即使输入电压变化较大,MC1403的输出误差也在1%以内,显然这可以满足我们AD转换所需基准电压的要求。下图是MC1403芯片的一个简介。

但是,2.5V作为基准电压显然是太低啦,因此我们需要对其进行升压,利用运算放大器的放大功能,采用的运算放大器是LMV358,电路图如下:

图中VRH为S12芯片的AD转换参考电压输入引脚,在最小系统板上通过0欧姆电阻与S12芯片的电源输入端VCC相连,把0欧姆电阻去掉就可以使用LMV358输出的精准电压啦。那么升压后的电压多少才合适呢?升为5V?

肯定是不能升为5V的,升到5V的话就跟使用LM2940作为基准电压的效果是一样的,我们知道,运算放大器工作分为线性放大区和饱和区,工作在线性放大区时,VRH=(1+R11/R10)*2.5,输出电压与LMV358工作电压VCC无关,工作在饱和区时,VRH=VCC=DC5V,此时LMV358也就失去了线性放大的作用,VRH 还是会跟随LM2940输出电压变化,所以我们把VRH定为4V (LM2940的输出电压不会低于4V),也可以定为4V以下,这样LMV358就工作在线性放大区,AD转换的基准电压VRH就精准啦,也就消除了AD值跳变。

电磁组:李旺旺

飞思卡尔单片机问题总结

飞思卡尔单片机问题总结 常见问题回答精华列表 为了方便网友查询相关问题,特将常见问题精华帖整理归类 本帖不断更新,欢迎网友们给出建议 另外,在提问时,请在标题中选用具体问题的字眼避免使用请问某某、请教、紧急求助等作为标题。对于具体器件,可以直接把器件类型写上,比如HC08QY4等;对于具体技术,比如CAN/LIN/ZigBee等也直接写明,便于版主分类回答,也便于其他网友查询。 一、flash/EEPROM的操作 Tips: a、HC08系列MCU中,很多Monitor ROM中固化了对flash操作的函数,用户只需调用即可,参考AN2874等应用笔记 b、HCS08系列和HCS12系列MCU对flash的操作十分类似,可以参考 AN2140 1、FLASH操作函数 (HCS08系列)

https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=111907&ID= 111907 2、如何将flash中的程序copy至ram中 https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=104074&ID= 104074 3、S12内部寄存器的映射 https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=103261&ID= 103261 4、S12EEPROM的使用、 INITRG,INITRM,INITEE寄存器的说明https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=102260&ID= 102260 5.INITRM寄存器的使用 https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=103214&ID= 103214 二、编程技巧

飞思卡尔智能车经验

RT,留下一点不算成功的经验吧。 先说说个人认为要取得好成绩的两个最重要的先决条件。 1. 人,这个是大前提,对于一个好的队伍,判别标准其实很简单,就是队员3个人是玩伴关系还是领导和下属关系。前者,大家都是来玩这个智能车的,自然主观能动性就会很高,能自主学习。不会总是“等着所谓队长分配任务”。这样效率就会很高。成绩自然不会低,后者,如果“队长”个人能力很强的话,就会出现到最后只有“队长”一个人在干。其他的队员就会因为自己技术不行,渐渐退出。而不会因为自己不会而去主动的学习。如果“队长”能力一般,再没有一些强力指导老师的情况下,这样的队伍一般会悲剧掉。所以,新人在参加这个智能车比赛的时就要明确动机。参加智能车确实是来学习知识的,但不会有人真正的来教你。一切都靠自己。 2.跑道,这个是客观条件中最重要的,一条污浊、破损、不符合规则的跑道,是不可能出成绩的。我们学校的赛道就是因为当初制作和后期保养不到位,导致赛道诸多永久性污浊、破损。一开始车刚能爬的时候,问题还不明显,后来在测试让车能平滑过S弯时问题就来了,由于赛道污浊,远处的跑道在CCD看了是错误,导致S弯和普通弯看起来一样,致使S弯策略根本没有启用,当时一直到修改S弯策略,到后来调出图像来看才发现是采集的问题。至于赛道污浊破损带来的干扰要不要处理,答案是肯定的,因为就算是比赛用的跑道也会有擦不掉,补不了的地方。但处理这些问题,应该是放在车辆原先行驶策略都调试正确的情况下,再人为的加入这些干扰。这样修改程序起来就有的放矢。 下面再以个人的观点介绍一下3个组别的特点,给新人选择做一个参考。 摄像头:有点像开卷考试,能得到的东西很多,但是如何把这些东西用好就是一个学问。摄像头的关键就是如何从采集回来的图像所包含的诸多信息中,选出一些高效方便的信息来控制车辆。至于控制策略,个人觉得一个能根据不同赛道类型而变化比例系数的比例控制器就能很好的满足控制需要。 光电组:想象起来很容易,其实很累的一个组,原理最简单,但是为了能有30CM以上的前瞻,和比较连续的偏差变化,就要下大功夫,先不说别的,让你装15个激光管,而且要保证不焊烧并要把光点打在一条线上,就是很繁琐的事情。总得来说,光电组拼的就是电路和传感器结构。不过对于看客来说,光电组是最好“看”的组,一排壮观的激光加上摆头的机械~ 电磁组:听起来有点复杂,其实比前两个组都轻松的组,电磁组又可分为数字和模拟两个类别。数字传感器就是和光电一样弄一排的传感器,看看哪个传感器接收到的信号最强以判断中线位置。模拟的就是比较两个传感器之间信号强度的差值来判断。电磁组好处就是不容易受到干扰,比赛上也见的,电磁车跑完的成功率是很高的,而且很容易判别起跑线。基本不用懂脑筋。而且如果选用是模拟传感器的话,能得到比较平滑的控制。 先说这些,想到再继续 关于摇头激光车的一点个人理解:为什么光电的车,要多花一个舵机去让传感器摇头呢?因为。为了能获得赛道上一个比较宽范围的信息,就必须把传感器做的很长。这样的后果 就是重量。折中的办法就是摇头,通过摇头,可以使一个小尺寸的传感器检测到大范围 DEMOK工作室淘宝小店

飞思卡尔单片机各种问题汇结

飞思卡尔问题汇结 一、flash/EEPROM的操作 Tips: a、HC08系列MCU中,很多Monitor ROM中固化了对flash操作的函数,用户只需调用即可,参考AN2874等应用笔记 b、HCS08系列和HCS12系列MCU对flash的操作十分类似,可以参考 AN2140 1、FLASH操作函数 (HCS08系列) https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=111907&ID= 111907 2、如何将flash中的程序copy至ram中 https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=104074&ID= 104074 3、S12内部寄存器的映射

https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=103261&ID= 103261 4、S12EEPROM的使用、 INITRG,INITRM,INITEE寄存器的说明https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=102260&ID= 102260 5.INITRM寄存器的使用 https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=103214&ID= 103214 二、编程技巧 Tips: a、一般Codewarrior用引导生成工程的话,器件的头文件中都定义好了各个位,C语言编程只需找到对应的位进行操作即可 b、用户自定义变量进行位操作,可以参考Codewarrior的格式 1、CW位操作定义结构 https://www.sodocs.net/doc/614757555.html,/dispbbs.asp?boardID=3&RootID=87784&ID=8 7784

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;

基于嵌入式STM32的飞思卡尔智能车设计



飞思卡尔智能车大赛是面向全国大学生举办的应用型比赛, 旨在培养创新精 神、协作精神,提高工程实践能力的科技活动。大赛主要是要求小车自主循迹并 在最短时间内走完整个赛道。针对小车所安装传感器的不同,大赛分为光电组、 电磁组和摄像头组。 本文介绍了本院自动化系第一届大学生智能汽车竟赛的智能车系统。 包括总 体方案设计、机械结构设计、硬件电路设计、软件设计以及系统的调试与分析。 机械结构设计部分主要介绍了对车模的改进,以及舵机随动系统的机械结构。硬 件电路设计部分主要介绍了智能车系统的硬件电路设计, 包括原理图和 PCB 设计 智能车系统的软、 硬件结构及其开发流程。该智能车车模采用学校统一提供的飞 思卡尔车模,系统以 STM32F103C8T6 作为整个系统信息处理和控制命令的核心, 使用激光传感器检测道路信息使小车实现自主循迹的功能
关键字:飞思卡尔智能车STM32F103C8T6
激光传感器
第一章 概述

1.1 专业课程设计题目
基于嵌入式 STM32 的飞思卡尔智能车设计
1.2 专业课程设计的目的与内容
1.2.1 目的 让学生运用所学的计算机、传感器、电子电路、自动控制等知识,在老师的 指导下,结合飞思卡尔智能车的设计独立地开展自动化专业的综合设计与实验, 锻炼学生对实际问题的分析和解决能力,提高工程意识,为以后的毕业设计和今 后从事相关工作打下一定的基础。 1.2.2 内容 本次智能车大赛分为光电组和创新做,我们选择光电组小车完成循迹功能。 该智能车车模采用学校统一提供的飞思卡尔车模, 系统以 STM32F103C8T6 作为整 个系统信息处理和控制命令的核心,我们对系统进行了创造性的优化: 其一, 硬件上采用激光传感器的方案, 软件上采用 keil 开发环境进行调试、 算法、弯道预判。 其二,传感器可以随动跟线,提高了检测范围。 其三,独立设计了控制电路板,充分利用 STM32 单片机现有模块进行编程, 同时拨码开关、状态指示灯等方便了算法调试。
1.3 方案的研讨与制定
1.3.1传感器选择方案 方案一:选用红外管作为赛道信息采集传感器。 由于识别赛道主要是识别黑白两种不同的颜色, 而红外对管恰好就能实现区 分黑白的功能,当红外光照在白色KT板上时,由于赛道的漫反射作用,使得一部 分红外光能反射回来, 让接收管接的输出引脚的电压发生变化,通过采集这个电 压的变化情况来区分红外光点的位置情况,以达到区分赛道与底板的作用。 红外管的优点在于价格便宜,耐用;缺点却用很多:1、红外光线在自然环 境中,无论是室内还是室外均比较常见,就使得其抗干扰能力不强,容易受环境 变化的影响。2、调试不方面,由于红外光是不可见光,调试的时候需要采用比 较麻烦的方法来判断光电的位置。3、由于红外管光线的直线性不好,就使得红 外传感器所能准确的判断的最远距离比较小,也就是通常所说的前瞻不够远。

从飞思卡尔SafeAssure功能安全保障方案看汽车安全设计概要

从飞思卡尔SafeAssure功能安全保障方案看汽车安全设计 就在您阅读完本文不到十分钟的时间内,全球大概有超过二十人已经因为车祸离开这个世界,而其中大约有90%是来自像中国这样的发展中国家(数据参考世界卫生组织统计。汽车造福人类的同时,在全球科技空前发达的今天,因为交通事故带来如此重大的公共安全威胁不啻为人类的一大悲剧。从汽车诞生开始,人们就没有停止过对汽车安全驾驶的追求。最早的安全带以及后来的安全气囊等被动安全措施挽救了数千万人的生命,后来发展起来的ABS(防抱死制动系统、ESP(电子稳定程序、EBD(电子制动力分配系等主动安全功能让汽车安全性再次大大提高。但尽管如此,交通事故依然是最大非自然死伤原因之一。图1 世界卫生组织统计:全球每年因交通事故死亡130万人,并有5000万人受伤“随着系统复杂性的提高,以及软件和机电设备的大量应用,因为系统失效和随机硬件失效导致的交通事故风险也日益增加。因此,近年开始出现了新的汽车安全概念——安全性预测。”在近日召开的“2012产业和技术展望媒体研讨会”上,飞思卡尔亚太区汽车及工业解决方案事业部全球产品市场经理郗蕴侠(Yolanda博士指出,“安全性预测即汽车里的一些系统能实时检测故障,在故障发生之前就能预警防止故障发生,这就是当前大家倡导的汽车功能安全的概念。”为此,飞思卡尔推出了命名为“SafeAssure”的安全保障方案,旨在帮助系统制造商更加轻松地满足汽车和工业市场中的功能安全标准要求,并大大降低开发难度、缩短开发周期。图2 汽车安全系统的演变——基于安全性预测的功能安全出现从IEC61508到ISO 26262,看汽车功能安全演变 2011年11月推出ISO 26262之前,汽车行业遵照的功能安全标准是电子、电气及可编程器件功能安全基本标准IEC 61508。然而,作为一种通用基础安全标准,对于汽车行业的特殊性而言,该标准有很多的不足,特别是近年来汽车系统的复杂性日益增长的条件下。从IEC 61508派生出来的ISO 26262为当前汽车行业量身定制,特别是ISO 26262对于硬件研发、软件研发的要求适合于当前先进的汽车工业的实际现状。 ISO 26262标准根据安全风险程度对系统或系统某组成部分确定划分由A到D的安全需求等级(汽车安全完整性等级——ASIL,其中ASIL D级为最高等级,具有最苛刻的安全要求。对系统供应商而言,必须满足这些因为安全等级提高而提出的更高的设计要求。安全事件总是和通常的功能、质量相关的研发活动以及产品生产伴随在一起。ISO26262强调了研

飞思卡尔智能车电磁组信号采集

?пㄖ ???? ??? ? ??? ?? ? ? 1? ? ??? ? 哖 世?? ???? ??? ??? ??? ? ??? ㄎ? ?? ??????仁??20kHz??????⌒ ???仁?VLF? ??⌒???仁仁?? ? 仁 ?仁??⌒????3kHz?30kHz?⌒?? 100km?10km? ?? 3.1?? ??? ? ? ?? ? ? ?а ? ?????? ??? ? ? ? ? ?? ??オ???? ??? ??? ? ? ??? ? ? ???о? ??? ??? ??? ? ? ? ? ?? ? ??? й ?????? ? ? ?? ? ???? ?н ????? ? ? на???? ??? ? ? ?? ? ? ?? а ? ???? ?? ??? ?? ? ??? ? ? ?? ?? ??? ??? ?? ??仁? ??? ?? ???? ??? ?? ?? ????? ?? ? ?? ?????? ↓ ? ?? ?? ↓ ? ?? ?? ??? ???? ? ??? ?? ? ? ?? ? ↓ ?? ?? ? ? ? ? ?? っ ?? ???/& ????? ??? ? ? ??/&? ?? ? ?

?йㄐ ???? ?? ?LC? ?? ? ? ?? ?? ? ?? ??????? ??? ??AD???? 享 ?? 儈?↓? фн?? ?? ???AD? ???? ? ?? ?? 3.3 ?? ?? ???????? ?? 傼 ??н ??? ? ? н ? ?? ?? ?н ? н? ? ? ??? ? ?? ?нっ ???? ?????? ? ф? 儈? ? ?

外文翻译----- Freescale单片机在汽车控制中的应用

附录A 原文: FreescaleSingle-chip Microcomputer 's in automobile control application Freescale has the rich micro processing unit (MCU), but widely uses in the automobile electrically controlled engine, the automobile body, the crew member safety, the vehicle door and the chair, the glass, ventilation and air conditioning, skylightand light control, automobile local area network's gateway, communication facility, global positioning system and in other automobile control unit. Its product mainly includes 8/16 bit micro controller (including HC08/HCS08, HC12/HCS12 and so on), 32 bit micro controllers (including PowerPC, ColdFire, ARM and so on) 1. 8 bit Single-chip Microcomputer MC68HC11F1 and application 1.1 Characteristicsof MC68HC11F1 8 bit micro controllerMC68HC11F1 is high performance flash memory technology low cost chip based on the CPU of 8 bit HC08 the CPU . Its dozens of kind of different specification's product may cause the user to make a choice conveniently, the superior price performance ratio may cause the cost of the automobile electronic products to be more inexpensive. Chief feature of MC68HC11F1 : Two kind of power saving mode, stop and waiting; working normal in 3.0-5.0V voltage ; 0, 256b, 512b or 768b in on-chip RAM, Data of RAM will be retained in standby; 0, 12kb or 20kb inon-chip RAM or EPROM; Serical Communication InterfaceSCI,8 channel, 8 bit A/D transducer ; 16 bit timer systems; 8 bit pulse accumulators, real-time interrupt electric circuit and so on. 1.2 MC68HC11F1is employed inin automobile electronic control system Since Marelli simple point electronic fuel injectionn engine management system is promoted based on MC68HC11F1,our country Shenyang gold cup sea lion passenger car , the gold cup China passenger vehicle, AnhuiChery passenger vehicle, the Tianjin Xiali passenger vehicle and so on has used this kind of engine management system . Below to take gold cup simple point Marelli logic circuit for an example, I introducesMC68HC11F1 employed inin automobile electronic control system. 1.2.1 Compositions of system As shown in Figure 1, gold cup simple point Marelli logic circuit is mainly composed of the below part: 1.Electric circuit's control core MC68HC11F1 (CPU), is Freescale 8 bit MCU of automobile special-purpose ; 2.Tristate bus driver 74HC244 with enable, is the switch of status information input for air conditioning, oil pump, EVAP solenoid valve, idling motor and so on ; 3.8 groups rises along D trigger74HC273 with reset , isdriving signaltake-off valves for idling motor, host relay, trouble lamp, air conditioning relay power and so on;

飞思卡尔智能车摄像头组freescale程序代码

extern int left,w,top,h; extern HDC m_hdc; CBrush brush3(RGB(0,255,0)); CBrush brush4(RGB(255,0,0)); CBrush brush5(RGB(255,255,0)); #else #include #include "math.h" // #include "LQfun.h" #endif #ifdef ccd #define MAX_VIDEO_LINE 39 #define MAX_VIDEO_POINT 187 #else //#define MAX_VIDEO_LINE 26 // #define MAX_VIDEO_POINT 301 #define MAX_VIDEO_LINE 78 #define MAX_VIDEO_POINT 57 #endif extern unsigned char g_VideoImageDate[MAX_VIDEO_LINE][MAX_VIDEO_POINT]; #define INT8U unsigned char #define INT8S signed char #define INT16U unsigned int #define INT16S int #define INT32S int #define NO_DATA_180 254 //#define INT32U unsigned int unsigned char LIMIT=((MAX_VIDEO_POINT)/2); unsigned char MIDDLE[MAX_VIDEO_LINE]; #define MAX_BLACK_NUM 7 INT8S n;

第五届飞思卡尔智能车大赛华中科技大学电磁组技术报告

第五届飞思卡尔杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告 学校:华中科技大学 队伍名称:华中科技大学五队 参赛队员:方华启 张江汉 诸金良 带队教师:何顶新 罗惠

关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第五届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛关保留、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1章引言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 全文安排 (2) 第2章电路设计 (3) 2.1 电路系统框图 (3) 2.2 电源部分 (4) 2.3 电机驱动部分 (5) 2.4 电磁传感器 (6) 第3章机械设计 (8) 3.1 车体结构和主要参数及其调整 (8) 3.2 舵机的固定 (10) 3.3 传感器的固定 (11) 3.4 编码器的固定 (11) 第4章软件设计 (12) 4.1 程序整体框架 (12) 4.2 前台系统 (13) 4.3 后台系统 (13) 4.4 软件详细设计 (14) 第5章调试 (15) 第6章全文总结 (16) 6.1 智能车主要技术参数 (16) 6.2 不足与改进 (16) 6.3 致谢与总结 (17) I

参考文献 (18) 附录A 源代码 (18) II

第1章引言 第1章引言 教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养,在已举办全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等4大竞赛的基础上,委托教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛(教高司函[2005]201号文)[1]。 为响应教育部的号召,本校积极组队参加第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛。从2009 年12 月开始着手进行准备,历时近8 个月,经过设计理念的不断进步,制作精度的不断提高,经历 2 代智能车硬件平台及相关算法的改进,最终设计出一套完整的智能车开发、调试平台。作为电磁组的华中科技大学五队采用轻质量机械设计、大前瞻传感器和连续化算法处理的基本技术路线,在前瞻距离、噪声抑制、驱动优化、整车布局等方面加强研究创新,在有限计算能力下获得了较高的赛道信息准确率。使智能车能够满足高速运行下的动力性和稳定性需求,获得了良好的综合性能和赛场表现。 本文将对智能车的总体设计和各部分的详细设计进行一一介绍。 1.1 概述 1.1.1 电路设计 飞思卡尔电磁组智能汽车硬件主要分为主控板,传感器板。本车在主控板上主要特色为电机使用H桥驱动,从性能和扩展性上优于集成驱动器方案。传感器板设计着重考虑提高传感器的前瞻量和信号的抗干扰能力。 1.1.2 机械设计 机械方面,主要是对舵机的安装进行了研究,加长了舵机的连杆,以增加反应速度。另外,主要研究车差速性能的研究以及传感器支架的固定。 1.1.3 控制程序设计 一方面使用免费的μCOS操作系统,这给智能车的整体调试提供了很多方便;另一方面,在大前瞻传感器的基础上设计出合理的舵机、电机控制算法,在满足稳定性要求的基础上提高速度。 1

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

飞思卡尔智能车比赛电磁组路径检测设计方案

飞思卡尔智能车比赛电磁组路径检测设计方案电磁组竞赛车模 路径检测设计参考方案 (竞赛秘书处 2010-1,版本 1.0) 一、前言 第五届全国大学生智能汽车竞赛新增加了电磁组比赛。竞赛车模需要能够通 过自动识别赛道中心线位置处由通有 100mA 交变电流的导线所产生的电磁场进行路径检测。除此之外在赛道的起跑线处还有永磁铁标志起跑线的位置。具体要求请参阅《第五届智能汽车竞赛细则》技术文档。 本文给出了一种简便的交变磁场的检测方案,目的是使得部分初次参加比赛 的队伍能够尽快有一个设计方案,开始制作和调试自己的车模。本方案通过微型车模实际运行,证明了它的可行性。微型车模运行录像参见竞赛网站上视频文件。 二、设计原理 1、导线周围的电磁场 根据麦克斯韦电磁场理论,交变电流会在周围产生交变的电磁场。智能汽车 竞赛使用路径导航的交流电流频率为 20kHz,产生的电磁波属于甚低频(VLF) 电磁波。甚低频频率范围处于工频和低频电磁破中间,为 3kHz,30kHz,波长为 100km,10km。如下图所示: 图 1:电流周围的电磁场示意图

导线周围的电场和磁场,按照一定规律分布。通过检测相应的电磁场的强度 和方向可以反过来获得距离导线的空间位置,这正是我们进行电磁导航的目的。 由于赛道导航电线和小车尺寸 l 远远小于电磁波的波长,,电磁场辐射能量很小(如果天线的长度 l 远小于电磁波长,在施加交变电压后,电磁波辐射功率正比于天线长度的四次方),所以能够感应到电磁波的能量非常小。为此,我们将导线周围变化的磁场近似缓变的磁场,按照检测静态磁场的方法获取导线周围的磁场分布,从而进行位置检测。 由毕奥-萨伐尔定律知:通有稳恒电流 I 长度为 L 的直导线周围会产生磁场,距离导线距离为 r 处 P 点的磁感应强度为: 图 2 sin直线电流的磁场 , d, ,(0 , 4 10, 7 TmA 1 ) B , ,, cos,1 2 ,。 (1) ,1 4 r 由此得: B , cos, 4 r 4 r

飞思卡尔硬件和部分软件部分笔记

常见稳压芯片和电路图 Modified by Taiyou 2011-1-27 硬件部分 一、总体模块框图 1、基本模块包括电源模块、测速模块、驱动模块、道路识别模块等,再加上调试模块部分,调试模块部分可单独设计,调试完后拆下,框图如下: 2、此外,还可以包括车速,车架速度、电池电压和舵机位置检测等电路,增加模型车运行参数检测,提高模型车控制性能,增加调试电路方便现场调试。下面的第二图为硬件模块与上面层的关系。 二、具体电路图 1、电源模块 主要包括以下几个部分的电源:

1)5V电压。主要为单片机、信号调理电路以及部分接口电路提供电源,电压要求稳定、 噪声小,电流容量大于500mA。 补充,一般在输出端并联一个大电容来解决稳定性问题 2)6V电压。主要是为舵机提供工作电压,实际工作时,舵机所需要的工作电流一般在几 十毫安左右,电压无需十分稳定。 3)7.2V电压。这部分直接取自电池两端电压,主要为后轮电机驱动模块提供电源。 4)12V电压。如果采用CCD/CMOS图像传感器来进行道路检测,则需要12V工作电压。 5)2V电压。为红外发光管提供工作电压,可以采用开关电源从电池降压而得,这样可以 提高红外检测电路的电源利用效率。需要根据红外发射管的参数确定该电压值。 补充,此电路为光电组所需电压,我们不需要。 除此之外,如果使用了其的芯片和传感器,它们的工作电压可能不在上述之内,还需要通过专门的稳压电路提供相应的工作电压。例如采用飞思卡尔公司的MC7260加速度传感器进行车轮打滑检测,该传感器需要3.3V的工作电压。 补充,由于今年增加了坡度的控制,我们队考虑了增加坡度检测方面的传感器。 降压稳压电路可以采用可以采用串联稳压可开关稳压两种芯片。开关稳压芯片的工作效率高,但有较高的电源噪声,耗电量比较大的电路适于采用开关稳压电路。例如采用大电流红外检测电路,由于红外发射管数量较多,总的消耗电流很大,采用开关电源将电池电压将至2V左右,作为红外发射管的工作电压,此时每个红外发射管工作时只需串联很小的限流电阻甚至不用串联电阻,采用这种方法,可大大提高电源利用效率。 稳压电路的设计需要简单可靠,在满足电压波动范围的要求下应尽量简化电路设计,例如舵机电源在4.5V~6V的范围内,电流100mA左右,可以从7.2V的电池电压通过串联两只硅二极管获得。此外,通过实验可发现,组委会所提供的舵机可以直接工作在7.2V的电压下,此时舵机的响应速度也会提高,所以可以直接使用电池电压作为舵机的电源。 如果采用CCD或CMOS摄像头作为道路传感器,它们工作电压在9~12V范围内,此工作电压高于电池的电压,需要借助于斩波升压电路获取,可以采用专门升压芯片进行设计,也可以利用单片机PWM输出端口控制大功率晶体管进行斩波升压。有些CMOS摄像头工作电压在6~9V之间,所以也可以直接使用电池电压提供电源,所以选择CMOS摄像头可以简化电源电路的设计。 消除电源中的噪声并减少电压波动,需要在各级电源模块中安装滤波电容,包括容量小的高频滤波电容以及大容量的电解电容。由于存在电机驱动,为了避免电机在启动和制动过程产生的冲击电流对电源的影响,应尽量加大电池两端的电容容量,但不要超过大赛规则允许的电容容量限制。 另一本书上的版本(2.5V、5V、6.5V、7.2V、12V): 1)采用稳压芯片LM2576将电源电压稳压到5V后,给单片机系统电路、车速检测

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。

飞思卡尔智能车电磁组程序员成长之路(未完待续)

飞思卡尔智能车电磁组程序员成长之路 1.飞思卡尔智能车小车入门 智能汽车电磁组简介: 第五届全国大学“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛新增加了“电磁组”。根据比赛技术 要求,电磁组竞赛,需要选手设计的智能车能够检测到道路中心线下电线中20KHz 交 变电流产生的磁场来导引小车沿着道路行驶。在平时调试和比赛过程中需要能够满足比 赛技术要求的 20KHz 的交流电源驱动赛道中心线下的线圈。同时参赛选手需要自行设 计合适的电磁传感器来检测赛道信息完成智能寻迹功能。 智能车制作是一个涵盖电子、电气、机械、控制等多个领域和学科的科技创新活动。简单点来说可以将其分为硬件电路(包括电源、MUC 控制部分、电机驱动、传感器)、机械、算法三方面的设计。电磁组在机械方面可以参照光电组的设计方案,这里不再赘述。本设计指导只讲述20KHZ 电源、电磁传感器设计方案以及部分算法。 智能车对单片机模块需求: 飞思卡尔单片机资源:

智能车涉及到IO模块,中断模块,PWM模块,DMA模块,AD模块等。在车模调试中还有必须的模块。如SCI模块、定时器模块,SPI模块等。其中还涉及到一些算法和数据的存储和搬移。一个好程序框架对智能车的制作过程中会达到事半功倍的效果。但是就智能车这样系统来说,如果完全专门移植一个操作系统或者写一个程序的bootload,感觉有一些本末倒置,如果有成熟的,可以借用的,那样会比较好。 2.电磁传感器的使用 20KHz电源参考设计方案: 电源技术指标要求: 根据官网关于电磁组赛道说明,20KHz 电源技术要求如下: 1.驱动赛道中心线下铺设的 0.1-0.3mm 直径的漆包线; 2.频率围:20K±2K; 3.电流围:50-150mA; 图 2.1 是赛道起跑区示意图,在中心 线铺设有漆包线。 首先分析赛道铺设铜线的电抗,从而得 到电源输出的电压围。我们按照普通的练习 赛道总长度 50m,使用直径 0.2mm 漆包线。在30 摄氏度下,铜线的电阻率大约为 0.0185 欧姆平方毫米/米。计算可以得到中心线的电阻大约为 29.4 欧姆。 按照导线电感量计算机公式: 其中 l, d 的单位均为 cm。可以计算出直径为 0.2mm,长度 50 米的铜线电感量为131 微亨。对应 20KHz 下,感抗约为 16.5 欧姆。

飞思卡尔S12单片机ECT模块使用实例

/** ################################################################### ** Filename : Project_2.c ** Project : Project_2 ** Processor : MC9S12XEP100CAG ** Version : Driver 01.14 ** Compiler : CodeWarrior HCS12X C Compiler ** Date/Time : 2014-5-21, 8:55 ** Abstract : ** Main module. ** This module contains user's application code. ** Settings : ** Contents : ** No public methods ** ** ###################################################################*/ /* MODULE Project_2 */ /* Including needed modules to compile this module/procedure */ #include "Cpu.h" #include "Events.h" #include "Bit1.h" #include "Bit2.h" /* Include shared modules, which are used for whole project */ #include "PE_Types.h" #include "PE_Error.h" #include "PE_Const.h" #include "IO_Map.h" /* User includes (#include below this line is not maintained by Processor Expert) */ /************************************************************/ /* 初始化ECT模块*/ /************************************************************/ void initialize_ect(void){ //ECT_TSCR1_TFFCA = 1; // 定时器标志位快速清除 ECT_TSCR1_TEN = 1; // 定时器使能位. 1=允许定时器正常工作; 0=使主定时器不起作用(包括计数器) ECT_TIOS = 0x03; //指定所有通道为输出比较方式 ECT_TCTL2_OM0 = 0; // 后四个通道设置为定时器与输出引脚断开 ECT_TCTL2_OL0 = 1; // 前四个通道设置为定时器与输出引脚断开 ECT_TCTL2_OM1 = 0; // 后四个通道设置为定时器与输出引脚断开 ECT_TCTL2_OL1 = 1; // 前四个通道设置为定时器与输出引脚断开 //ECT_DL YCT = 0x00; // 延迟控制功能禁止 // ECT_ICOVW = 0x00; // 对应的寄存器允许被覆盖; NOVWx = 1, 对应的寄存器不允许覆盖

相关主题