关于飞思卡尔单片机教程MC9S12XS128单片机的AD问题？求大侠相助！

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-02-10 15:18 标签： 飞思卡尔单片机教程
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基于飞思卡尔单片机MC9S12XS128的智能车设计
2012年第1期目录
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　　摘 要：针对“飞思卡尔全国大学生智能车竞赛”，设计能自动识别路线的智能车系统.该系统以飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128作为控制核心，用MOSFET制作驱动电路；采用摄像头和带有光电传感器的图像采样模块进行模式识别，提取黑线特征，预判道路信息；通过自制的速度传感器实时获取小车速度，采用PID控制策略形成速度闭环控制.实验证明该系统能够精准地识别路线，控制小车在赛道上稳定运行. 中国论文网 /4/view-2576236.htm　　关键词：智能车；MC9S12XS128；模式识别；图像检测；PID控制 　　中图分类号：TP242.6 文献标志码：A 　　 DesignofintelligentvehiclebasedonFreescalesingle?chipMC9S12XS128 　　 LIChen，MIChao 　　（1.EngineeringResearchCenterofContainerSupplyChainTechnology，Ministryof Education，ShanghaiMaritimeUniv.，Shanghai201306，China； 　　2.CollegeofMechanicalEngineering，TongjiUniv.，Shanghai201804，China） 　　Abstract：Theintelligentvehiclesystemwithautomaticlineidentificationfunctionisdesignedfor“Free?scaleNationalAutomaticVehicleCompetitionforUniversityStudents”.Freescale16?bitsinglechipmi?crocomputerMC9S12XS128isdesignedasthecontrollingcoreofthesystem，andMOSFETisusedto makethedrivecircuits.Camerasandimagesamplingmoduleswithphotoelectricsensorsareusedforthe patternrecognitionandthecharacteristicsextractofblacklinessoastopre?estimatetheroadinformation. Thevehiclespeedisreal?timeacquiredthroughself?madespeedsensors.ThePIDstrategyisimplemen?tedtoformspeed?loopcontrol.Experimentsshowthatthesystemcanidentifythelinepreciselyandcon?trolthestablerunningofthevehicleonthetrack. 　　Keywords：intelligentvehicle；MC9S12XS128；patternrecognition；imagedetection；PIDcontrol 　　 0 引 言 　　为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办“飞思卡尔全国大学生智能车竞赛”.该竞赛要求在标准技术平台下完成软硬件系统的设计，制作一辆能在规定的赛道上自动识别路线的赛车，没有冲出赛道及其他违规现象并最快完成全程为获胜 　　1 系统设计 　　1.1 竞赛规则 　　智能车必须采用竞赛委员会规定的技术平台，包括赛车模型、电机、舵机、电池以及由飞思卡尔公司提供的单片机；按道路传感器分为光电组和摄像头组两个组别进行比赛，摄像头组可使用光电传感器，光电组不能使用摄像头，赛车上的传感器数量不得多于16个.赛道表面为白色，形式包括直道、交叉道、回头弯、S型等，弯道处赛道宽度为60cm，直道处宽度为45cm，中心有2.5cm宽黑色轨迹线. 　　1.2 系统总体结构 　　选用飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128作为核心控制单元，由传感器系统采集道路信息和速度信息，由电机驱动系统控制赛车速度，由舵机驱动系统控制运行方向，由人机交互系统完成系统设定和信息显示，系统的总体结构框图见图1. 　　2.3 速度传感器 　　设计初期，为了降低调试难度，采用开环控制模式，赛车运行平稳但速度无法提高，所以赛车控制须建立速度检测环节，进行闭环控制.速度检测同样有多种方案，对射光耦或槽型光耦、霍尔元件、测速电机、高精度编码器等各具特点.综合分析后选择槽型光耦作为测速元件.将槽型光耦安装在传动轴上方，使穿过光耦间隙的齿轮旋转时触发脉冲，由单片机高速脉冲计数器采样，再根据车轮直径和转速等换算成近似速度值. 　　2.4 赛道检测传感器 　　赛道检测用的传感器相当于赛车的眼睛，通过它自动检测赛道上的黑色轨迹线，可以通过光电传感器和摄像头实现.光电传感器扫描速度快、控制简单，但探测距离近；摄像头则具有探测范围广、精度高等优势，前瞻性好，利于速度控制，同时也存在易受干扰、处理信息量大等缺陷.［4］本设计综合两种方案的优势，采用摄像头作为主要检测元件，并由安装在赛车前方的光电传感器辅助检测近处道路，锁定黑线，识别起跑线.摄像头选用380线CMOS，采用LM1881作为视频同步分离芯片，提取场同步信号和行同步信号. 　　由于在程序中使用中断程序采集图像，PID采样周期的选择受限制于图像采集.每行的扫描周期为64μs，有效扫描时间为52μs，每隔6行采集一行图像，如果在每行加入PID调节，那么处理PID子程序的时间必须控制在64×5＝320μs内.另外，图像采集只是采集奇场中的行数，在偶场中没有采集，因此PID子程序的执行不均匀，并没有达到预期效果，还可能会影响视频采集.经过分析，最终决定将PID的采样周期定为20ms，即每进行一次场采集后进行一次PID调节.经过最终检验，这样能够满足对速度控制的需要. 　　4 总结与展望 　　设计使用MC9S12XS128单片机的大多数模块，充分利用单片机资源，小车运行稳定，比赛过程中未出现冲出赛道的情况.通过整个设计过程，大学生们的科研能力和动手能力得到锻炼，项目开发经验有所积累.该技术方案还可推广到智能机器人、自动导向车等方面，具有较广泛的应用价值. 　　参考文献： 　　［1］邵贝贝.单片机嵌入式应用的在线开发方法［M］.北京：清华大学出版社，. 　　［2］吴斌华，黄卫华，程磊，等.基于路径识别的智能车系统设计［J］.电子技术应用，2007（3）：80?82. 　　［3］彭建学，马永军，汤天浩.一种微弱电流测量仪的设计［J］.上海海事大学学报，）：55?59. 　　［4］唐红雨，陈迅.高速图像数据采集与处理系统的硬件设计［J］.电子技术，）：56?60. 　　［5］施庆华，沈爱弟，褚建新.基于GPIB和局域网的分布式自动测试系统开发和实现［J］.上海海事大学学报，）：77?81. 　　［6］吴卫国，蒋平，陈辉堂，等.移动小车轨迹跟踪的力矩控制［J］.控制与决策，）：177?180. 　　（编辑 廖粤新）
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