第一章 引言
摘要： 本系统设计采用飞思卡尔16位微控制器MC爱驰汽车9S12DG128作为核心控制单元，选择CodeWarrior 3.1作为开发软件，采用 BDM（清华大学制作）作为开发调试硬件工具，使用8个红外光电传感器来进行信号采集处理，结合智能控制算法，实现动力电机驱动、转向舵机控制等。路面黑线检测和车速距离检测均采用反射式红外传感器，电源部分采用了7805和2576双电源分别独立供电，控制电路电源和电动机电源隔离，信号通过高效H桥电路传输，避免了电动机对控制系统的干扰，增强了系统的抗干扰能力，提高了系统的稳定性，同时利用了PWM脉宽调制来控制电动机的转速，提高了电源的利用率。利用PWM脉宽调制实现舵机方向角度的精确控制。红外检测路面，软件纠错，免受路面杂质干扰，基于这些完备可靠的硬件设计，建立了智能小车在运动过程中的专家经验库，使用了一套智能可学习软件控制算法，实现了智能小车在高速运动中的智能化精确控制，达到了很好的效果！
关键词：飞思卡尔 智能小车 专家经验库 可学习
第二章 系统设计及方案论证
根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案：
2.1 电机驱动调速模块
方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应速度慢，机械结构易损坏，寿命短，可靠性差。
方案二：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻元件价格昂贵，主要问题是一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案三：采用由双极性管组成的H型PWMmelkus嘉兴交通违章查询电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很块，稳定性也很高，是一种广泛采用的PWM调速技术。
基于上述理论分析，选用方案三。
2.2 路面黑线探测模块
探测路面黑线的大致原理是：光线照射到路面并反射，由于黑线和白线的反射系数不同，可以根据接收到的反射光强弱判断是否到达跑道边侧。广州车展奥迪展台
方案一：可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界环境条件改变，很可能造成误判和漏判；虽然采取超高亮度发射管可以降低一定的干扰，但这势必会增加额外的功率损耗。
方案二：脉冲调制的反射式红外发射-接收器。考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用有交流分量的调制信号可大幅度减少外界干扰；另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大（50-100MA），这样也可以大大提高信噪比。但电路较复杂且软件工作量加大。
方案三： 采用CCD器件，通过图像信息处理的方式得到道路信息，可以有效进行车模运动
控制，提高路径跟踪精度和车模运行速度，但是存在着采集速度、存储数据空间、处理速度、工作电压以及同步信号分离等方面的技术难点。
方案四：采用不调制的反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰。直接用直流电压对红外管供电，限于管子的平均功率要求，工作电流在2MA左右。在接收管输出处接施密特触发器，有利于输出波形的整定和增强抗干扰的能力。
荣威350报价由于发射接收组件距离路面较近，切组件有外罩防止外界的干扰，所以我们采用了方案四。
2.3显示模块
方案一：采用集成芯片16032 LCD显示器来显示汉字及图形，它内置国标GB2312 码简体中文字库（16X16 点阵）、128 个字符（8X16 点阵）及64X256 点阵显示RAM（GDRAM），可提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。
方案二 ：采用集成芯片1602来显示图形信息，可与CPU 直接接口，能执行光标显示、画面移位、睡眠模式等功能，但它不能显示汉字。
方案一能清晰明了地显示智能小车运行信息，能显示汉字，提供串口模式，节省MCU的IO口。故采用方案一。
2.4车轮测速模块
方案一：采用霍尔元件，该器件内部由三片霍尔金属板组成，当磁铁正对金属片时，由于霍尔效应，金属板发生横向导通，因此可以在车轮上安装磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。
方案二：采用在车轮上均匀地固定黑白相间的编码盘，随着车轮的移动，红外接收管产生一个个脉冲，通过MCU的ECT脉冲计数器对脉冲个数进行记数。在一定的时间内读取脉冲计数器的脉冲个数，乘以编码盘的距离间隔，就是智能小车的速度。
方案二在在安装上简单方便，精度较高，完全能满足智能小车的精度要求。适合采用，因而选择方案二。
2.5电源选择
方案一：所有器件采用单一电源，这样供电比较简单；但是由于电动机启动瞬间电流很大，而且PWM驱动的舵机电流波动较大，会造成电压不稳定，有毛刺等干扰，尤其在电池电量不是很充足的情况下，很容易造成单片机系统复位，缺点十分明显。
方案二：采用三电源供电。将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路电源完全隔离，利用集成高速H电路33886传输控制信号，这样做虽然不如单电源方便灵活，但可以将电动机驱动所造成的干扰彻底消除，提高了系统稳定性。集成芯片2576驱动能力有3A，适合舵机瞬时功率比较大的器件供电；单片机采用7805供电。集成芯片7805的特性（精度高，适合用于对电源精度高的单片机供电），输出端接1000uf的大电容，以及输入端串联二极管防止电源因瞬间电压下降引起电流回流的现象其余的检测部分的光电对管和芯片另外用一片7805供电。由于单片机对电压的精度要求比较高。如果把舵机和单片机的电源放到一起，舵机工作的电压波动，会影响单片机的正常工作，甚至引起单片机复位。采用三电源后，单片机和舵机分开供电，保证单片机的正常工作。
我们认为本计的稳定性更为重要，故采用方案二。
上海领驭
图2.1 电源2576电路图
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