41009字硕士毕业论文基于单片机的智能赛车的研究与开发
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：41009字
论点：调试,控制,智能
论文概述：
本文是单片机论文，主要论述了基于MUCS128专用智能芯片为核心控制单元的智能赛车设计，整个系统采用主控、电源、道路识别传感器、速度检测、电机驱动、直流电机驱动六大模块化设计.
论文正文：
简介
1.1智能车辆国外发展历史
智能车辆从根本上改变了传统的“一人一车一路”控制模式，将驾驶员从闭环控制系统中解放出来，大大提高了道路使用效率和车辆安全性。现代智能汽车是以快速发展的汽车工业为基础，以高科技电子技术、机电一体化技术和计算机技术为支撑，遵循从低到高、从少到多、从单边到多的渐进规律。在德国，研究人员推出了一款名为“德国制造”的无人驾驶汽车。你可以用自己的手机制造一辆“无人驾驶出租车”。乘客可以使用智能手机通过全球定位系统打电话锁定乘客的位置。向汽车发送命令，你就可以直接被送到目的地。司机不需要紧紧握住方向盘，踩下油门和刹车，眼睛盯着前方。他甚至可以在车里上网、看报纸、悠闲地聊天。有一天，你可能会在路上发现每辆车都有特殊的“眼睛”和“大脑”:车身上布满了摄像头和雷达，车内做了许多修改——后座装有插有电线的控制系统，用笔记本电脑进行控制。你不必惊讶，因为无人驾驶汽车就要来了。
1.2中国智能汽车发展概况
它不同于导航和电子巡航，测量前方车辆的距离和相对速度；车载主控计算机和相应的路径规划软件相当于驾驶员的大脑，根据车辆前方的情况、计算机视觉提供的道路信息和车辆的行驶状态，决定是继续还是换道准备超车。然后自动驾驶控制软件根据要跟踪的路径和汽车的行驶速度向油门、刹车控制器和方向盘发出动作指令，控制汽车按照计划的路径前进，从而起到驾驶员手脚的作用。这辆无人驾驶汽车。
……[/BR/] [/BR/] 2系统总体规划设计
2.1系统总体规划设计[/BR/]由于单片机80引脚封装的引脚集成密度高、引脚间距小，如果导线直接相连，会出现信号相互干扰、锡短路、检测维护麻烦等问题。将不可避免地出现在不同的端口之间。为了提高系统整体的稳定性并克服这些缺点，设计中直接选择了最小的系统主板。如图所示，它分别引出了使用过的端口，并分别为它们设计了方便的连接和连接。
2.2主控制板设计
本章主要介绍“飞思卡尔杯”智能赛车系统的总体设计方案。同时，绘制了系统的总体结构框图，包括三个主要部分和六个主要模块设计。智能车采用飞思卡尔的位微控制器单片机作为核心控制单元，作为智能车的“大脑”，用语言编写控制程序，并通过组委会提供的编译软件在线调试。光电传感器用于识别轨道两侧的黑线(路径)。赛车的位置信号由车体前方的光电传感器采集，并由主控单元接收。这些信号用于赛车的运动控制决策。同时，该模块发出脉宽调制调速(pulse width modulation speed regulation)波，驱动DC电机控制智能车的加速、减速和制动，伺服电机控制赛车的转向，实现汽车的智能控制。为了使汽车能够在轨道上自行行驶(黑线)，简要介绍了主控单元芯片，最后说明了选择最小系统板的重要性。
3车型机械零件的调整和改造..............................10
3.1车型介绍................10
3.2车型安装.............................12
4硬件电路设计..........................................................14
4.1电源管理模块设计...................14
4.2电源管理模块框图设计...................14
5智能车辆控制软件零件设计............................26
5.1总体流程图...................26
5.2软件和硬件初始化..............................27
6系统调试
6.1硬件调试
硬件调试步骤有:机械调试-电路调试-常规调试。首先，调试电机驱动电路和速度检测电路。调试传感器和蛇形机器；然后调试DC电机。传感器调试分为机械调试和电路调试。机械调试的目的是将传感器和轨道保持在适当的距离、高度和角度。逐步完成程序，观察各种寄存器、变量和数组的变化是否正确。调试蛇形机器；你可以先不用DC电机把车放在白纸上，用黑线把它移到传感器下面，看看蛇形机器的转向是否与设定一致，然后在跑道上用手推车，让车通过符合比赛规则要求的不同曲率半径的轨道。不同的传感器将检测到不同的信号。记下不同传感器在不同方向检测到的信号，并将理想的蛇形机器角度用作软件设计的一组经验值。调试DC电机；将电机连接到电路上，将后轮稍微悬挂在白纸空上，用黑线将其移至下方，用示波器观察电机两端的漂亮信号是否有所变化，确定无误后，将其带到跑道上试运行。让汽车沿直线行驶，然后进入曲率半径最大的弯道。经过反复测试，我们可以得到汽车不离开赛道的最大比率空。
6.2当软件调试
调试模块时，不同频率的固定脉冲信号可以从外部连接到系统电路板的上开口，软件可以产生一定的时间段，读取该时间段内的脉冲数，将该时间段内端口读取的脉冲数发送到端口显示器，通过读取端口显示的状态检查定时器和脉冲累加器是否设置正确。为了检查模块子程序，可以编写输出比为空的波形子程序。子程序从端口连接到示波器，示波器用于观察输出波形是否与设定值相同。如果输出波形相同，程序是正确的。子程序各部分调试通过后，结合外围电路将所有子程序集成，并根据小车的工作原理编写完整的程序。接口编译完成后，程序通过工具下载到微处理器，然后对汽车进行调试。
……
7结论
本论文是一款以专用智能芯片MUCS128为核心控制单元的智能赛车设计。设计包括机械、电路和软件三大部分。整个系统采用六个模块化设计:主控、电源、道路识别传感器、速度检测、电机驱动和DC电机驱动。作为整个智能车的“大脑”，主控制器负责接收反馈信息，如赛道采集的数据和车速，并对信息进行适当处理，形成适当的控制量，以控制蛇形机和驱动电机。用语言编写控制程序。通过组委会提供的编译软件的在线调试，电源模块为整个系统提供足够的能量。光电传感器模块是“眼睛”检测路径，光电编码器模块测量实时速度。电机驱动模块驱动模型车上的电机，控制电机的速度，控制电机的旋转方向，根据控制算法做出控制决策，驱动DC电机和伺服电机完成智能车的控制。
……
参考文献(省略)