第6章智能汽车设计实践—系统调试

第6章智能汽车设计实践——系统调试武汉科技大学信息科学与工程学院8.1电子设计调试的基本知识18.2智能车设计的调试及注意事项2第8章智能汽车设计实践——系统调试武汉科技大学信息科学与工程学院8.1电子设计调试的基本知识在大学生电子设计的过程中，一般的调试步骤为:电源调试——单板调试——联调。调试不仅包括软件调试，还包括硬件调试。在调试中出现故障，需要随时排除，下面仅就调试的技巧进行两点说明。武汉科技大学信息科学与工程学院8.1电子设计调试的基本知识1．调试的常用方法2．调试的基本思路武汉科技大学信息科学与工程学院1．调试的常用方法（1）电路检查法（2）电压测量法（3）电流测量法（4）电阻测量法（5）信号注入法（6）其他方法武汉科技大学信息科学与工程学院（1）电路检查法具体分为加电检查和不加电检查两种情况。不加电检查的目的主要是查电路板线条间有无短路、粘连、虚焊、元件引脚触碰的情况。加电检查可以观察故障现象，如电源不能启动、屏幕显示不正常等，据此判断故障的大体部位。武汉科技大学信息科学与工程学院（2）电压测量法利用万用表测电路的工作电压，将测得值与参考值对照，利用电压差值来判断故障。参考值可通过经验估计、查电气手册等方式获得。测试时需要注意一下万用表电压挡的量程和类型等参数。武汉科技大学信息科学与工程学院（3）电流测量法一般采用外接稳态电源供电，从稳态电源的电流表上观测电流值。通过测量工作电流，将测得值与参考值对照，来判断故障。武汉科技大学信息科学与工程学院（4）电阻测量法在不通电的情况下，用万用表电阻挡测有关测试点的正、反向电阻，用于检查电路有无开路、短路，若出现电阻值异常，可以初步判断该器件已经出现损坏。武汉科技大学信息科学与工程学院（5）信号注入法在输入端加有源信号，在输出端观察电路响应，该方法可用于分段检查电路故障。采取信号注入法时应当注意，测试前应掌握输入信号的大小和对应的正确输出波形，用示波器观测真实输出后加以比对，并加以分析。武汉科技大学信息科学与工程学院（6）其他方法“看”：看元件有无明显的机械损坏，如破裂、烧黑、变形等；“听”：听工作声音是否正常，是否存在异响。“闻”：检查是否有异味，如是否存在烧焦的气味、电容电解液的味道等。“摸”：用手试探器件的温度是否正常，如器件太热或太凉。一些功率器件，工作起来会发热，若手摸上去为凉的感觉，基本可以判定该器件没有工作。武汉科技大学信息科学与工程学院2．调试的基本思路调制的基本思路为“排除法”。一个故障的出现，可能涉及许多因素，在检测时，应采取排除法，逐一排除引发故障的各种可能因素，最后查出故障的所在。武汉科技大学信息科学与工程学院2．调试的基本思路排查故障的一般过程为：首先确定检查故障的线索，先抓住主线索，一查到底；并且线索不能中断，中断了便不能深入下去。在排除故障时，还应遵循“由表及里”、“先易后难”、“先电源后负载”、“先静态后动态”的原则。武汉科技大学信息科学与工程学院8.2智能车设计的调试及注意事项在智能车控制系统设计中，除了利用一般电子产品的调试方法之外，还可以设计一个专门的调试电路用于智能车的调整工作。调试电路一方面可以显示智能车控制电路的各种信息以及工作参数；另一方面还可以对工作参数进行现场修改。武汉科技大学信息科学与工程学院智能车设计的调试调试电路模块显示智能车控制电路工作参数的常用方式：（1）利用BDM开发工具的调试能力，显示单片机运行时其内部存储器中的数据。（2）利用控制主板上提供的串口通信接口，将单片机中的运行状况反映在计算机的调试软件中。（3）将模型车在快速运行中的状态，通过无线通信的方式发送到计算机中进行在线实时监控。（4）制作液晶显示电路和LED数码管显示电路，用于观测数据。武汉科技大学信息科学与工程学院智能车设计的调试利用调试电路对工作参数进行现场修改的常用方式：（1）在电路板上设置多个模式切换开关，通过它们的状态实现对控制程序的参数、工作模式甚至不同工作程序的选择。（2）通过串口、BDM接口、无线通信模块将修正的参数发送到单片机中，将其存储在单片机内部的EEPROM中，但这种方法只能用于试车的过程中，正式比赛中应避免。武汉科技大学信息科学与工程学院智能车调试中的注意事项在智能车的调试过程中，还常常需要考虑如下几点特殊的注意事项：（1）外界环境的影响（2）智能车质量（3）智能车部件发热（4）车轮武汉科技大学信息科学与工程学院智能车调试中的注意事项在智能车的调试过程中，还常常需要考虑如下几点特殊的注意事项：（5）避免过度转向（6）提高稳定性（7）提高转向伺服电机的反应速度（8）算法设计武汉科技大学信息科学与工程学院（1）外界环境的影响外界环境如环境光线、赛道材质等因素对智能车的影响很大。以光电管型智能车为例，如果由于外界的光线频繁变化，导致小车对赛道的黑白部分区分不清晰，就很难识别路线，从而对后续的控制过程造成很大影响。武汉科技大学信息科学与工程学院（2）智能车质量整车质量对智能车动力性能有较大影响。除了智能车工作所必需的电路之外，还应尽可能减少车重。即使是必备部件，也应该采用轻量化的设计。武汉科技大学信息科学与工程学院（3）智能车部件发热需要采取适当的散热措施，以保护电机及其芯片组。可以为电机和驱动芯片设计专门的散热片，来缓解智能车部件的发热问题。武汉科技大学信息科学与工程学院（4）车轮在不随意更换组委会提供的专用轮胎的情况下，增加抓地力的措施可以有两种：调试时，选用合适的轮胎倾斜安装角度，并进行前轮定位，以加强智能车稳定性；调试结束后选配新轮胎。武汉科技大学信息科学与工程学院（5）避免过度转向过度转向会严重损伤车体机械部件和轮胎。调试过程中，在弯道行驶时需要控制车辆的转向速度。武汉科技大学信息科学与工程学院（6）提高稳定性提高行驶稳定性、可靠性，是智能车调试的核心，在调试过程中要在保证稳定性的前提下再尽量提高智能车的速度。武汉科技大学信息科学与工程学院（7）提高转向伺服电机的反应速度可以在电机驱动输出端并接一个大电容以提高驱动力。加大舵机的工作电压，以增加舵机抗负载能力。武汉科技大学信息科学与工程学院（8）算法设计调试中，为了适应各种各样赛道，简单、可靠的控制方法往往比复杂的控制方法更能取得好的成绩。能够采用简单实现的控制算法，就不必要追求新奇的高级算法。思考题•1．请简述万用表在排除故障中的作用。•2．在电机驱动中，考虑到一片MCS33886的驱动能力有限，采用两片MCS33886并联驱动，结果调试中发现有时会出现其中一片很烫，而另一片不烫的现象。请给出详细分析步骤，以及可能引起该现象的原因。•3．调试中发现，智能车在高速行驶时经常出现“抬轮子”的现象，请分析引起此现象可能的原因。