飞思卡尔开题报告

毕业设计(论文)开题报告题目：光电导航寻迹小车运动模拟分析及硬件测试个人信息•院系：工业中心•专业：机械设计制造及其自动化•班级：086001•姓名：姚建君•学号：081004121•导师：王党利一、毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况1．课题背景：以第七届全国大学生智能汽车竞赛平台的多学科专业交叉的创意性科技竞赛为背景,利用Freescale半导体公司生产的16位单片机HCS12和光电传感器的配合来实现自动识别道路，让赛车可以在特定的跑道上行驶。通过PID激光传感器把它采集的数据通过电子线路传送到单片机，在单片机内计算出赛车面对的道路，选择最优行进路线，根据路线的趋势变化，给出舵机和电机控制，并采用光电编码器检测智能车当前的车轮转速给以反馈，使智能车可以沿着黑色引导线疾速行驶。2．课题意义：该竞赛涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科知识,是面向全国大学生的一种具有探索性的工程实践活动，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，对于试点班学生的综合能力培养有重要的意义3.国内外研究现况简述：随着经济的发展和社会的进步，道路的通行能力，交通的安全环境的污染等问题越来越突出，随着经济的发展，车辆拥有量的增多，非驾驶人员的增加，又是导致交通事故频繁发生的又一个重要原因，交通问题已经成为全球范围令人困扰的严重问题，因此，如何提高交通安全已经成为急需解决的问题，这些问题的解决引发了新的研究，比如无人自动驾驶，通过计算机控制，人工智能和通信技术实现更好的通行能力和更加的安全环境。随着相关科学的发展2000年智能汽车比赛首先由韩国汉阳大学承办起来，至今已举办12届。2006年8月在清华大学承办的第一届飞思卡尔杯全国的学生智能汽车竞赛，至今已举办6届。二、毕业设计（论文）方案1.研究方法智能小车由HCS12微控制器，电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流驱动电机控制单元组成。本系统以飞思卡尔公司的16位微处理器MC9S12XL128为控制核心，并采用CodeWarrior软件、串口调试助手及BDM作为调试工具。运用反射式红外传感器进行道路信息采集，并采用PWM技术来控制舵机的转向和电机转速。舵机控制主要采用PWM开环控制，而速度控制方面，由模糊来设定速度，PID控制来调整速度。各个部分经过MCU的协调处理，能够以较快的的速度在指定的轨道上行驶。2.结构图3.具体方案A、查阅相关资料，了解智能车的运行原理及组成模块B、查找各模块中所需元器件的相关资料及封装形式C、设计电路原理图,根据资料用电路模拟软件进行电路模拟仿真D、统计并购买元器件和车模E、绘制并印刷电路板,电路焊接及车模改装F、调试4.运行环境操作系统：Windows2003/NT/XP及以上版本软件环境：MATLAB，Protell，CodeWarriorIDE三、课题研究的重点及难点，前期已开展工作1.重点：A.掌握智能车的工作原理B.掌握智能车的组成模块C.熟悉各模块间的协调关系D.电路原理图的绘制E.车模的改装2.难点：A.掌握电路中各个元器件的用法及封装B.熟悉电路原理的软件仿真C.熟悉小车运行轨迹的模拟仿真D.传感器的安装与调试3.前期已开展的工作：在课题研究的前期，已开始阅读大量的国内外相关资料；并对比同一功能模块的电路的不同电路，得出优劣，确定自己的电路设计。研读并逐渐掌握电路板的设计。了解设计的初步框架，做好后期的计划，初步了解课题研究的重点难点。以期更好的完成课题研究。电路设计电路主要由控制器系统电路、激光传感器电路、电机驱动电路、电源模块电路组成。1.控制器系统电路2.电源模块电路为了简化电路，电源模块分为7.2V与5V供电两部分。7.2V电压有电池直接供电，LM2940提供5V电压，LM2940是低压差线性稳压器，最大能提供1A的电流。其电路图如下：•3.电机驱动电路•对于电机驱动电路，可有多种选择，像专用电机驱动芯片MC33886，电调，MOS管H桥。MC33886使用方便，但内阻较大，电调驱动能力最好，但价格太高，最好用的还是MOS管和H桥。参赛队伍中，也有很多都是用H桥作为电机驱动电路。我们考虑用全桥驱动电路作为电机的驱动电路主要是看好它控制简单，并且驱动能力也不错。4.光电传感器电路下图分别为发射电路和接收电路四、进度计划1～2周：查阅相关资料，了解智能车的运行原理及组成模块并查找各模块中所需元器件的相关资料及封装形式3～4周：设计电路原理图（主要由主电路和传感器组成），根据资料用电路模拟软件进行电路模拟仿真5～6周：统计并购买元器件和车模，绘制并印刷电路板7～10周：电路焊接及车模改装11～14周：进行调试15～18周：整理资料、写论文，根据情况得出结论。谢谢！