飛思卡爾杯智能車設計與實踐

第1章概述1
1.1智能車競賽背景1
1.1.1汽車與汽車電子1
1.1.2智能車研究意義2
1.1.3智能與新能源3
1.2國內外智能汽車研究與競賽6
1.2.1基于真實車輛6
1.2.2基于模型車8
1.2.3“飛思卡爾”杯智能車競賽9
1.3車模、規(guī)則和賽道概述10
1.3.1車模10
1.3.2規(guī)則12
1.3.3賽道16
1.3.4參考賽道22
第2章機械系統(tǒng)及性能調校24
2.1機械系統(tǒng)簡介24
2.2轉向系統(tǒng)25
2.2.1舵機轉向結構25
2.2.2阿克曼轉角定律25
2.2.3舵機固定方式26
2.2.4轉向系統(tǒng)設計27
2.2.5轉向類型28
2.3行駛系統(tǒng)28
2.4動力傳動系統(tǒng)30
2.5傳感器固定支架31
2.6整車系統(tǒng)及調校32
2.6.1輪胎32
2.6.2外廓尺寸33
2.6.3質心位置調校35
2.6.4懸架調校37
2.6.5前輪定位參數(shù)調校38
2.6.6直線行駛性能調校40
2.6.7動力傳動系統(tǒng)調校40
2.7車模更改相關規(guī)定41
第3章智能車總體設計與通用電路42
3.1智能車分析42
3.2總體設計43
3.2.1攝像頭組43
3.2.2電磁組44
3.2.3光電平衡組47
3.3單片機最小系統(tǒng)板48
3.3.1電源電路49
3.3.2時鐘電路49
3.3.3復位電路52
3.3.4JTAG接口電路53
3.4電源系統(tǒng)53
3.4.1線性電源53
3.4.2開關電源54
第4章飛思卡爾微控制器56
4.1微控制器選擇56
4.2Kinetis系列微控制器57
4.2.1概述57
4.2.2K60系列58
4.2.3KL25系列60
4.2.4Kinetis EA系列61
4.316位微控制器S12X系列64
4.3.1概述64
4.3.2模塊介紹65
4.4ColdFire系列單片機69
4.4.1概述69
4.4.2藍宙電子公司的ColdFire模塊69
4.5DSC系列單片機70
4.5.1概述70
4.5.2龍丘公司的MC56f8300單片機71
4.6仿真器72
4.6.1BDM仿真器72
4.6.2JLINK73
第5章編譯環(huán)境和外設75
5.1IDE概述75
5.2CodeWarrior76
5.2.1新建工程76
5.2.2工程概覽81
5.3單片機內部資源配置82
5.3.1配置CPU82
5.3.2GPIO的使用83
5.3.3外部中斷的使用85
5.3.4定時/計數(shù)器的使用88
5.3.5PWM90
5.3.6通用異步串行口UART93
5.3.7A/D轉換器95
5.3.8同步串行接口SPI98
5.3.9I2C總線99
5.4Keil μVision4101
第6章電機與舵機驅動電路105
6.1電機驅動電路概述105
6.1.1單向控制電路105
6.1.2可逆控制電路106
6.2基于MC33886的電機驅動模式107
6.2.1電機型號107
6.2.2MC33886單片H橋驅動芯片108
6.2.3單片MC33886應用電路111
6.3基于BTS7960的電機驅動方案112
6.3.1BTS7960的基本特征和內部框圖112
6.3.2封裝與引腳114
6.3.3應用電路115
6.4基于普通MOS管電機驅動電路116
6.4.1基于CMOS邏輯芯片驅動116
6.4.2基于半橋驅動芯片方案117
6.5轉向模塊——舵機119
6.5.1基本原理119
6.5.2Futaba S3010（A/C車模）120
6.5.3SD5數(shù)字舵機（B車模）120
第7章賽道傳感器及接口設計122
7.1攝像頭模塊122
7.1.1攝像頭基礎知識122
7.1.2圖像信號相關概念解釋123
7.1.3OV7620攝像頭125
7.1.4OV7620攝像頭模塊125
7.1.5OV5116129
7.2線性CCD模塊133
7.2.1TSL1401134
7.2.2藍宙線性CCD模塊136
7.2.3關于鏡頭和偏振片137
7.2.4線性CCD使用中的一些問題137
7.3電磁賽道傳感器142
7.3.1分立元器件電磁放大檢波電路143
7.3.2集成運放電磁放大檢波電路143
第8章通用傳感器及接口設計146
8.1測速模塊——編碼器146
8.1.1基本原理146
8.1.2歐姆龍雙相編碼器148
8.1.3Mini512Z149
8.2加速度傳感器151
8.2.1MMA7260引腳描述151
8.2.2MMA7260的硬件設計152
8.2.3MMA7260輸出電壓153
8.2.4MMA7260使用方法155
8.3陀螺儀155
8.3.1陀螺儀應用156
8.3.2加速度計與陀螺儀的數(shù)據(jù)融合157
8.4磁場感應傳感器158
8.4.1干簧管158
8.4.2霍爾傳感器159
第9章控制算法及平衡車實例163
9.1PID控制163
9.1.1位置式與增量式PID控制算法163
9.1.2PID算法的改進形式165
9.1.3PID參數(shù)調節(jié)技巧168
9.2濾波算法168
9.3卡爾曼濾波算法170
9.3.1概述170
9.3.2卡爾曼濾波應用實例171
9.4PID實施方法（以平衡車控制為例）176
9.4.1平衡車直立控制178
9.4.2平衡車速度控制179
9.4.3平衡車方向控制180
9.4.4核心代碼參考181
第10章調試助手與系統(tǒng)調試185
10.1調試方法的改進185
10.2攝像頭智能車的調試方法189
10.2.1賽道提取189
10.2.2十字路處理191
10.3攝像頭智能車控制策略194
10.3.1改進的PD算法194
10.3.2速度控制方案195
10.3.3圖像的采集196
10.3.4閾值的動態(tài)計算197
10.4電磁車調試中的問題198
10.4.1歸一化198
10.4.2偏差計算方法199
10.4.3信號丟失的處理方法203
10.4.4彎道重疊問題203
參考文獻205