飞思卡尔大赛资料总结

（论坛网友分享，在此分享给广大参加比赛的同学，预祝取得好成绩）

机械调整主销内倾3度主销后倾0到1度前轮外倾1度前轮前束6mm

3.1 前轮的调整

现代汽车在正常行驶过程中，为了使汽车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动

回正，并减少轮胎和转向系零件的磨损等，在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的

相对安装位置，叫做车轮定位，其主要定位参数包括：主销后倾、主销内倾、车轮外倾

和前束。对于模型车的前轮四项定位参数均可调。

1）如图3-1 所示，主销后倾角是指主销装在前轴，上端略向后倾斜的角度。它使车

辆转弯时产生的离心力所形成的力矩方向与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转后自动恢

复到原来的中间位置上。因此，主销后倾角越大，车速越高，

前轮稳定性也愈好。但是

过大的主销后倾角会使转向沉重，容易造成赛车转弯迟滞。我们希望赛车能够转向灵活，

故把主销后倾角设定为1~5°。

图3-1 主销后倾纠正车轮偏转原理图

2）主销内倾角是主销轴线与地面垂直线在汽车横向断面内的夹角，它也有使车轮自

动回整的作用。主销内倾还会使主销轴线延长线与路面的交点到车轮中心平面的距离减

少，同时转向时路面作用在转向轮上的阻力矩也会减少，使得转向更轻便灵活。所以为

了使得赛车转向更加灵活，我们将主销内倾角控制在0 度左右。

方法（1）垫片（2）偏心凸轮（3）长孔（4）球头旋转（5）支柱旋转（7）楔形垫片（6）调整轴承座（8）偏心螺栓（7）

偏心衬套（10）偏置球头

3）如图3-2，前轮外倾角对赛车的转弯性能有直接影响，它的作用是提高前轮的转

向安全性和转向操纵的轻便性。前轮外倾角俗称“外八字”，如果车轮垂直地面一旦满载

就易产生变形，可能引起车轮上部向内倾侧，导致车轮联接件损坏。所以事先将前轮外

倾角设在1°左右。

图3-2 前轮外倾角示意图图

3-3 前轮约束示意图

4）当车轮有了外倾角时，在滚动时就类似于圆锥滚动，从而导致两侧车轮向外滚开。

如图3-3，前束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差，也指前轮中心线与纵向

中心线的夹角。前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能，减少轮胎的磨损。前轮在滚动

时，其惯性力会自然将轮胎向内偏斜，如果前束适当，轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消，

轮胎内外侧磨损的现象会减少。

3.2 舵机的安装与舵机力臂的调整

3.2.1 舵机的安装

舵机转向是整个控制系统中延迟较大的一个环节，为了减小此时间常数，可以通过

改变舵机的安装位置，而并非改变舵机本身结构的方法就可以提高舵机的响应速度。分

析舵机控制转向轮转向的原理可以发现，在相同的舵机转向条件下，转向连杆在舵机一

端的连接点离舵机轴心距离越远，转向轮转向变化越快。这相当于增大力臂长度，提高

线速度。故我们将舵机架在车的前端部分的较高位置，这样舵盘较小的转幅就能够满足

前轮较大的转角要求。这样安装的优点是：1.改变了舵机的力臂，使转向更灵敏；2.舵机

安装在了正中央，使左右转向基本一致。

3.2.2 舵机力臂的调整

相对于S12 单片机的处理速度，舵机的响应存在着较大的延时，对舵机的改造着实

需要。在相同的舵机转速条件下，转向连杆在舵机一端的连接点离舵机轴心距离越远，

转向轮转向变化越快，本模型车中通过用转向盘代替舵机上的曲柄来增大舵机的上连接

点到舵机中心的距离，增加了输出转动力矩，使得前轮在转向时更加灵敏。其机械结构

如下图3.4 所示。

图3.4 舵机力臂机械结构

3.3 差速器的调整

差速器的作用是在车模转弯的时候，降低后轮与地面之间的滑动，并保证在轮胎抱

死时不损害电机。

差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙，过松过紧都会使差速器性能降低，转弯

时阻力小的车轮会打滑，从而影响车模的过弯性能。好的差速机构，在电机不转的情况

下，右轮向前转过的角度与左轮向后转过的角度之间误差很小，不会有迟滞或者过转动

情况发生。

1不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度

2默写应用中ADC可能需要连续的采样（4K SPS/S），这可能给CPU带来很大的负荷。使用

PDB定时器触发ADC可以减轻CPU的一部分负担。ADC 的DMA功能支持可以实现高性能的快

速ADC采样或者是ADC使用PDB做周期触发。在转换完成时ADC可以触发DMA

4 可以对pll时钟进行超频

8硬件平均会比软件快吗？采集质量如何？

10PWM通道级联去配置一下128

11bangbang 赛道记忆

133.3.3 后轮差速机构调节

差速机构的作用是在车模转弯的时候，降低后轮与地面之间的滑动；并且还可以保证在轮

胎抱死的情况下不会损害到电机。当车辆在正常的过弯中（假设：无转向不足亦无转向过度），

此时4 个轮子的转速（轮速）皆不相同，依次为：外侧前轮>外侧后轮>内侧前轮>内侧后轮。

此时所使用车模配备的是后轮差速器。差速器的特性是：阻力越大的一侧，驱动齿轮的转速越

低；而阻力越小的一侧，驱动齿轮的转速越高，以此次使用的后轮差速器为例，在过弯时，因

外侧前轮轮胎所遇的阻力较小，轮速便较高；而内侧前轮轮胎所遇的阻力较大，轮速便较低。

差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙，过松过紧都会使差速器性能降低，转弯时阻力

小的车轮会打滑，从而影响车模的过弯性能。好的差速器，在电机不转的情况下，右轮向前转

过的角度与左后轮转过的角度之间误差很小，不会有迟滞和过转向情况。

差速器的调整可以使用车模套件里的相应工具拧后轮的螺母，如图3-21 所示。

14 75

图7-4 模糊控制器结构图

处理模糊运算分为三个阶段：

（1）首先根据隶属度函数将过程变量变成模糊输入，这部分工作在模糊化接口中完成，

然后将结果放入存储器；

（2）推理运算部分根据规则库和模糊运算输入得到模糊输

出，也放入存储器；

（3）解模糊部分通过隶属度函数及相关规则将模糊输出变成控制输出，送往执行机构。

在计算曲率时取了三个有效点，如图7-5：

图7-5 计算曲率的有效点

曲率计算示意图

定义曲率

CURVE= (X1-X2)-(X2-X3)

= X1+X3-2*X2

式中的X1，X2，X3 定义见上图

计算出来的曲率值恒为正，因为有专门的程序判别是左弯还是右弯，所以只需知道赛道的

弯曲程度就可以了。

将CURVE 模糊化，模糊子集定义为：

CURVE={零，极小，小，大，非常大}

注：如果为零，表示曲率半径无穷大，该赛道为直道。

将CURVE 的语言变量定义为：

Z = 零

VS = 极小

S = 小

B = 大

VB = 极大

将CURVE 量化为7 个等级，分别为0，1，2，3，4，5，6

那么CURVE 的论域为：CURVE={0，1，2，3，4，5，6}

对于KP 值同样进行模糊化，模糊子集定义为：

Kp = {零，极小，小，大}

将Kp 的语言变量定义为：

Z = 零

VS = 极小

S = 小

B = 大

然后建立模糊控制规则表，如下表：

表7-2 模糊控制规则表

CURVE

当智能车在直道行走的时候，可以给最高速度；当智能车在弯道出直道时，

速度相对高速；当智能车直道入弯的时候，速度突然减下来；当智能车在弯道时，相对低速。

2.3.4 采样周期的选择

香农（Shannon）采样定律：为不失真地复现信号的变化，采样频率至少应大于或等于连续

信号最高频率分量的二倍。根据采样定律可以确定采样周期的上限值。实际采样周期的选择还要受

到多方面因素的影响，不同的系统采样周期应根据具体情况来选择。

采样周期的选择，通常按照过程特性与干扰大小适当来选取采样周期：即对于响应快、（如流

量、压力）波动大、易受干扰的过程，应选取较短的采样周期；反之，当过程响应慢（如温度、成

份）、滞后大时，可选取较长的采样周期。

采样周期的选取应与PID参数的整定进行综合考虑，采样周期应远小于过程的扰动信号的周期，

在执行器的响应速度比较慢时，过小的采样周期将失去意义，因此可适当选大一点；在计算机运算

速度允许的条件下，采样周期短，则控制品质好；当过程的纯滞后时间较长时，一般选取采样周期

为纯滞后时间的1/4～1/8。

17人们通过对PID 控制理论的认识和长期人工操作经验

的总结，可知PID 参数应依据以下几点来

适应系统的动态过程。

1、在偏差比较大时，为使尽快消除偏差，提高响应速度，同时为了避免系统响应出现超调，Kp

取大值，Ki取零；在偏差比较小时，为继续减小偏差，并防止超调过大、产生振荡、稳定性变坏，

Kp值要减小，Ki取小值；在偏差很小时，为消除静差，克服超调，使系统尽快稳定，Kp值继续

减小，Ki值不变或稍取大。

2、当偏差与偏差变化率同号时，被控量是朝偏离既定值方向变化。因此，当被控量接近定值

时，反号的比列作用阻碍积分作用，避免积分超调及随之而来的振荡，有利于控制；而当被控量远未接近各定值并向定值变化时，则由于这两项反向，将会减慢控制过程。在偏差比较大时，偏差变化率与偏差异号时，Kp值取零或负值，以加快控制的动态过程。

3、偏差变化率的大小表明偏差变化的速率，e －e 越大，Kp取值越小，Ki取值越大，反

之亦然。同时，要结合偏差大小来考虑。

4、微分作用可改善系统的动态特性，阻止偏差的变化，有助于减小超调量，消除振荡，缩短

调节时间t ，允许加大Kp，使系统稳态误差减小，提高控制精度，达到满意的控制效果。所以，s

在e 比较大时，Kd取零，实际为PI 控制；在e 比较小时，Kd取一正值，实行PID控制。

18PID自整定Kp Ki 自动调整方程

19 PID参数整定一般步骤

a.确定比例增益P

确定比例增益P 时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0（具体见PID的参数设定说明），使PID 为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的

60%~70%。比例增益P调试完成。

b.确定积分时间常数Ti

比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti 调试完成。

c.确定积分时间常数Td

积分时间常数Td一般不用设定，为0即可。若要设定，与确定P和Ti的方法相同，取不振荡时的30%。

d.系统空载、带载联调，再对PID参数进行微调，直至满足要求

20主程序为一个顺序执行的无限循环的程序。主程序首先对系统硬件和系统各变量进行初始化。先关中断，设

置MCU工作频率和各个外设的状态，初始化各端口，控制算法初始化，然后开中断，最后程序进入主循环。

弯心前减速，弯心后加速

转弯坡道减速直道加速

22 差速调的好，过弯可以不减速

因为要节能，所以尽量不要加减速

23直道的速度直接由弯道决定，再除去轮胎等情况的问题下，

弯道能达到多快是决定一切的一个重要因素。以曲率最小的方式度过弯道就是最优的路径，就是说以最缓的轨线压过赛道

24 差速可以是外轮加速内轮减速

25大神说S3010舵机的最适合频率是50Hz

26前瞻40cm或更长

27关于单电机车模后轮的硬件差速问题，大家都知道，车体的转向一方面靠前轮控制方向，一方面靠后轮的差速。但是这次我们使用的是单电机，不能像双电机一样程序控制差速。所以要用到硬件差速。具体实现就是调后轮的螺丝。听学长们说把电机开着，用手捏着一个轮子（不让它转动），另一个轮子还能转动，这样硬件差速就算调好了

28电机控制用增量+棒棒

29完整的pid系统是和时间有密切相关的。时间反应到程

序中我想就是咱们说的采样周期吧。

在控制电机的时候，采样周期一定要尽可能的短。这样才能使响应时间尽可能的短。

编码器的话在有条件的情况下尽可能选择线数大的。我们这次采用的是200线的编码器。后来发现计得的数值比较小。不太利于控制。

30关于调试板，由于比赛不可以考程序，我们只能带着爱车和一块取代电脑地位的调试板去比赛，

调试板可以用拨码开关：八位可以有256个状态，怎么配合使用是自己的思路了；

31最好还是在前轮加上一个减震的弹簧，垫在前轮的导杆和轮子之间，这样减震很明显，不会有那么明显的“车震”了~

32车甩尾过弯打滑无非三种情况，轮胎太硬需要打磨，

直道入弯没有减速，差速不当

33补充差速可以试试内侧不减速外侧加速或者外侧不变内侧减速

34直立式安装方案是目前采用最多的安装方

式，这种安装方案，安装很简单，在淘宝店都可以买到对应的安装支架，买回来按照安装图直接安装就好了，并且每个商家还会提供配套的圆盘和转向连接片，很方便，这种安装方案是大多新车手首选的安装方案。

安装简单，调试也简单。

直立式安装方案里，很多车友会在舵机支架下面再加个铜柱，目的是提高连接片的长度，也就是增长舵机的有效力臂长度，进而提高了舵机的灵敏性和响应速度，实际应用中，这种方法非常有效，尤其是在调车前期，程序不太完备的时候，转弯的灵敏性决定了车的最终成绩。推荐大家可以尝试这种方法，但是如果要采用这种方法，连接片就要自己根据自己所加铜柱的高度，自制一个合适的连接片。直立式的优点是安装简单，力矩长，响应速度快，这也使它重心升高，转弯容易侧翻。

放电池的地方需要打磨

不判断直道和弯道，或者说所有都看成是弯道。赛道是连续的，判断直道和弯道就是突变了，效果不可能好。不过后期提速在速度策略上可以判断直道和弯道，通常根据ad

王神的pd不是分段的

省轮子是指恰到好处的舵量

动态p可以说是n段p，n一般很大

调弯道切线的算法。看你们的和北科的视频，明显感觉到是在切内弯

摩擦轮胎

电磁组想跑的快，参数的作用只占1/3左右

Pid调节超调小到满意，振荡小到满意，响应快到满意

直道中心，以车头为圆心旋转40度（左右共80度）的时候，就可以丢线了！！！！！

最近看到论坛很多差比和的，但我实际看曲线，曲线区间只有25cm，因为当车往右水平移动过程中，左端电感到达电磁线正上方时，差比和曲线就已经达到最大值了，

那这个区间不是太过窄了吗？

可以在这个时候锁定差值，和值继续变化。

用导线将电机接地！！！

写锁差值算法时，把丢线处理注释掉！

差比和，某个时候锁差值。

当左右电感差值大于某个值时，锁定这个差值！（看入弯的时候，注意区别大小s）（也就是大弯锁差值，而小弯不锁）（过连续的大弯即大S弯时，要及时解除锁定的差值，否则过第二个弯时会反向打角）

当左右电感差值小于某个值时（一般是弯入直道的地方），解除这个差值！

前瞻过长，等过弯道的时候一定要加锁。。。杆子伸出去了会检测不到电磁信号。

一定程度上可以说连续弯道走得越直，速度就越快，但是这样看起来就更慢了。如果看起来左右转非常迅速的，那种看起来快，但是实际却不一定很快。

C车差速目测根据偏差给的很多，也可能有根据类似计算曲率给的，也许更多的应该是以偏差为基础，优化给的。

根据角度的V_left = V * ( 1 + ( B * tan@ ) / ( 2 * L))

V_right = V * ( 1 - ( B * tan@ ) / ( 2 * L))

注：V为设定速度，B为后轮轮距，L为前后轮轮距，@为车身与路线夹角。

偏差决定左右电机速度

吧友可以将舵机打到固定角（如0-500）在每个角固定时推车记下两个轮子的轨迹测出半径R之比就是速度之比

可能有问题或缺陷

s3010转动速度是0.16s转60度，要打死，需要0.1s左右，如果速度3米每秒，打死前已经前进了30cm

前瞻长过直角和大弯才能流畅！！！！！

前瞻给50吧！！！

经过实际的尝试，我最后是选择了用软件模拟机械差速（a'b 车差速器）的方法，再模拟lsd限滑差速，从而达到了一个比较好的效果。为什么用模拟机械差速的方法呢？模拟差速器是一种被动的差速器，它不会主动的去改变两个轮子的速度，所以也就不需要去建立复杂的模型，它会随着两边轮子实际的负载情况和实际的路程而改变输出（参考机械差速的原理），从而使小车更稳定。当然，若采用被动的差速，那么就不能像电子主动差速那样想着靠差速来增强转向了。ps:可以在这个基础上跟随转向控制量增加一定偏移量的输出，也是可以的。

首先是模仿机械差速：一侧快多少，另一侧就慢多少（总速度为0，右边正转一圈，左边就会反转一圈）。当总的期望速度不变时，一侧比总的期望快了多少，另一侧的期望就要慢多少，然后PID控制。但是跟机械差速又不同，理论上这样会发散，一定会出现一个轮子最低速，一个最高速，所以还需要增加一些处理，比如增加阻尼和LSD限滑的方法等等，让整体稳定。

37起跑线只会在直道，那么弯道触发就忽略，然后检测到起跑线要有一个延时，最好可以用外部中断触发啦~

38 oled的CS可以接地看看跑起来还会不会花屏

39电机都是有死区电压的，每个电机的死区电压可能不一样，所以就算你给了相同的占空比，转速也不一定一样。

40两个竖直的电感检测直角，发现直角再根据这两个电感的

差值打角（可以考虑）

飞思卡尔智能车比赛细则

2016

第十一届竞赛规则导读参加过往届比赛的队员可以通过下面内容了解第十一届规则主要变化。如果第一次参加比赛，则建议对于本文进行全文阅读。相对于前几届比赛规则，本届的规则主要变化包括有以下内容： 1.本届比赛新增了比赛组别，详细请参见正文中的图1和第四章的“比赛任务” 中的描述； 2.第十届电磁双车组对应今年的A1组：双车追逐组。其它组别与新组别的对应关系请参见图2； 3.为了提高车模出界判罚的客观性，规则提出了两种方法：路肩法和感应铁丝法，详细请见赛道边界判定”； 4.改变了原有的光电计时系统，所有赛题组均采用磁感应方法计时，详细请参见“计时裁判系统”； 5.取消了第十届的发车灯塔控制的方式； 6.赛道元素进行了简化，详细请参见“赛道元素”； 7.赛道材质仍然为PVC耐磨塑胶地板，但赛题组A2不再需要赛道。 8.对于车模所使用的飞思卡尔公司MCU的种类、数量不再限制。 9.比赛时，每支参赛队伍的赛前准备时间仍然为20分钟，没有现场修车环节。

一、前言智能车竞赛是从2006开始，由教育部高等教育司委托高等学校自动化类教学指导委员会举办的旨在加强学生实践、创新能力和培养团队精神的一项创意性科技竞赛。至今已经成功举办了十届。在继承和总结前十届比赛实践的基础上，竞赛组委会努力拓展新的竞赛内涵，设计新的竞赛内容，创造新的比赛模式，使得围绕该比赛所产生的竞赛生态环境得到进一步的发展。为了实现竞赛的“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”的指导思想，竞赛内容设置需要能够面向大学本科阶段的学生和教学内容，同时又能够兼顾当今时代科技发展的新趋势。第十一届比赛的题目在沿用原来根据车模识别赛道传感器种类进行划分的基础类组别之上，同时增加了以竞赛内容进行划分的提高类组别，并按照“分赛区普及，全国总决赛提高”的方式，将其中一个类别拓展出创意类组别。第十一届比赛的题目各组别分别如下： ●基础类包括B1光电组、B2摄像头组、B3电磁直立组、B4电轨组； ●提高类包括A1双车追逐组、A2信标越野组； ●创意类包括I1 电轨节能组。图 1 不同组别，不同挑战度每个组别在选用的车模、赛道识别方法、完成任务等方面存在差别，对于参赛选手不同学科知识和能力要求也不同，制作的挑战度也有较大的区别。相比较而言，

飞思卡尔单片机LED控制例程详解

我的第一个LED程序准备工作：硬件：Freescale MC9S08JM60型单片机一块；软件：集成开发环境codewarrior IDE；开发板上有两个LED灯，如下图所示：实验步骤： 1．首先，确保单片机集成开发环境及USBDM驱动正确安装。其中USBDM的安装步骤如下：?假设之前安装过单片机的集成开发环境6.3版本：CW_MCU_V6_3_SE； ?运行USBDM_4_7_0i_Win，这个程序会在c盘的程序文件夹下增加一个目录C:\Program Files\pgo\USBDM 4.7.0，在这个目录下： 1〉C:\ProgramFiles\pgo\USBDM 4.7.0\FlashImages\JMxx下的文件 USBDM_JMxxCLD_V4.sx是下载器的固件文件； 2〉C:\Program Files\pgo\USBDM 4.7.0\USBDM_Drivers\Drivers下有下载器的usb 驱动所以在插入usb下载器，电脑提示发现新的usb硬件的时候，选择手动指定驱动安装位置到以上目录即可。 ?运行USBDM_4_7_0i_Win之后，还会在目录： C:\Program Files\Freescale\CodeWarrior for Microcontrollers V6.3\prog\gdi 下增加一些文件，从修改时间上来看，增加了6个文件，这些文件是为了在codewarrior 集成开发环境下对usb下载器的调试、下载的支持。

2．新建一个工程，工程建立过程如下： ?运行单片机集成开发环境codewarrior IDE ?出现如下界面 ●Create New Project ：创建一个新项目工程 ●Load Example Project ：加载一个示例工程 ●Load Previous Project ：加载以前创建过的工程 ●Run Getting started Tutorial：运行CodeWarrior软件帮助文档 ●Start Using CodeWarrior：立刻使用CodeWarrior ?点击Create New project按钮，以创建一个新的工程，出现选择CPU的界面如下，请选择HCS08/HCS08JM Family/MC9S08JM60，在右边的Connection窗口

飞思卡尔智能车竞赛新手入门建议

每年都会有很多新人怀着满腔热情来做智能车，但其中的很多人很快就被耗光了热情和耐心而放弃。很多新人都不知道如何入手，总有些有劲无处使的感觉，觉得自己什么都不会，却又不知道该干什么。新人中存在的主要问题我总结了以下几点： l缺乏自信，有畏难情绪作为新人，一切都是新的。没有设计过电路，没有接触过单片机，几乎什么都不会。有些新人听了两次课，看了两篇技术报告，就发现无数不懂不会的东西，于是热情在消退，信心在减弱。这些都是放弃的前兆。殊不知，高手都是从新人过来的，没有谁天生什么都会做。一件事件，如果还没开始做，就自己否定自己，认为自己做不到，那么肯定是做不到的。 l习惯了被动接收知识，丧失了主动学习的能力。现在的学生大多从小习惯了被灌输知识，只学老师教的，只学老师考的。殊不知一旦走向社会，将不再有老师来教，不再有应付不完的考试。做智能车和传统的教学不同，学生将从被动学习的地位转变为主动学习。就算有指导老师，有指导的学长，但也都处于被动地位，往往都不会主动来教。有的学生一开始就没有转变思想，还希望就像实验课一样，老师安排好步骤1，2，3……，然后自己按照老师安排好的步骤按部就班的完成。这样的学生，往往都丧失了提出问题和分析问题的能力，只是一个应付考试的机器。要知道，解决问题的第一步是提出问题，如果总等着别人来教，那么问题永远会挡在你面前。 l缺乏团队精神和合作意识智能车比赛是以团队的形式参赛，只依靠个人能力单兵作战就能取得好成绩的是很少很少的。当今社会，任何人的成功都离不开身后的团队的支撑。智能车是一个很复杂的系统，电路、机械、传感器、单片机、底层驱动、控制算法……。如果所有的任务都是一个人去完成，固然锻炼了自己，但想做的很好却很不现实。很多新人，来到实验室，来到一个陌生的环境和团队，连向学长请教，和同学交流的勇气都没有，又如何融入团队呢。除了要主动融入团队，还要培养自己的团队意识。团队精神往往表现为一种责任感，如果团队遇到问题，每个人都只顾自己，出了错误，不想着解决问题，而是互相推诿埋怨。这样的团队，肯定是无法取得好成绩的。 l缺乏耐心和细心的精神其实把一件事做好很简单，细心加上耐心。不细心就想不到，没有耐心，即使想到了也做不到。做事怕麻烦，将就，说白了就是惰性在作祟。明明可以把支架做的更轻更漂亮，明明可以把程序写的更简洁，明明可以把电路设计得更完善……。其实，每个人都有很大潜力，如果不逼自己一次，你永远不知道自己的潜力有多

飞思卡尔杯智能车竞赛报告总结

1.1. 系统分析智能车竞赛要求设计一辆以组委会提供车模为主体的可以自主寻线的模型车，最后成绩取决于单圈最快时间。因此智能车主要由三大系统组成：检测系统，控制系统，执行系统。其中检测系统用于检测道路信息及小车的运行状况。控制系统采用大赛组委会提供的16位单片机MC9S12XS128作为主控芯片，根据检测系统反馈的信息新局决定各控制量——速度与转角,执行系统根据单片机的命令控制舵机的转角和直流电机的转速。整体的流程如图1.1，检测系统采集路径信息，经过控制决策系统分析和判断，由执行系统控制直流电机给出合适的转速，同时控制舵机给出合适的转角，从而控制智能车稳定、快速地行驶。图2.1 1.2. 系统设计参赛小车将电感采集到的电压信号,经滤波,整流后输入到XS128单片机，用光电编码器获得实时车速，反馈到单片机，实现完全闭环控制。速度电机采用模糊控制，舵机采用PD控制，具体的参数由多次调试中获得。考滤到小车设计的综合性很强，涵盖了控制、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科领域，因此我们采用了模块化设计方法，小车的系统框图如图2.2。

第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告图2.2 1.3. 整车外观图2.3

1.4. 赛车的基本参数智能车竞赛所使用的车模是东莞市博思公司生产的G768型车模，由大赛组委会统一提供，是一款带有摩擦式差速器后轮驱动的电动模型车。车模外观如图3.1。车模基本参数如表3.1。图3.1 表3.1车模基本参数 1.5. 赛车前轮定位参数的选定

第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告现代汽车在正常行驶过程中，为了使汽车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动回正，减少轮胎和转向系零件的磨损等，在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的相对安装位置，叫车轮定位，其主要的参数有：主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。模型车的前轮定位参数都允许作适当调整，故此我们将自身专业课所学的理论知识与实际调车中的赛车状况相结合，最终得出赛车匹配后的前轮参数[6]。 1.5.1. 主销后倾角主销后倾角是指在纵向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角γ，如图3-2。模型车的主销后倾角可以设置为0、 2°?3°、 4°?6°，可以通过改变上横臂轴上的黄色垫片来调整，一共有四个垫片，前二后二时为0°，前一后三为2°?3°，四个全装后面时为4°?6°。由于主销后倾角过大时会引起转向沉重，又因为比赛所用舵机特性偏软，所以不宜采用大的主销后倾角，以接近0°为好，即垫片宜安装采用前二后二的方式，以便增加其转向的灵活性。如图3.3。图3.2 图3.3 1.5. 2. 主销内倾角主销内倾角是指在横向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角β，如图3.4,它的作用也是使前轮自动回正。对于模型车，通过调整前桥的螺杆的长度可以改变主销内倾角的大小，由于前轴与主销近似垂直的关系，故主销内倾角

飞思卡尔--智能车舵机讲解

2.2 舵机的安装完成了玩具车的拆卸之后要做的第二步就是安装舵机，现在市场上卖的玩具车虽然也具有转向功能，但是前轮的转向多是依靠直流电机来驱动，无论向哪个方向转都是一下打到底，无法控制转过固定的角度，因此根据我们的设计需求，需要将原有的转向部分替换成现有的舵机，以实现固定转角的转向。舵机的实物图如图 2.1所示。需要说明的是由于小车系玩具车改装，在安装舵机是需要合理的利用小车的结构，将舵机安装牢固，同时还需注意合理利用购买舵机是附赠的齿轮，从而将舵机固定在合适的位置。舵机的安装方式有俯式、卧式多种，不同的安装方法力臂长短、响应速度都有所不同，这一点请自己根据实际情况合理选择，图 2.2 为舵机的安装图。 5

图 2.1 舵机实物图图 2.2 舵机安装图舵机安装过程中有一点需要尤其注意，由于舵机不是360°可转的，因此必须保证车轮左右转的极限在舵机的转角范围之内。舵机安装完毕之后就可以对小车的转角进行控制了，但是由于玩具车的车体设计往往限制了小车的转角，因此可以对小车进行局部的“破坏”来增大前轮的转角，要知道在比赛中追求速度的同时一个大的转角对小车的可控性会有一个很大的提升，如图2.3 所示，就是对增加小车转角的一个改造，这是我在去年小车比赛中的用法。将阻碍前轮转角的一部分用烙铁直接烫掉。但是这种做法也有风险，由于你的改造会破坏小车的整体 7

结构，有可能会对小车的硬件结构造成破坏，因此如果你的小车在改造之后显得过于脆弱的话那你就要对你的小车采取些加固措施了。 3.4 舵机转向模块设计舵机是小车转向的控制机构，具有体积小、力矩大、外部机械设计简单、稳定性高等特点，无论是在硬件还是软件舵机设计是小车控制部分的重要组成部分，舵机的主要工作流程为：控制信号→控制电路板→电机转动→齿轮组减速→舵盘转动→位置反馈电位计→控制电路板反馈。图 3.11 为舵机的实物图。 7

飞思卡尔智能车舵机控制

智能车的制作中,看经验来说,舵机的控制是个关键.相比驱动电机的调速,舵机的控制对于智能车的整体速度来说要重要的多. PID算法是个经典的算法,一定要将舵机的PID调好,这样来说即使不进行驱动电机的调速(匀速),也能跑出一个很好的成绩. 机械方面: 从我们的测试上来看,舵机的力矩比较大,完全足以驱动前轮的转向.因此舵机的相应速度就成了关键.怎么增加舵机的响应速度呢?更改舵机的电路?不行,组委会不允许.一个非常有效的办法是更改舵机连接件的长度.我们来看看示意图: 从上图我们能看到,当舵机转动时,左右轮子就发生偏转.很明显,连接件长度增加,就会使舵机转动更小的转角而达到同样的效果.舵机的特点是转动一定的角度需要一定的时间.不如说(只是比喻,没有数据),舵机转动10度需要2ms,那么要使轮子转动同样的角度,增长连接件后就只需要转动5度,那么时间是1ms,就能反应更快了.据经验,这个舵机的连接件还有必要修改.大约增长0.5倍~2倍. 在今年中,有人使用了两个舵机分别控制两个轮子.想法很好.但今年不允许使用了.

接下来就是软件上面的问题了. 这里的软件问题不单单是软件上的问题,因为我们要牵涉到传感器的布局问题.其实,没有人说自己的传感器布局是最好的,但是肯定有最适合你的算法的.比如说,常规的传感器布局是如下图: 这里好像说到了传感器,我们只是略微的一提.上图只是个示意图,意思就是在中心的地方传感器比较的密集,在两边的地方传感器比较的稀疏.这样做是有好处的,大家看车辆在行驶到转弯处的情况: 相信看到这里，大家应该是一目了然了，在转弯的时候，车是偏离跑道的，所以两边比较稀疏还是比较科学的，关于这个，我们将在传感器中在仔细讨论。在说到接下来的舵机的控制问题，方法比较的多，有人是根据传感器的状态,运用查表法差出舵机应该的转角,这个做法简单,而且具有较好的滤波"效果",能够将错误的传感器状态滤掉;还有人根据计算出来的传感器的中心点(比

飞思卡尔单片机寄存器及汇编指令详解

附录I：寄存器地址列表直接页面寄存器总结

高页面寄存器总结

非易失寄存器总结注：直接页面寄存器表地址的低字节用粗体显示，直接寻址对其访问时，仅写地址低字节即可。第2列中寄存器名用粗体显示以区别右边的位名。有0的单元格表示未用到的位总是读为0，有破折号的单元格表示未用或者保留，对其读不定。

附录II 指令接与寻址方式 HCS08指令集概括运算符 () = 括号种表示寄存器或存储器位置的内容 ← = 用……加载(读: “得到”) & = 布尔与 | = 布尔或 ⊕= 布尔异或 ×= 乘 ÷ = 除 : = 串联 + = 加 - = 求反(二进制补码) CPU registers A =>累加器 CCR =>条件代码寄存器 H =>索引寄存器,高8位 X => 索引寄存器,低8位 PC =>程序计数器 PCH =>程序计数器,高8位 PCL =>程序计数器,低8位 SP =>堆栈指针存储器和寻址 M =>一个存储区位置或者绝对值数据,视寻址模式而定 M:M + 0x0001 => 两个连续存储位置的16位值.高8位位于M的地址,低8位位于更高的连续地址. 条件代码寄存器(CCR)位 V => 二进制补码溢出指示,第7位 H => 半进位,第4位 I => 中断屏蔽,第 3位 N => 求反指示器, 第2位 Z => 置零指示器, 第1位 C => 进/借, 第0位 (进位第 7位 ) CCR工作性符号 – => 位不受影响 0 = > 位强制为0 1 = > 位强制为1

= >根据运算结果设置或清除位 U = > 运算后没有定义机器编码符号 dd =>一个直接寻址0x0000–0x00FF的低8位(高字节假设为0x00) ee => 16位偏移量的高8位 ff => 16位偏移量的低8位 ii => 立即数的一个字节 jj => 16位立即数值的高位字节 kk => 16位立即数值的低位字节 hh => 16位扩展寻址的高位字节 ll => 16位扩展寻址的低位字节 rr => 相对偏移量 n —任何表达范围在0–7之间的一个有符号数的标号或表达式 opr8i —任何一个表达8位立即值的标号或表达式 opr16 —任何一个表达16位立即值的标号或表达式 opr8a —任何一个表达一个8位值的标号或表达式.指令对待这个8位值为直接页面64K 字节地址空间(0x00xx)中地址的低8位. opr16a —任何一个表达16位值的标号或表达式.指令对待这个值为直接页面64K字节地址空间. oprx8 —任何一个表达8位无符号值的标号或表达式,用于索引寻址. oprx16 —任何一个16位值的标号或表达式.因为HCS08有一个16位地址总线,这可以为一个有符号或者无符号值. rel —任何指引在当前指令目标代码最后一个字节之后–128 to +127个字节之内的标号或表达式.汇编器会计算包括当前指令目标代码在内的8位有符号偏移量. 寻址方式隐含寻址（Inherent）如CLRA，只有操作码，无操作数，需要操作的数据一般为CPU寄存器，因此不需要再去找操作数了。(INH）立即寻址 (Immediate)如LDA #$0A，“$”表示16进制，此时操作数位于FLASH空间，与程序一起存放。(IMM）直接寻址 (Direct)如 LDA $88，只能访问$0000-$00FF的存储器空间，指令短速度快； (DIR) 扩展寻址 (Extended)如果操作数地址超出了$00FF，自动为扩展寻址；（EXT）相对寻址（Relative）如BRA LOOP，指令中一般给出8位有符号数表示的偏移量。（REL）变址寻址 (Indexed) 采用[H：X]或SP作为指针的间接寻址方式。（ IX ）（ IX1 ）（ IX2 ）变址寻址 (Indexed) 1〉无偏移量：CLR ,X 简写（IX） 2〉无偏移量，指令完成后指针加1(H:X = H:X + 0x0001) ，简写（IX+）只用于指令MOV和CBEQ指令中；

飞思卡尔智能车电机资料

3.1.6驱动电机介绍驱动电机采用直流伺服电机，我们在此选用的是RS-380SH型号的伺服电机，这是因为直流伺服电机具有优良的速度控制性能，它输出较大的转矩，直接拖动负载运行，同时它又受控制信号的直接控制进行转速调节。在很多方面有优越性，具体来说，它具有以下优点: (1)具有较大的转矩，以克服传动装置的摩擦转矩和负载转矩。 (2)调速范围宽，高精度，机械特性及调节特性线性好，且运行速度平稳。 (3)具有快速响应能力，可以适应复杂的速度变化。 (4)电机的负载特性硬，有较大的过载能力，确保运行速度不受负载冲击的影响。 (5)可以长时间地处于停转状态而不会烧毁电机，一般电机不能长时间运行于停转状态，电机长时间停转时，稳定温升不超过允许值时输出的最大堵转转矩称为连续堵转转矩，相应的电枢电流为连续堵转电流。图3.1为该伺服电机的结构图。图3.2是此伺服电机的性能曲线。图3.1 伺服电机的结构图

图3.2 伺服电机的性能曲线 3.1.7 舵机介绍舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。其工作原理是：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。一般舵机的控制要求如图3.3所示。图3.4为舵机的控制线。

第六届“飞思卡尔”全国大学生智能车全国赛比赛规则

第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛比赛规则与赛场纪律参赛选手须使用竞赛秘书处统一指定的竞赛车模套件，采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，包括传感器信号采集处理、电机驱动、转向舵机控制以及控制算法软件开发等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加各分赛区的场地比赛，在获得决赛资格后，参加全国决赛区的场地比赛。参赛队伍的名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主，技术报告、制作工程质量评分为辅来决定。大赛根据车模检测路径方案不同分为电磁、光电与摄像头三个赛题组。车模通过感应由赛道中心电线产生的交变磁场进行路经检测的属于电磁组；车模通过采集赛道图像（一维、二维）进行进行路经检测的属于摄像头组；车模通过采集赛道上少数孤立点反射亮度进行路经检测的属于光电组。竞赛秘书处制定如下比赛规则适用于各分赛区预赛以及全国总决赛，在实际可操作性基础上力求公正与公平。一、器材限制规定 1. 须采用统一指定的车模。本届比赛指定采用三种车模，分别用于三个赛题组：编号车模外观和规格赛题组供应厂商 A 型车模光电组东莞市博思电子数码科技有限公司

车模：G768 电机：RS380-ST/3545，舵机：FUTABA3010 B 型车模车模型号电机：540，伺服器：S-A6 电磁组北京科宇通博科技有限公司 C 型车模车模型号：N286 电机：RN260-CN 38-18130 伺服器：FUTABA3010 摄像头组东莞市博思电子数码科技有限公司细节及改动限制见附件一。

飞思卡尔S12系列寄存器和中断讲解

S12的输入/输入端口（I/O口） I/O端口功能可设置为通用I/O口、驱动、内部上拉/下拉、中断输入等功能。设置I/O口工作方式的寄存器有： DDR、IO、RDR、PE、IE和PS。 DDR：设定I/O口的数据方向。 IO ：设定输出电平的高低。 RDR：选择I/O口的驱动能力。 PE：选择上拉/下拉。 IE：允许或禁止端口中断。 PS：1、中断允许位置位时，选择上升沿/下降沿触发中断；2、中断禁止时且PE有效时，用于选择上拉还是下拉。 I/O端口设置 1、A口、B口、E口寄存器（1）数据方向寄存器DDRA、DDRB、DDRE DDRA、DDRB、DDRE均为8位寄存器，复位后其值均为0。当DDRA=0、DDRB=0、DDRE=0 时A口、B口和E口均为输入口。否则，A口、B口、E口为输出口。当DDRA、DDRB、DDRE的任何一位置1时，则该位对应的引脚被设置为输出。例如，将A口设置为输出口，则其C语言程序的语句为：DDRA=0xff；（2）A口、B口、E口上拉控制寄存器PUCR PUCR为8位寄存器，复位后的值为0。当PUPAE、PUPBE、PUPEE被设置为1时，A口、B口、E口具有内部上拉功能；为0时，上拉无效。当A口、B口、E口为地址/数据总线时，PUPAE和PUPBE无效。（3）A口、B口、E口降功率驱动控制寄存器RDRIV RDRIV为8位寄存器，复位后的值为0，此时，A口、B口、E口驱动保持全功率；当RDPA、RDPB、RDPE为1时，A口、B口、E口输出引脚的驱动功率下降（4）数据寄存器PORTA、PORTB、PORTE PORTA、PORTB、PORTE均为8位寄存器，复位后的值为0，端口引脚输出低电平；要使引脚输出高电平，相应端口对应位应该置1。由于PE0是/XIRQ、PE1是IRQ，因此，PE0和PE1只能设置为输入。

飞思卡尔项目书

飞思卡尔智能车比赛项目参赛时间：2011.7.16 — 2011.7.20 赛前准备时间：2010.7 ---2011.7 飞思卡尔智能车比赛简介：为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，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，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。该竞赛由竞赛秘书处设计、规范标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。该竞赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、公平、公正的原则，力求向健康、普及、持续的方向发展。该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，得到了教育部相关领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区近300所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。2008年起被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中科技人文竞赛之一（教高函[2007]30号文）。全国大学生智能汽车竞赛原则上由全国有自动化专业的高等学校（包括港、澳地区的高校）参赛。竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛，各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。每届比赛根据参赛队伍和队员情况，分别设立光电组、摄像头组、电磁组、创意组等多个赛题组别。每个学校可以根据竞赛规则选报不同组别的参赛队伍。全国大学生智能汽车竞赛组织运行模式贯彻“政府倡导、专家主办、学生主体、社会参与”的16字方针，充分调动各方面参与的积极性。全国大学生智能汽车竞赛一般在每年的10月份公布次年竞赛的题目和组织方式，并开始接受报名，次年的3月份进行相关技术培训，7月份进行分赛区竞赛，8月份进行全国总决赛。飞思卡尔智能车比赛技术要求：

飞思卡尔智能车设计报告

目录 1.摘要 (3) 2.关键字 (3) 3.系统整体功能模块 (3) 4.电源模块设计 (4) 5.驱动电路设计 (4) 6.干簧管设计 (5) 7.传感器模块设计 (6) 8.传感器布局 (6) 9.软件设计 (7) 9.1控制算法 (7) 9.2软件系统实现（流程图） (10) 10.总结 (11) 11.参考文献 (12)

1.摘要 “飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的一项以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，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，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。该竞赛以汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的科技创意性比赛。本文介绍了飞思卡尔电磁组智能车系统。本智能车系统是以飞思卡尔32 位单片机K60为核心，用电感检测赛道导线激发的电磁信号， AD 采样获得当前传感器在赛道上的位置信息，通过控制舵机来改变车的转向，用增量式PID进行电机控制，用编码器来检测小车的速度，共同完成智能车的控制。 2.关键字电磁、k60、AD、PID、电机、舵机 3.系统整体功能模块系统整体功能结构图

4.电源模块设计电源是一个系统正常工作的基础，电源模块为系统其他各个模块提供所需要的能源保证，因此电源模块的设计至关重要。模型车系统中接受供电的部分包括：传感器模块、单片机模块、电机驱动模块、伺服电机模块等。设计中，除了需要考虑电压范围和电流容量等基本参数外，还要在电源转换效率、噪声、干扰和电路简单等方面进行优化。可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。全部硬件电路的电源由7.2V，2A/h的可充电镍镉电池提供。由于电路中的不同电路模块所需要的工作电流容量各不相同，因此电源模块应该包含多个稳压电路，将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。电源模块由若干相互独立的稳压电源电路组成。在本系统中，除了电机驱动模块的电源是直接取自电池外，其余各模块的工作电压都需要经电源管理芯片来实现。由于智能车使用7.2V镍镉电池供电，在小车行进过程中电池电压会有所下降，故使用低压差电源管理芯片LM2940。LM2940是一款低压稳压芯片，能提供5V的固定电压输出。LM2940低压差稳压芯片克服了早期稳压芯片的缺点。与其它的稳压芯片一样，LM2940需要外接一个输出电容来保持输出的稳定性。出于稳定性考虑，需要在稳压输出端和地之间接一个47uF低等效电阻的电容器。舵机的工作电压是6伏，采用的是LM7806。 K60单片机和5110液晶显示器需要3.3伏供电，采用的是LM1117。 5.驱动电路设计驱动电路采用英飞凌的BTS7960，通态电阻只有16mΩ，驱动电流可达43A，具有过压、过流、过温保护功能，输入PWM频率可达到25KHz，电源电压5.5V--27.5V。BTS7960是半桥驱动，实际使用中要求电机可以正反转，故使用两片接成全桥驱动。如图下图所示。

飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述

飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述一、竞赛简介起源： “飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国，是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上，使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。因而该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛。该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，自2006年首届举办以来，成功举办了五届，得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区200余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。2008年第三届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中9个科技人文竞赛之一（教高函[2007]30号文，附件2），2009年第四届被邀申请列入国家教学质量与教学改革工程资助项目。分赛区、决赛区比赛规则在分赛区、决赛区进行现场比赛规则相同，都分为初赛与决赛两个阶段。在计算比赛成绩时，分赛区只是通过比赛单圈最短时间进行评比。决赛区比赛时，还需结合技术报告分数综合评定。 1．初赛与决赛规则 1）初赛规则比赛场中有两个相同的赛道。参赛队通过抽签平均分为两组，并以抽签形式决定组内比赛次序。比赛分为两轮，两组同时在两个赛道上进行比赛，一轮比赛完毕后，两组交换场地，再进行第二轮比赛。在每轮比赛中，每辆赛车在赛道上连续跑两圈，以计时起始线为计时点，以用时短的一圈计单轮成绩；每辆赛车以在两个单轮成绩中的较好成绩为赛车成绩；计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。从两组比赛队中，选取成绩最好的25支队晋级决赛。技术评判组将对全部晋级的赛车进行现场技术检查，如有违反器材限制规定的（指本规则之第一条）当时取消决赛资格，由后备首名晋级代替；由裁判组申报组委会执委会批准公布决赛名单。初赛结束后，车模放置在规定区域，由组委会暂时保管。

全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛

第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛竞速比赛规则与赛场纪律参赛选手须使用竞赛秘书处统一指定的竞赛车模套件，采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位、32位微控制器作为核心控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，包括传感器信号采集处理、电机驱动、转向舵机控制以及控制算法软件开发等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加各分（省）赛区的场地比赛，在获得决赛资格后，参加全国决赛区的场地比赛。参赛队伍的名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间来决定，参加全国总决赛的队伍同时必须提交车膜技术报告。大赛根据车模检测路径方案不同分为电磁、光电与摄像头三个赛题组。车模通过感应由赛道中心电线产生的交变磁场进行路经检测的属于电磁组；车模通过采集赛道图像（一维、二维）或者连续扫描赛道反射点的方式进行进行路经检测的属于摄像头组；车模通过采集赛道上少数孤立点反射亮度进行路经检测的属于光电组。竞赛秘书处制定如下比赛规则适用于各分（省）赛区预赛以及全国总决赛，在实际可操作性基础上力求公正与公平。一、器材限制规定编号车模外观和规格赛题组供应厂商A 型车模车模：G768 电机：RS380-ST/3545，摄像头组东莞市博思电子数码科技有限公司

舵机：FUTABA3010 B 型车模车模型号电机：540，伺服器：S-D6光电组北京科宇通博科技有限公司 C 型车模车模型号：N286 电机：RN260-CN 38-18130 伺服器：FUTABA3010电磁组东莞市博思电子数码科技有限公司各赛题组车模运行规则： a)光电组，摄像头组：车模正常运行。车模使用A型车模（摄像头组）、B型车模（光电组）。车模运行方向为，转向轮在前，动力轮在后。如图1所示：

飞思卡尔智能车大赛技术报告

第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛光电组技术报告学校：中北大学伍名称：ARES 赛队员：贺彦兴王志强雷鸿队教师：闫晓燕甄国涌

关于技术报告和研究论文使用授权的说明书本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。参赛队员签名：带队教师签名：日期：2014-09-15日

摘要本文介绍了第九届“飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛光电组中北大学参赛队伍整个系统核心采用飞思卡尔单片机MC9S12XS128MAA ，利用TSL1401线性CCD 对赛道的行扫描采集信息来引导智能小车的前进方向。机械系统设计包括前轮定位、方向转角调整，重心设计器件布局设计等。硬件系统设计包括线性CCD传感器安装调整，电机驱动电路，电源管理等模块的设计。软件上以经典的PID算法为主，辅以小规Bang-Bang 算法来控制智能车的转向和速度。在智能车系统设计开发过程中使用Altium Designer设计制作pcb电路板，CodeWarriorIDE作为软件开发平台，Nokia5110屏用来显示各实时参数信息并利用蓝牙通信模块和串口模块辅助调试。关键字：智能车摄像头控制器算法。

目录 1绪论 (1) 1.1 竞赛背景 (1) 1.2国内外智能车辆发展状况 (1) 1.3 智能车大赛简介 (2) 1.4 第九届比赛规则简介 (2) 2智能车系统设计总述 (2) 2.1机械系统概述 (3) 2.2硬件系统概述 (5) 2.3软件系统概述 (6) 3智能车机械系统设计 (7) 3.1智能车的整体结构 (7) 3.2前轮定位 (7) 3.3智能车后轮减速齿轮机构调整 (8) 3.4传感器的安装 (8) 4智能车硬件系统设计 (8) 4.1XS128芯片介绍 (8) 4.2传感器板设计 (8) 4.2.1电磁传感器方案选择 (8) 4.2.2电源管理模 (9) 4.2.3电机驱动模块 (10) 4.2.4编码器 (11) 5智能车软件系统设 (11) 5.1程序概述 (11) 5.2采集传感器信息及处理 (11) 5.3计算赛道信息 (13) 5.4转向控制策略 (17) 5.5速度控制策略 (19) 6总结 (19)

飞思卡尔电机控制模块详解

M=2. 一、关键点 1、MC 模块驱动电机的PWM 波频率在20K 左右时效果比较好。DITH 位等于0时，计算方法如下： DITH=1时，其中，左对齐和有对齐方式下 M=1，中间对齐是2、MC 模块定时计数器的中断最好禁止，如果开启，在相应的中断服务程序中至少要添加一条“清楚中断标志位”的指令。 3、电机控制模块共8个通道，每个通道有2个Pin 脚组成。 4、Fast 位控制精度，7位或者11位。 5、给周期寄存器写入数值，可启动 MC 计数器，写0关闭所有通道的计数器。 6、MCAM[1:0]写入0x00可关闭某个channel ，写入非零值不是启动MC 计数器，而是控制对齐方式。为了精确周期寄存器的值应尽量大，Ftc 应尽量小。二、寄存器寄存器讲解讲解讲解：： 1 MCCTL0 (Motor Controller Control Register 0) 第7位保留；第6、5位是MCPRE[1:0]控制电机控制器定时计数器时钟f TC 预分频系数。如下：第4位 MCSWAI 置1，等待模式中电机控制器正常运行，清0，在等待模式中电机控制模块时钟关闭。第3位，FAST ，清0，电机控制器PWM 模块占空比寄存器分辨率设置为11位，置1，电机控制器PWM 模块占空比寄存器分辨率设置为7位。第2位，DITH ，清零，电机控制器dith 特性禁止，置1电机控制器dith 特性使能。第1位保留；第0位MCTOIF ，为1表示，电机控制模块定时计数器溢出；为0，表示自上次复位或清零以来，电机控制模块定时计数器没有发生溢出。 2 MCCTL1 (Motor Controller Control Register 1)

飞思卡尔智能车竞赛摄像头组——技术报告精品

"飞思卡尔"杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告

关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第八届"飞思卡尔"杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。参赛队员签名：孟泽民章志诚徐晋鸿带队教师签名：陈朋朱威日期：2013.8.15

摘要本文设计的智能车系统以MK60N512ZVLQ10微控制器为核心控制单元，通过Ov7620数字摄像头检测赛道信息，使用K60的DMA模块采集图像，采用动态阈值算法对图像进行二值化，提取黑色引导线，用于赛道识别；通过编码器检测模型车的实时速度，使用PID 控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度，实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。为了提高模型车的速度并让其更稳定，我们使用自主编写的Labview上位机、SD卡模块、无线模块等调试工具，进行了大量硬件与软件测试。实验结果表明，该系统设计方案可行。关键词：MK60N512VMD100，Ov7620，DMA，PID，Labview，SD卡

Abstract In this paper we will design a smart car system based on MK60N512ZVLQ10 as the micro-controller unit. We use a Ov7620 digital image camera to obtain lane image information. The MCU gets the image by its DMA module. Then convert the original image into the binary image by using dynamic threshold algorithm in order to extract black guide line for track identification. An inferred sensor is used to measure the car`s moving speed. We use PID control method to adjust the rotate speed of driving electromotor and direction of steering electromotor，to achieve the closed-loop control for the speed and direction. To increase the speed of the car and make it more reliable，a great number of the hardware and software tests are carried on and the advantages and disadvantages of the different schemes are compared by using the Labview simulation platform designed by ourselves，the SD card module and the wireless module. The results indicate that our design scheme of the smart car system is feasible. Keywords: MK60N512VMD100，DMA，Ov7620，PID，Labview，SD card

第七届飞思卡尔智能车国赛预赛排名

光电组预赛排名序号学校名称队伍名称比赛成绩名次 1 北京科技大学北京科技大学光电一队13.011 1 2 北京工业大学G-Tank 13.156 2 3 山东大学光电一队13.271 3 4 中南大学比亚迪双鱼座2012 13.6 5 4 5 华南理工大学木棉一队13.712 5 6 国防科技大学光电铁军一师13.803 6 7 华中科技大学华中科技大学一队13.838 7 8 乐山师范学院乐师5队13.889 8 9 武汉大学有时想起14.692 9 10 华南农业大学珠江学院野狼战队14.805 10 11 湖北汽车工业学院光电二队14.883 11 12 东北大学秦皇岛分校东秦3队14.958 12 13 中国地质大学（武汉）地大御风队14.992 13 14 合肥工业大学工大光电二队14.993 14 15 成都学院成大二队15.015 15 16 南京师范大学ALPS 15.125 16 17 北京理工大学北京理工大学光电一队15.252 17 18 杭州电子科技大学杭电光电一队15.262 18 19 山东工商学院迅雷1队15.33 19 20 皖西学院电协飞车15.349 20 21 天津大学天津大学光电一队16.086 21 22 广州大学华软软件学院华软电子一队16.203 22 23 兰州交通大学CRH2 16.231 23 24 四川师范大学成都学院川成一队16.274 24 25 浙江大学浙江大学华硕二队16.313 25 26 安徽大学追风队16.351 26 27 哈尔滨工程大学极品飞车2号16.468 27 28 哈尔滨工业大学航天福道光电之星1队16.53 28 29 浙江工业大学之江学院T-Force 16.721 29 30 河北联合大学轻工学院光电1队16.821 30 31 成都信息工程学院极速闪电16.995 31 32 辽宁工业大学疾速飞鹰17.211 32 33 东华大学东华光电飞龙2 17.225 33 34 河南工业大学奋进队17.234 34 35 南昌航空大学零速队17.299 35 36 河北大学工商学院灵锐一队17.836 36 37 安徽工程大学光影蓝宙17.993 37 38 哈尔滨华德学院华德蹑影驭风队18.024 38 39 山东轻工业学院Atomhachiko 18.356 39