飞思卡尔宣布面向汽车应用推出强大的多功能32位微控制器
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)6.1效果 (20)6.2遇到的问题以及解决办法 (20)6.3队员之间的合作很重要 (21)附录 (22)源程序 (23)1绪论1.1 竞赛背景随着经济发展，道路交通面临新的问题和新的挑战。
飞思卡尔智能车比赛细则
2016目录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。
飞思卡尔推出工业级32位微控制器
庭 和楼宇 控 制系统 、 电机控 制风 机 、 工 业转换 器 以及 通常 在高 噪声 环境 中运 行 的其他设 备 等应用 的理想
前表示 ， 软件已经成为芯片设计 中的重要组成部分 ，
定 制化 将 帮助 应用 程序 更快 地 收集 、管理 和分 析数
Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｗａ ｒ ｅ Ａ ＲＣ ￣Ｅ Ｍ４ ３ ２位 处 理 器 、各 种 数 字 接
特 尔 正在 与 中 国公 司 Ｂ ｏ ｃ ｏ ｍ合 作 开 发 的智 慧 城 市 项 目， 该项 目试 图通 过识 别 车牌 、 汽车 品牌和 型号来
解 决 中 国的伪造 车牌 的问题 。该项 目涉及 通过 服务
据。
选择。利用这些器件的耐用设计和 ３ ２ 位处理能力 ，
系统设 计 人员 可 以只采 用一 个器 件 ，而不是 以前所
通 过硬 件 和软 件 方面 的改 善 ，英 特 尔正在 试 图 提 高 其 芯 片在 预 测分 析 、 云计 算 数据 手机 和具 体 任 务 处 理 等 方 面 的 能力 。英 特 尔 已经 推 出 了 自己 的 Ｈａ ｄ ｏ ｏ ｐ发 行 版 ， Ｈ ａ ｄ ｏ ｏ ｐ是 处 理 大 型 数 据 集 的可 扩
新 的数 字 视 频稳 定器 软 件 模 块
Ｃ Ｅ Ｖ Ａ公 司宣 布为 Ｃ Ｅ Ｖ Ａ — ＭＭ３ ０ ０ ０图像 和 视觉
服务器制造商一直在定制服务器专 门用于处理
大数 据 工作 负载 ，而芯 片和指 令集 方 面 的改进将 会
加快 这个 任 务 的进行 。英 特尔 的这个计 划包 括为 大
口、 模拟 到数 字 数据 转换 器 （ Ａ Ｄ Ｃ） 、 硬件 加速 器 、 一 个包 含 了各 种 Ｄ Ｓ Ｐ功能 和 Ｉ ／ Ｏ软件 驱 动程序 的综 合 软 件库 。该 Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｗａ ｒ ｅ 传感器 Ｉ Ｐ子 系 统 为设 计 人
Autobase产品介绍(第一讲)
发动机管理系统（支持8缸点燃式和16缸压燃式发动机的电子控制系统） 多燃料发动机控制系统
自动变速箱（无级变速）控制系统ABS控制系统 车身控制系（BCU）仪表与信息系统
混合动力车辆电控系统 燃料电池车辆控制系统及其它控制功能类似的电子控制系统。
Autobase的适用人员和特点
Autobase是为发动机电子控制和车辆电子控制研究 人员、工程技术人员开展电控单元ECU研制工作提供的 快速开发平台。它还可直接作为汽车发动机样机及其 它机械的控制设备。 Autobase自身拥有丰富的可控资源，可检测多种信 号源并对多个受控对象进行控制；它用底层软件将其 所有的硬件资源完整地包装起来，通过丰富的底层C函 数调用来使用相应的硬件功能。
大大缩短研发项目的开发周期
用最短时间实现产业化
对于专业研发人员，涉足产业化的最大障碍是不易 实施基于ISO(国际标准化组织)和SAE(美国汽车工程师 协会)相关标准的汽车电子产品型式认证试验 （Process Validation Test）。 这在ECU产品开发过程是非常重要的阶段。这种检测 需要非常专业的设备，对于非专业的机构是很难做到 的。而Autobase已经进行了各项标准(主要是电特性测 试标准和各种环境测试标准)的测试与试验。 所以，基于Autobase的派生产品可以在短时间内一 次性通过型式认证试验。
Autobase为工程师创造的有利条件
可集中精力处理专业问题 大大缩短研发项目的开发周期 用最短时间实现产业化
集中精力处理专业问题
从事发动机电子控制和车辆电子控制的研发 人员不再需要同时具备电子线路设计与制造、 计算机原理、汇编语言、单片机系统软件和硬 件等方面的知识，研发小组内也不一定必须配 备这些方面的专业人员。只需具备C语言的编 程能力基础和基本的电学基础，就可对 Autobase进行编程操作，实现对控制对象预期 的控制策略。
飞思卡尔宣布面向汽车应用推出最强大的多功能32位微控制器
飞思 卡尔 宣布 面 向汽 车应用 推 出最 强大 的
多功 能 ３ 位 微 控 制器 ２
汽 车 制 造 商 正 在位 ＰＯＷ ｅｒ 全 性 能 。”
项 ，以 满 足 不 断 变 化 的 消 费 需 求 。汽 Ａ ｃ ｉ ｃ ｒ 控 制 器 的 出 货 量 已 超 过２ ｒ ｔｔ ｅ ｈｅｕ 微
满 足 汽 车 在 性 能 、 效 率 、可 靠 性 、质 足 新 的 安 全 要 求 和 增强 安全 功 能 等 。 量 和 成 本方 面 的 要求 。
Ｑｏｉ ａ ｒ ｖ Ｕ为 设 计 师 提 供 了 一 款 可 ｖ ＭＣ
以根据特定应用 自由设计的理想解决
为 了 满 足 汽 车 行 业 对 处 理 与 集 帮助 实现 更智能 ．更 安全 连接 方 案 。 性 能 更 佳 的新 一代 车辆 成 性 能 不 断 提 高 的要 求 ，飞 思 卡 尔 半 ５ 纳 米 新 Ｑｏｉ ａ ５ ． ｖ Ｕ产 品 的 优 ｒ ｖ ＭＣ 导 体 公 司 宣 布 推 出 专 门 面 向 汽 车 应 用设计 的下一代３位 微控制器 应用 。 ２ 飞 思 卡 尔 副 总 裁 兼 微 控 制 器 解 决 势和 特 性 包 括 ： 方 案 部 总 经 理 Ｒ ｚ ａｅｏ ｎａ 表 示 ｅａＫ ｚｒｕ ｉ ｎ “Ｑｏｒｖ ｖ ａ Ｍ Ｃ Ｕ 采 用 业 界 最 强 大 ｉ
故 障 监 控 和 分布 式 控 制 。飞 思 卡 尔 通
过 独 特 设 计 流 程 将 微 控 制 器 特 性 和 功 能 制 作 成 档 ， 因此 汽 车 制 造 商 拥 有 规 定 的 安 全 认 证 流 程 中 所 要 求 的 一 切 必 要 的 详 细信 息 。
系 统 甚 至 容 错 系 统 ，以 用 于 刹 车 、转
飞思卡尔最新32位徽控制器在苛刻环境下提供出色的性能
动作设备 的电池使 用寿命 。通过使 用 ＭＭＡ ４ ｘ ８ ５Ｑ系列 ，系统设计人 员能够
在 其 产 品 中轻 松 集 成 方 向 检 测 等 标 准
表 明 ，在 主流 市场 以外也正在 悄悄
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－ 飞思 卡 尔最 新３２ 位徽 控 制 器在 苛 刻环 境 下 提供 出色 的性 能
飞 思 卡 尔 半 导 体 日前 宣 布 推 出
３ ２位 ＭＰＣ５ ４ Ａ 微 控 制 器 ｆ ＣＵ） ６ｘ Ｍ
，
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周 期 运 行 更 多 指 令 。 与 先 前 产 品 相 比 ，该 产 品 不但 提 高 了性 能 ． 而且 把 需要 增加 的 功 率 电平 降到 了最 低 。 ＭＰ ６ ｘ 具 备 的 先 进 特 性 使 Ｃ５４ Ａ所 其 成 为 降低 整 体 系统 成 本 ，优 化 燃 料
为 了满 足 这 些 需 求 ，飞 思 卡 尔半 导体 日前 宣布 推 出一 款 先进 的 三 轴 加 到 新 的 级 别 。Ｍ ＭＡ８ ５ Ｑ 加 速 计 包 ４ｘ
‘Ｄｉｏ表 示， “ ＭＳ行业让今 天的 ｘｎ ＭＥ Ｉ终端应 用发 生着翻 天覆地 的 变化。
Ｉ这是 能 增 强 大 量 工具 使 用性 能 的技
括 大量 实 时 动作 检 测 功 能 ，如 方 向 、 定 向震 动 和 摇 晃 、摇 晃 和 自由落 体 检 测 。 除 了 已 经公 布 ＭＭＡ８ ５Ｑ外 ， ４０ 飞 思卡 尔 目前 还 扩 展 了ＭＭＡ ４ ｘ ８ ５ Ｑ系 列 ，并 推 出１ 位 ＭＭ Ａ ４ １ 和 １ 位 ４ ８ ５Ｑ ２
自定位功能防窒息车载智能检测装置
自定位功能防窒息车载智能检测装置摘要：本文设计了一种自定位功能防窒息车载智能检测装置，介绍了装置的设计原理、硬件模块设计和软件流程设计。
经测试，装置可有效防止车内CO中毒事件发生。
关键词：CO中毒；防窒息；车载智能检测引言家庭小轿车越来越多，由于冬季比较寒冷，夏天比较炎热，车内多数都安装了车用空调或暖气，而大多数人没有开窗的习惯，时间久了易引起一氧化碳中毒。
我国每年都发生多起车内一氧化碳中毒死亡事故。
本装置可有效防止车内CO中毒事件的发生。
1原理本装置由微处理器K60、一氧化碳检测模块、GPS模块、GPRS模块、LCD屏、震动器、蜂鸣器等部分组成。
系统工作流程：CO传感器将采集到的CO浓度（0-1250mg/m3）的电流信号0-0.1mA经调制放大后，送到微处理器的10位ADC模块进行转换，并进行数据缓存；GPS模块将采集到的地理位置信息，经UART送入存储器。
当微处理器接收到CO传感器传输的CO浓度超标时，控制报警器发出声光报警，这时车内人员如果听到声光报警的信号需要手动按停即可并打开车窗关闭发动机以减小车内CO的浓度，保证人员安全。
若报警声5分钟之内没有被手动按停，即自动控制打开天窗和车窗，并且通过GPRS模块将数据送入基站，完成自定位报警功能。
其中，JTAG端口主要用作K60的芯片内部测试及在线系统编程；输入端口-键盘的功能为设定浓度报警值、扫描周期、查询芯片运行时间及系统运行状态等，看门狗作用防止程序放飞甚至系统死机；显示数据和报警模块为LCD、震动器、蜂鸣器，LCD屏的主要作用为显示系统运行时间、GPRS信号强弱、电池电量、汽车定位、CO浓度及历史报警等相关信息；震动器和蜂鸣器主要作用为震动及语音报警；天窗和车窗启动开关在系统报警后自动或手动开启天窗和车窗。
2系统硬件模块设计2.1控制模块系统微处理器采用飞思卡尔公司的K60。
K60是飞思卡尔公司推出的以ARM-CORTEX-M4为内核的32位MCU。
飞思卡尔芯片简介
• RS08微控制器—S08內核的簡化版， 在某些應用領域更有效，更便宜。 例如簡單的電子機械設備遷移到固態 控制。 • S08微控制器—從通用HC08微控制器 轉化而來。總線速度更快，操作電壓 更低，S08更適用于電池供電的應用。 • ColdFire嵌入式控制器—可兼容，
微處理器
歡迎來到飛思卡爾獨家 推出的微控制器集
/contiuum
/continuum
飛思卡爾公司 的優勢
飛思卡爾公司是嵌入式控制領域的全球 帶頭人，是MCU技術的先驅，並是主要 技術創新者。我們開發了首個基于flash 存儲的MCU。微控制器集提供了接觸我 們市場主導產品的簡單方法。全套的工 具、培訓和支持，包括常規開發工具、 參考設計、應用筆記和網上直播。使得 你的設計更快捷。
關于微控制器集
飛思卡爾公司的微控制器集是業界首個也是唯一一個8位到32位兼容產品的路線圖。從入門 級的RS08和S08控制器到全特征的ColdFire產品，微控制器集使用相同的外圍模塊和開發工 具，簡化了設計過程並縮短推向市場的時間。逐步兼容即可將微控制器集內的設備從低端 到高端遷移到下一個兼容的設備上。例如：將MC9S08JM60 (JM60)遷移到MCF51JM128 (JM128)上，然後只要花少量時間和精力就可遷移到MCF5221x MCUs。 在優化產品性能，價格和功能時，您可能會產生從8位轉到32位的需求，反之亦然。您只要簡 單地更換板上的控制器，重新編譯代碼。微控制器集的8位和32位的連接點是我們的FlexisTM 系列微控制器。
8 KB SRAM
MCF51JM128:
• 50.33MHz V1 ColdFire 內核 • 25.17MHz總線頻率 • 2.7-5.5V的操作電壓 • 80引腳LQFP,64引腳LQFP, 64引腳QFP,44 引腳LQFP封裝