飞思卡尔模型车组装图解
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 智能汽车模型设计与制作
LM1881行场同步分离电路
使用摄像头的智能车技术简介
• 摄像头的选型
– 数字类摄像头（以OV6620为例）： 内置高速AD转换器，按设定格式输出数字图 像。使用简单，无需多余的外围电路，单片机 可以直接接收到图像信息进行处理
优点：使用简单，速度快 缺点：价格昂贵，容易损坏，工作不稳定
S12系列单片机的开发环境Codeworrior
S12系列单片机的调试环境Hiwave
源代码窗口
汇编代码窗口 寄存器监视窗口
变量监视窗口1 变量监视窗口2
内存监视窗口 调试命令窗口
使用摄像头的智能车技术简介
• 摄像头的选型
– 模拟类摄像头： 输出全电视信号，使用LM1881分离出行同步、 场同步信号，使用片内或外置AD或比较器进行 图像采集，由单片机进行后期处理，从图像中 分离出赛道信息，决策出车模的速度和转角。
• 可以结合以上两种方式判断赛道信息
采集接收管模拟电压的电路
迟滞比较器应用电路
电机控制方法简介
• 本车模使用组委会规定的微型直流电机， 它是牵引车模运动的唯一动力源。
• 通常使用H桥作为电机驱动电路，可实现 正转、反转与调速功能。
• 需使用PWM信号控制H桥给电机调速。
H桥驱动电机原理
H桥驱动电机原理-正反转
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做一枚螺丝钉，那里需要那里上。20. 12.1706 :33:440 6:33De c-2017-Dec-20
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日复一日的努力只为成就美好的明天 。06:33: 4406:3 3:4406: 33Thurs day, December 17,渐。20.12.17 20.12.1 706:33: 4406:3 3:44December 17, 2020
飞思卡尔直立车经验总结
飞思卡尔直立车经验总结1.车模运动任务分解：车模平衡、车模速度、车模方向。
其中，车模的平衡是通过电机的正反向运动实现的；车模的速度是通过控制电机的转速（实质是通过输出不同占空比的PWM波来实现的）；车模的方向控制则是通过电机的转动差速来实现的。
其中，车模的直立控制是关键，车模的速度控制在小车上表现为调节自身车模倾角达到以给定速度运行的目的。
归根结底，车模的三种控制最终都要回归到通过调节PWM波分别控制两个电机的转速来实现。
2.陀螺仪和加速度计的安装问题：两传感器最好安装在车模中心或偏下位置，稍微偏上或偏一侧也可以，偏一侧的话会使方向陀螺仪在左右转向时输出有差异，造成不对称的输出，对于车模的方向调节会有一定的影响。
另外需要注意：陀螺仪输出的模拟电压值很小，一般需要放大10倍左右，而加速度计的输出相对陀螺仪而言较大，并且也符合AD转换的模拟电压的范围，无需再放大。
由于购买的陀螺仪和加速度计模块都是厂家集成处理好的，外接的放大电路已经连接好了，故只需买现成的模块使用就行了，无需再自个搭建陀螺仪的外接放大电路了。
3.陀螺仪和加速度计的功能：陀螺仪是用来测量车模的角加速度的，其输出是与车模前倾或后仰的角速度成正比的模拟电压值。
加速度计是用来测量车模倾角的，其输出是与车模倾斜角度成正比的模拟电压值。
注意，两个传感器的输出的模拟电压值都是正值，如果使用12位的AD转换精度，那么它们输出的电压值都在0~4095之间，且都是整数。
4.车模的三种控制之间的关系：由于车模的直立控制是关键，因此，在控制其他两个量时，应尽量减少对车模直立控制的干扰。
三种控制最终都是通过控制车模的两个电机来实现，故它们之间存在着一定的联系。
在分析一种控制时，可以先假设另外两种控制都以达到平衡。
从控制的角度看，车模作为一个控制对象，其控制输入量是两个电机的转动速度。
5.传感器极性问题：传感器安装在车模的前面或后面（在同一面正着按或反着按）时车模前倾或后仰对应的模拟电压值可能会相反，这就是传感器的极性问题。
简易循迹小车装配图文资料讲解
简易循迹小车装配图文教程一．电子元件装配顺序为由低到高，元件尽量紧贴电路板表面安装。
1．电阻的装配：注意色环的认识，区分好四色环与五色环的差别。
2．安装IC，注意IC的缺口方向。
3．安装可调电阻、开关、晶体管（发光管、三极管），注意所有晶体管都是有方向的。
4．安装电解电容和，注意电解电容的引脚方向，短脚为负，对应插到电路板有阴影的方向。
二．机械部分的安装1．安装302A齿轮，将35mm长的车轴与302A齿轮用力套上，并移动到约到中心的位置。
2．找出4个蓝色三通和4枚圆头自带垫2.3*6自攻螺丝（PW A2.3*6）。
3．先将内侧的两个三通用螺丝固定到电路板上。
4．将车轴和齿轮套入三通中，并移动齿轮位置，使齿轮在电路板的卡槽中，车轴刚好超出三通多一点，不超过1mm。
5．将另外两个三通套入车轴中并用螺丝固定到电路板上。
6．将蜗杆用力套入电机轴中，并压到接近电机轴承的位置，找出6-12枚2*3mm的圆头机丝螺丝用于固定电机。
7．将电机用螺丝固定到电路板上，一般每个电机固定3枚螺丝就OK了。
8．将车轮用力套入车轴上，并移动到接近电路板的位置。
（注意用力技巧，可以将车轴的另一端先靠到桌面等固定物上，适当用力敲打车轮到合适位置。
）9．将5*20的螺丝加配套螺母固定到电路板上，然后套上不锈钢盖形螺母作为万向轮使用。
三．安装剩余电路部分。
1．安装循迹红外发射与接收管，注意有正负方向的区别，使其高度略低于万向轮约3-5mm。
2．安装电池盒，电池盒通过不干胶粘到电路板上，注意位置必须准确，确保一次性成功，不可进行二次粘接。
连接电机导线，可以将过长的导线剪到合适的长度，新剥开的线头先要捻头并烫锡处理，线头长度不超过2mm。
电池盒用不干胶固定到电路板上，需特别注意电源的正负极不要接反，电机反转可以交换两条线的位置。
套件默认提供的是2节5号电池盒，可用2节碱性电池供电的（套件中不提供，需自备）。
3．为减小红外发射管对接收管直射光的干扰，可以在接收管上套上3mm热缩管。
《智能车制作 “飞思卡尔杯”从入门到精通》教材部分章节节选
图 3-7 前置 置卧式
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图 3-8 后置卧式
优点：安 安装原车模 模舵机布置方 方式、改动 动量小，重心 心低； 缺点：响 响应速度慢 慢、两边拉杆 杆长度不一 一样、转向不 不对称。 2）.扣式
图 3-9 扣式 扣
优点：重 重心低、响 响应速度快、 、转向平顺 顺对称； 缺点：安 安装过程复 复杂、不利于 于后续维护 护调整。 3）.卧式
图 3-14匀速圆 圆周运动
转向舵机因 因型号固定 定在供电电 压确定时其 其输出力矩 矩是固定的， ，我们知道 道力矩等于 于 力与 与力臂的乘积 积，即 M=F F*L。舵机 的输出力矩 矩与摆臂长度关系如下 下： 舵机转矩 矩=舵机摆臂 臂作用力*摆臂长度 摆 18 8
假设舵机 机输出力矩 矩是恒定的 ，其输出轴 轴的旋转角 角速度也是恒 恒定的，舵 舵机摆臂端 端 部的 的瞬时线速度 度随舵机摆 摆臂长度增 加而增大。摆臂的瞬 瞬时线速度大 大会导致转 转向系统灵 灵 敏度 度提高，这是 是我们最希 希望得到的。 。 同时，我 我们知道在 在转向时舵机 机摆臂的力 力传递搭到 到横拉杆，横 横拉杆的作 作用力大于 于 轮胎 胎阻力时才开 开始转向，小于或者 等于轮胎阻 阻力时不转 转向。开始转 转向后，横 横拉杆作用 力越 越大轮胎转的 的越快，也 也就是说转向 向响应速度 度越快。 而舵机力 力矩是恒定 定的，舵机摆 摆臂作用力 力与摆臂长 长度是成反比 比的，此长 长彼消。舵 舵 机摆 摆杆不能太长 长也不能太 太短，太短， 响应慢，太长，拉不 不动，响应 应也慢。 最合适的 的舵机摆臂 臂长度值， 可以通过转 转向系统四 四杆机构仿真 真结合实际 际测试来获 获 取。实际测试可 可以选用不 不同长度的舵 舵机摆臂装 装车后测试转 转向灵敏度 度。 获取最佳舵 舵机摆臂长 长度后，可 以对摆臂的 的外形做优 优化以达到减 减重、美观 观的效果。 图 3 3-15 为优化 化后的舵机摆 摆臂，选用 用 1mm 不锈钢板线切 切割成型。 不锈钢板有 有良好的刚 刚 度、韧性，为了 了减重将摆 摆臂中部切除 除一块。
自动循迹智能小车制作(飞思卡尔智能车制作)
自动循迹智能小车制作目录摘要................................................................. 错误!未定义书签。
1 设计要求 (3)2 方案的选择与比较 (3)2.1 主控芯片选择 (3)2.2 电源的选择 (3)2.3 寻迹方案 (4)2.3 电机驱动方案 (4)3 最终方案 (5)4各功能模块的实现 (6)4.1 微控制器模块的设计 (6)4.2电源模块原理图 (6)4.3 TCRT5000红外检测模块 (6)4.4 系统PCB图 (7)4.5 系统程序流程图 (8)5 性能测试 (9)6 性能评价及总结 (10)7 附录 (11)附录1：元件清单 (11)附录2 系统原理图 (12)附录3系统程序 (13)8参考文献 (19)1 设计要求设计一自动寻迹小车，其实现功能如下：1.使其能够检测到轨迹的路线，并按照预订轨迹运行；2.要求在小车冲出预定路线后能够自动回到预定轨迹上；3.小车能够按多种不同的轨迹运行。
2 方案的选择与比较2.1 主控芯片选择方案1：采用51系列单片机，该系列单片机结构简单，但是能实现很多功能。
与其它单片机相比较价格便宜。
端口电流较大，可以达到20mA，驱动能力强。
方案2：采用msp430系列单片机，该系列单片机片上资源丰富，功能强大，但是端口灌电流和拉电流较小，驱动能力不强。
它主要运用在需要低功耗的地方。
本系统主要是进行寻迹运行的检测以及电机的控制，经过对比分析，我们选用AT89S52单片机作为主控芯片来驱动电机，进而控制电机转速。
2.2 电源的选择方案1：采用9V蓄电池为直流电机供电，将9V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。
蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。
虽然蓄电池的体积过于庞大，在小型电动车上使用极为不方便。
方案2：采用9V南孚干电池直接个电机驱动芯片L298N供电，并将9V经过7805稳压及电容滤波后给单片机供电。
教育拼装积木机器人教程5小车走起来
小车走起来前面我们搭建了简单的手推车，这个小车是靠人力才可以运动的。
那么，小车需要怎么才可以自己运行呢？对，我们需要动力装置。
你知道我们身边的各式各样的车子都是依靠什么作为动力的吗？自行车，靠人力驱动货车，靠柴油发动机驱动摩托车，靠汽油发动机驱动玩具汽车，靠微型电动机（也叫马达）驱动想一想，还有什么动力可以驱动小车？我们今天做的这个小车就用电机作为动力装置。
这个套装里的电机。
套装里一共有2个电机，2个均为低速电机。
低速电机的转速很低，输出力量大，作为小车的动力装置很是方便。
今天我们就采用一个低速电机组装一个会走的小车。
跟我一起做：我们用一个低速电机搭建一个小车，搭建的具体步骤如图所示：准备在电机的两侧装上轮胎完成后的效果：这个小车中我们使用了这个部件-----控制器。
如图所示：控制器的下部有2个按键和一个指示灯，按键和功能如下图所示。
同时指示灯根据控制器目前的状态显示不同的颜色。
控制器的电源开关在控制器的底部，充电插口在控制器的侧面：控制器是我们组建的所有机器人的控制核心，它有两排接口，用于插接电机以及传感器。
简单的介绍了一下机器人的控制器，我们再仔细分析一下这个小车的结构，这个小车只用了一个电机，很显然，这个小车只能够做前进或者后退的动作，无法转弯。
我们就从这个简单的小车开始，看看如何让这个小车走起来。
大家知道，我们买来的玩具车，只要装上电池，按下开关，或者按动遥控器就可以让小车走起来。
而这款小车将开关按下之后我们发现小车并不会运行。
这是怎么回事呢？实际上，这就是平常的玩具车和机器人小车的区别。
机器人小车要想运行必须给控制器输入程序才可以。
程序是什么呢？简单的说，程序就是控制机器人运行的命令。
现在我们暂且不需要理解程序，只知道需要输入程序即可。
接下来我们给这个小车输入一个简单的程序。
首先将编程软件装入你的电脑。
打开配套光盘，找到汇博士积木机器人教程，双击打开：会看到里面有一个图形化编程软件文件夹，打开这个文件夹，即可看到图形化软件安装程序：（安装之前要关闭其他运行的程序，退出杀毒软件）双击安装程序图标，按照默认安装路径和提示，既可以完成软件的安装。
飞思卡尔智能车电路设计讲解
6.2.2 电源管理单元
• 同时考虑到稳压芯片L7805CV的额定输出 电流较小，故采用两片L7805CV分别对单 片机电路、车速检测电路、驱动芯片电路 和光电传感器电路供电，以保证系统正常 运行。其稳压电路如图6.8所示。
图6.8 稳压电源单元
MC34063A升压稳压电路
AD参图中的C15为输出电压稳定电容47uF。 • LM336集成电路是精密的2.5V并联稳压器，
其工作相当于一个低温度系数的、动态电 阻为0.2Ω的2.5V齐纳二极管，其中的微调 端(adj)可以使基准电压和温度系数得到微 调。
降压模块--LM1117-5
• 单片机，LCD，CS3020，74HC1G14， ZLG728，LM336的标准供电电压都是5V， 所以需要一个降压稳压芯片LM1117-5来将 电池电压降到需要的5V。考虑到单片机的 核心地位及单片机需要很大的输入电流(输 入电流过小时，单片机会重启动)，拟定用 两片LM1117-5。一片单独给单片机提供电 源，一片给剩余的LCD，CS3020等供电。 设计电路图如图3.10。
CPU最小系统
连接CPU
连接CPU
实现方案和试验结果
CPU最小系统
PAD02 视频信号
IRQ
视频行同步信号
PM1 奇偶场信号
PWM2 12V 斩波升压开关信号；
PWM0,1 电极控制PWM信号；
PWM4 舵机控制信号；
PAD0,1 电池电压，12V电压监测；
7.2.2 电源管理单元
– （1）采用稳压管芯片LM2576将电源电压稳压 到5 V后，给单片机系统电路、车速检测的转角 编码器电路供电，且为后面的升压降压做准备；
– （2）经过一个二极管降至6.5 V左右后供给转 向伺服电机；