飞思卡尔智能车设计详解:第二版全面升级

需积分: 1 2 下载量 116 浏览量 更新于2024-07-29 收藏 3.8MB PDF 举报
飞思卡尔智能小车设计指导是一本由河海大学计算机与信息学院(常州)学生科协编写的教材,专为参加飞思卡尔智能车大赛的学生提供设计参考。该书旨在帮助初学者理解智能车的基本原理和技术,并鼓励他们进行创新实践。 第二版相较于第一版有显著改进,首先在内容上新增了摄像头、激光管、电磁模块和算法部分,这不仅扩展了技术覆盖范围,也使得有能力深入学习的同学可以在完成基本设计后进一步提升技能。基础部分强化了芯片原理和电路设计的讲解,不再仅停留在操作层面,而是深入探讨其背后的理论依据,以便让读者理解设计决策的逻辑。 在程序设计章节,第二版增加了简单的程序示例和仿真练习,便于入门者通过实践学习编程技巧。同时,作者纠正了上一版的错误,调整了内容布局,使其结构更为清晰。 本书强调原创性和实践性,鼓励读者不单纯依赖提供的电路模板,而是要理解和掌握设计原则,根据个人的理解和创新进行设计。作者提醒,设计一款智能车涉及到单片机编程、模数转换、电路设计、焊接、以及自动控制算法等多个领域,因此团队协作和多技能的平衡至关重要。 尽管提供了丰富的资料,但设计过程是动态的,需要持续学习和探索。作者呼吁读者保持创新精神,勇于尝试新的解决方案。最后,作者表示,虽然本书可能有不足,但他们非常欢迎读者在阅读过程中提出问题或建议,共同进步。 飞思卡尔智能小车设计指导是一本实用且富有启发性的教材,旨在引导参赛者在理论与实践相结合的基础上,培养全面的智能车设计能力,激发他们的科研兴趣和创新精神。
2010-12-17 上传
比第一版更好更强大! 目录 第一章 初识智能小车 .................................................................................................................................. 1 1.1 常见的两种类型 ............................................................................................................................... 1 1.2 智能小车的基本结构 ....................................................................................................................... 1 第二章 车体设计 .......................................................................................................................................... 3 2.1 小车的拆卸 ...................................................................................................................................... 3 2.2 舵机的安装 ...................................................................................................................................... 3 2.3 车体的整体布局 ............................................................................................................................... 4 第三章 硬件设计 .......................................................................................................................................... 5 3.1 电源模块设计 ................................................................................................................................. 5 3.1.1 智能车电源设计要点 ........................................................................................................... 5 3.1.2 低压差稳压芯片LM2940 简介 ............................................................................................ 5 3.2 单片机最小系统设计 ...................................................................................................................... 6 3.2.1 单片机最小系统简介 ........................................................................................................... 6 3.2.2 51 单片机最小系统设计 ....................................................................................................... 6 3.3 循迹模块设计 ................................................................................................................................. 9 3.3.1 红外光电管的工作原理 ....................................................................................................... 9 3.3.2 检测电路设计 ..................................................................................................................... 10 3.3.3 光电检测部分的发挥设计 ................................................................................................. 12 3.4 舵机转向模块设计 ........................................................................................................................ 12 3.4.1 舵机的工作原理 ................................................................................................................. 12 3.4.2 常见舵机简介及使用注意事项 ......................................................................................... 13 3.5 后轮电机驱动模块设计 ................................................................................................................ 14 3.5.1 H 桥驱动电路的工作原理 ................................................................................................... 14 3.5.2 常用H 桥集成电路芯片L298 ............................................................................................ 16 3.6 测速模块 ....................................................................................................................................... 17 第四章 程序设计 ........................................................................................................................................ 18 4.1 PWM 的相关知识 ........................................................................................................................... 18 4.1.1 PWM 简介以及实现 ............................................................................................................ 18 4.1.2 51 单片机产生PWM 波 ...................................................................................................... 19 4.2 舵机的控制 ................................................................................................................................... 21 4.3 后轮电机的控制 ............................................................................................................................ 22 4.4 程序总体的设计 ............................................................................................................................ 22 4.5 程序设计的发挥与拓展 ................................................................................................................ 23 第五章 测试与调试 .................................................................................................................................... 24 5.1 测试与调试 ................................................................................................................................... 24 5.2 智能车的测试步骤 ........................................................................................................................ 24 第六章 车速的测量 .................................................................................................................................... 26 6.1 车速测量的重要性 ........................................................................................................................ 26 6.2 车速测量的几种方式 .................................................................................................................... 26 6.2.1 霍尔传感器检测 ................................................................................................................. 26 6.2.2 反射式光电检测 ................................................................................................................. 26 6.2.3 透射式光电检测 ................................................................................................................. 26 6.3 车速测量的单片机实现 ................................................................................................................ 27 第七章 摄像头的使用 ................................................................................................................................ 28 7.1 摄像头工作原理及简介 ................................................................................................................ 28 7.2 模拟摄像头视频分离电路设计 .................................................................................................... 29 7.3 摄像头选型 ................................................................................................................................... 30 7.4 摄像头安装 ................................................................................................................................... 32 7.5 基本视频信号采集 ........................................................................................................................ 32 7.5.1 使用单片机内部A/D 转换。 ............................................................................................ 34 7.5.2 使用外部A/D 转换器 ......................................................................................................... 35 7.5.3 使用模拟电路对PAL 信号进行转化(参考北京科技大学CCD 一队) ....................... 36 第八章 电磁传感器的使用 ......................................................................................................................... 38 8.1 智能汽车电磁组简介: ................................................................................................................ 38 8.2 20KHz 电源参考设计方案 .............................................................................................................. 38 8.2.1 电源技术指标要求 ............................................................................................................. 38 8.2.2 电源组成 ............................................................................................................................. 39 8.2.3 功率输出电路 ..................................................................................................................... 40 8.2.4 恒流控制 ............................................................................................................................. 42 8.2.5 参考设计电路 ..................................................................................................................... 42 8.2.6 电源调试 ............................................................................................................................. 43 8.2.7 注意事项 ............................................................................................................................. 44 8.3 电磁组传感器及模路径检测设计参考方案 ................................................................................ 44 8.3.1 设计原理 ............................................................................................................................. 44 8.3.2 磁场检测方法 ..................................................................................................................... 45 8.3.3 电路设计 ............................................................................................................................. 48 8.3.4 传感器的设计与调试 ......................................................................................................... 52 8.3.5 检测方案 ............................................................................................................................. 54 8.4 软件部分的简要流程图 ................................................................................................................ 56 8.5 结束语 ........................................................................................................................................... 57 第九章 激光传感器的使用与设计 ............................................................................................................. 58 9.1 激光传感器的工作原理和驱动 .................................................................................................... 58 9.2 激光传感器的选用与注意事项 .................................................................................................... 58 9.3 激光管的布局和安装 .................................................................................................................... 58 第十章 算法设计 ........................................................................................................................................ 60 10.1 摄像头组处理算法 ...................................................................................................................... 60 10.1.1 黑线提取算法 ................................................................................................................... 60 10.2 车体控制算法 .............................................................................................................................. 62 10.2.1 PID 算法 ............................................................................................................................. 62 10.2.2 预判算法 ........................................................................................................................... 63
2013-12-30 上传
非常详细的一个智能小车设计指导, 第一章 初识智能小车 ................................................................................................................................... 1 1.1 常见的两种类型 ............................................................................................................................... 1 1.2 智能小车的基本结构 ....................................................................................................................... 1 第二章 车体设计 ........................................................................................................................................... 3 2.1 小车的拆卸 ....................................................................................................................................... 3 2.2 舵机的安装 ....................................................................................................................................... 3 2.3 车体的整体布局 ............................................................................................................................... 4 第三章 硬件设计 ........................................................................................................................................... 5 3.1 电源模块设计 .................................................................................................................................. 5 3.1.1 智能车电源设计要点 ........................................................................................................... 5 3.1.2 低压差稳压芯片LM2940 简介 ............................................................................................ 5 3.2 单片机最小系统设计 ...................................................................................................................... 6 3.2.1 单片机最小系统简介 ........................................................................................................... 6 3.2.2 51 单片机最小系统设计 ....................................................................................................... 6 3.3 循迹模块设计 .................................................................................................................................. 9 3.3.1 红外光电管的工作原理 ....................................................................................................... 9 3.3.2 检测电路设计 ..................................................................................................................... 10 3.3.3 光电检测部分的发挥设计 ................................................................................................. 12 3.4 舵机转向模块设计 ........................................................................................................................ 12 3.4.1 舵机的工作原理 ................................................................................................................. 12 3.4.2 常见舵机简介及使用注意事项 ......................................................................................... 13 3.5 后轮电机驱动模块设计 ................................................................................................................ 14 3.5.1 H 桥驱动电路的工作原理 ................................................................................................... 14 3.5.2 常用H 桥集成电路芯片L298 ............................................................................................ 16 3.6 测速模块 ........................................................................................................................................ 17 第四章 程序设计 ......................................................................................................................................... 18 4.1 PWM 的相关知识 ........................................................................................................................... 18 4.1.1 PWM 简介以及实现 ............................................................................................................ 18 4.1.2 51 单片机产生PWM 波 ...................................................................................................... 19 4.2 舵机的控制 .................................................................................................................................... 21 4.3 后轮电机的控制 ............................................................................................................................ 22 4.4 程序总体的设计 ............................................................................................................................ 22 4.5 程序设计的发挥与拓展 ................................................................................................................ 23 第五章 测试与调试 ..................................................................................................................................... 24 5.1 测试与调试 .................................................................................................................................... 24 5.2 智能车的测试步骤 ........................................................................................................................ 24 第六章 车速的测量 ..................................................................................................................................... 26 6.1 车速测量的重要性 ........................................................................................................................ 26