智能车控制系统设计：基于MC9S12DG128单片机

"本文主要介绍了基于16位单片机MC9S12DG128的智能车控制系统的设计与实现，该系统应用于全国大学生‘飞思卡尔杯’智能汽车竞赛，涉及多学科领域的技术创新。文章阐述了智能车的硬件组成、控制方案以及各个模块的功能。" 全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛是一项集科学性、趣味性和观赏性于一体的赛事，自2006年开始举办，背景是快速发展且潜力巨大的汽车电子技术。参赛队伍需要在标准车模平台上设计出能自主识别路线的智能车，并利用各种技术如自动控制、模式识别、传感技术等在特定赛道上自动行驶。 本文的核心是基于16位微控制器MC9S12DG128的智能车控制系统。MC9S12DG128是飞思卡尔半导体公司的一款高性能单片机，它作为数字控制器，负责整个系统的决策与执行。系统通过黑白CMOS摄像头获取赛道信息，经过二值化处理后输入单片机。单片机通过对这些信号的分析，通过PWM发生模块控制转向舵机，实现智能车的转向。同时，智能车的后轮配备旋转编码器，用于检测车速，单片机采用PID控制算法来调整电机驱动模块的PWM波占空比，从而控制车速。 控制方案设计方面，转向控制系统采用PD控制器，强调快速响应，适合无惯性环节的一阶积分加纯滞后系统。而速度控制系统则采用PID控制器，通过积分得到赛道长度信息，适应赛道变化，确保稳定过弯。 智能车的硬件电路主要包括视频处理模块、方向控制模块和车速控制模块。视频处理模块由CMOS摄像头组成，采集赛道信息；方向控制模块通过PWM控制转向；车速控制模块则依赖于旋转编码器和PID算法，实现对车速的精确控制。这些模块与单片机相互配合，共同实现智能车的自主导航和动态调整。 基于MC9S12DG128的智能车控制系统展现了现代电子技术在汽车领域的应用，以及如何通过巧妙的控制策略和硬件设计来应对复杂的自动驾驶挑战。这种系统设计不仅对于比赛有重要意义，也为实际的汽车电子和自动驾驶技术提供了有价值的参考。