基于HCS12单片机的智能寻迹模型车控制系统设计

"基于HCS12单片机的智能寻迹模型车的设计与实现，通过使用飞思卡尔公司的16位单片机MC9SDG128作为核心控制器，结合CCD摄像头来识别路面信息，实现智能车的自动寻线行驶。系统包括电源管理、路径识别、转向控制、电机驱动和车速检测等模块。" 本文详细阐述了基于HCS12单片机的智能寻迹模型车的设计和实现过程，旨在探讨如何利用先进的微处理器技术和图像处理技术构建一个能够自主导航的模型车辆。作者杨天来自长安大学汽车学院车辆工程系，他的工作集中在智能车辆的核心技术——路径识别和控制策略上。 首先，系统的核心是Freescale公司的HCS12系列单片机MC9SDG128，这是一款16位微控制器，具有丰富的资源、高度集成的特性，支持C语言编程，便于系统开发。单片机的I/O接口被巧妙地分配以满足不同功能的需求，例如，PAD0用于接收CCD摄像头的模拟视频信号，PT0和PS2检测视频同步和奇偶信号，PACN0接收车速反馈，而PWM口则用于舵机和电机的控制。 路径识别模块依赖于CCD摄像头，它能捕捉路面信息，特别是识别出黑色引导线。通过图像处理算法，可以分析和计算图像数据，从而确定车辆相对于路线的位置。一旦车辆偏离路径，单片机会通过PID控制器自动调整舵机角度，使车辆返回正确轨道。PID控制是一种广泛应用的闭环控制策略，可以实现对直流电机的精确调速，确保智能车行驶的稳定性和速度。 电源管理是另一个关键环节，智能车使用7.2V/2000mAh Ni-cd充电电池供电。为了减少电机和舵机等设备产生的电磁干扰，每个功能模块都有独立的电源。电源管理模块采用低压差稳压芯片LM1084S来提供稳定的工作电压。 智能车的其他组成部分还包括转向控制模块，该模块通过PWM信号控制伺服舵机，实现精确的转向；电机驱动模块则通过PWM控制电机正反转，提供车辆前进和后退的动力；车速检测模块则实时监测车辆速度，为控制系统提供反馈，确保车辆按预定速度行驶。 总体来说，这个智能寻迹模型车系统展示了微电子技术在智能交通系统中的应用潜力，尤其是在自动驾驶和路径规划方面。它不仅对车辆工程领域的研究有重要价值，也为未来智能汽车的发展提供了基础研究和技术参考。通过这样的设计，我们可以预见，未来的汽车将更加智能化，能够自主应对复杂路况，提高行车安全性和效率。