基于微处理器的移动机器人控制器的设计.rar

摘 要:近年来，随着汽车技术和智能控制技术的发展,关于智能车的研究越来越受到人们的关注，致使智能车技术成为移动机器人领域研究的一大热点.本设计使用单片机MC9S12XS128为核心处理器，配合有电源管理模块、道路检测模块、车速检测模块及相应的电机驱动模块组成,使智能车自主识别跑道，对其进行速度和方向控制，并达到智能车在跑道上高速平稳的跑完全程这一效果.

本文集数据采集，数据处理，路径识别，舵机转向控制，电机驱动，车速检测，速度控制，以及电源管理等硬件电路和软件算法.利用16 位微控制器 MC9S12XS128 为控制芯片，以激光传感器作为路径检测的主要传感器，以光电编码器作为本车的速度传感元件，BTS7960 作为电机的驱动芯片.

在调试过程中，利用 MC9S12XS128 的串口通信功能将激光传感器采集到的赛道及 PID 调速信息发送给上位机，用编制的软件在上位机上显示这些信息.同时，利用软件进行信号处理，从传感器采集到的大量数据中提取出有用信息，使智能车能够精确的识别起始线，交叉线，S 弯道，上坡，下坡等赛道类型和信息.综合 PID 算法对速度和前进方向进行调节控制.结合闭环控制的策略，控制智能车及时调整车身的运动姿态，使其准确、快速的跑完全程.软件编程使用飞思卡尔公司指定的CodeWarrior编程软件编写小车程序，并进行软件开发.通过对仿真数据进行汇总分析结果表明,采用改进后的PID控制算法对比传统算法,智能小车的稳定性和平均速度的提高都有了极大的进步,对实际操作和现场调试提供了借鉴意义.

关键词：智能车；激光传感器；路径识别；PID算法；舵机控制

目录

摘要

abstract

第1章 绪论-1

1.1 研究背景-1

1.2 研究的目的和意义-2

1.3 国内外研究水平及发展现状-2

1.3.1 智能车国外研究水平及现状-2

1.3.2 智能车国内研究水平及现状-4

1.4 论文的主要内容-6

第2章 系统整体设计方案-7

2.1系统整体方案概述-7

2.2机械结构-9

2.2.1小车整体布局-9

2.2.2车轮参数-10

2.2.3舵机-13

2.3本章小结-13

第3章 系统的硬件设计-15

3.1电源管理模块-15

3.1.1电源模块原理-15

3.1.2驱动隔离器-16

3.2路经检测模块-16

3.2.1激光传感器原理-17

3.2.2激光传感器的设计-17

3.3电机驱动模块-18

3.4闭环测速模块-19

3.5蓝牙无线模块-20

3.6本章小结-20

第4章 系统的软件设计-21

4.1软件设计思想-21

4.2 PID控制思想-23

4.3各模块的初始化-24

4.3.1时钟模块初始化-24

4.3.2 ECT模块初始化-24

4.3.3 PWM初始化-25

4.4信号的接收与处理-25

4.5舵机控制策略-25

4.6速度控制策略-26

4.7本章小结-27

第5章 系统的运行调试-29

5.1开发软件-29

第6章 结论与展望-31

6.1 设计特点-31

6.2 系统存在的问题-31

6.3 改进方向-31

参考文献-33

致  谢-35