飛思卡爾杯智能車設(shè)計(jì)與實(shí)踐

第1章概述1
1.1智能車競(jìng)賽背景1
1.1.1汽車與汽車電子1
1.1.2智能車研究意義2
1.1.3智能與新能源3
1.2國(guó)內(nèi)外智能汽車研究與競(jìng)賽6
1.2.1基于真實(shí)車輛6
1.2.2基于模型車8
1.2.3“飛思卡爾”杯智能車競(jìng)賽9
1.3車模、規(guī)則和賽道概述10
1.3.1車模10
1.3.2規(guī)則12
1.3.3賽道16
1.3.4參考賽道22
第2章機(jī)械系統(tǒng)及性能調(diào)校24
2.1機(jī)械系統(tǒng)簡(jiǎn)介24
2.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)25
2.2.1舵機(jī)轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)25
2.2.2阿克曼轉(zhuǎn)角定律25
2.2.3舵機(jī)固定方式26
2.2.4轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)27
2.2.5轉(zhuǎn)向類型28
2.3行駛系統(tǒng)28
2.4動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)30
2.5傳感器固定支架31
2.6整車系統(tǒng)及調(diào)校32
2.6.1輪胎32
2.6.2外廓尺寸33
2.6.3質(zhì)心位置調(diào)校35
2.6.4懸架調(diào)校37
2.6.5前輪定位參數(shù)調(diào)校38
2.6.6直線行駛性能調(diào)校40
2.6.7動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)校40
2.7車模更改相關(guān)規(guī)定41
第3章智能車總體設(shè)計(jì)與通用電路42
3.1智能車分析42
3.2總體設(shè)計(jì)43
3.2.1攝像頭組43
3.2.2電磁組44
3.2.3光電平衡組47
3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)板48
3.3.1電源電路49
3.3.2時(shí)鐘電路49
3.3.3復(fù)位電路52
3.3.4JTAG接口電路53
3.4電源系統(tǒng)53
3.4.1線性電源53
3.4.2開關(guān)電源54
第4章飛思卡爾微控制器56
4.1微控制器選擇56
4.2Kinetis系列微控制器57
4.2.1概述57
4.2.2K60系列58
4.2.3KL25系列60
4.2.4Kinetis EA系列61
4.316位微控制器S12X系列64
4.3.1概述64
4.3.2模塊介紹65
4.4ColdFire系列單片機(jī)69
4.4.1概述69
4.4.2藍(lán)宙電子公司的ColdFire模塊69
4.5DSC系列單片機(jī)70
4.5.1概述70
4.5.2龍丘公司的MC56f8300單片機(jī)71
4.6仿真器72
4.6.1BDM仿真器72
4.6.2JLINK73
第5章編譯環(huán)境和外設(shè)75
5.1IDE概述75
5.2CodeWarrior76
5.2.1新建工程76
5.2.2工程概覽81
5.3單片機(jī)內(nèi)部資源配置82
5.3.1配置CPU82
5.3.2GPIO的使用83
5.3.3外部中斷的使用85
5.3.4定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用88
5.3.5PWM90
5.3.6通用異步串行口UART93
5.3.7A/D轉(zhuǎn)換器95
5.3.8同步串行接口SPI98
5.3.9I2C總線99
5.4Keil μVision4101
第6章電機(jī)與舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路105
6.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路概述105
6.1.1單向控制電路105
6.1.2可逆控制電路106
6.2基于MC33886的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式107
6.2.1電機(jī)型號(hào)107
6.2.2MC33886單片H橋驅(qū)動(dòng)芯片108
6.2.3單片MC33886應(yīng)用電路111
6.3基于BTS7960的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案112
6.3.1BTS7960的基本特征和內(nèi)部框圖112
6.3.2封裝與引腳114
6.3.3應(yīng)用電路115
6.4基于普通MOS管電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路116
6.4.1基于CMOS邏輯芯片驅(qū)動(dòng)116
6.4.2基于半橋驅(qū)動(dòng)芯片方案117
6.5轉(zhuǎn)向模塊——舵機(jī)119
6.5.1基本原理119
6.5.2Futaba S3010（A/C車模）120
6.5.3SD5數(shù)字舵機(jī)（B車模）120
第7章賽道傳感器及接口設(shè)計(jì)122
7.1攝像頭模塊122
7.1.1攝像頭基礎(chǔ)知識(shí)122
7.1.2圖像信號(hào)相關(guān)概念解釋123
7.1.3OV7620攝像頭125
7.1.4OV7620攝像頭模塊125
7.1.5OV5116129
7.2線性CCD模塊133
7.2.1TSL1401134
7.2.2藍(lán)宙線性CCD模塊136
7.2.3關(guān)于鏡頭和偏振片137
7.2.4線性CCD使用中的一些問(wèn)題137
7.3電磁賽道傳感器142
7.3.1分立元器件電磁放大檢波電路143
7.3.2集成運(yùn)放電磁放大檢波電路143
第8章通用傳感器及接口設(shè)計(jì)146
8.1測(cè)速模塊——編碼器146
8.1.1基本原理146
8.1.2歐姆龍雙相編碼器148
8.1.3Mini512Z149
8.2加速度傳感器151
8.2.1MMA7260引腳描述151
8.2.2MMA7260的硬件設(shè)計(jì)152
8.2.3MMA7260輸出電壓153
8.2.4MMA7260使用方法155
8.3陀螺儀155
8.3.1陀螺儀應(yīng)用156
8.3.2加速度計(jì)與陀螺儀的數(shù)據(jù)融合157
8.4磁場(chǎng)感應(yīng)傳感器158
8.4.1干簧管158
8.4.2霍爾傳感器159
第9章控制算法及平衡車實(shí)例163
9.1PID控制163
9.1.1位置式與增量式PID控制算法163
9.1.2PID算法的改進(jìn)形式165
9.1.3PID參數(shù)調(diào)節(jié)技巧168
9.2濾波算法168
9.3卡爾曼濾波算法170
9.3.1概述170
9.3.2卡爾曼濾波應(yīng)用實(shí)例171
9.4PID實(shí)施方法（以平衡車控制為例）176
9.4.1平衡車直立控制178
9.4.2平衡車速度控制179
9.4.3平衡車方向控制180
9.4.4核心代碼參考181
第10章調(diào)試助手與系統(tǒng)調(diào)試185
10.1調(diào)試方法的改進(jìn)185
10.2攝像頭智能車的調(diào)試方法189
10.2.1賽道提取189
10.2.2十字路處理191
10.3攝像頭智能車控制策略194
10.3.1改進(jìn)的PD算法194
10.3.2速度控制方案195
10.3.3圖像的采集196
10.3.4閾值的動(dòng)態(tài)計(jì)算197
10.4電磁車調(diào)試中的問(wèn)題198
10.4.1歸一化198
10.4.2偏差計(jì)算方法199
10.4.3信號(hào)丟失的處理方法203
10.4.4彎道重疊問(wèn)題203
參考文獻(xiàn)205