飞思卡尔电机控制模块详解

飞思卡尔电机控制模块详解
飞思卡尔电机控制模块详解

M=2.

一、关键点

1、MC 模块驱动电机的PWM 波频率在20K 左右时效果比较好。DITH 位等于0时,计算方法如下:

DITH=1时,

其中,左对齐和有对齐方式下 M=1,中间对齐是2、MC 模块定时计数器的中断最好禁止,如果开启,在相应的中断服务程序中至少要添加一条“清楚中断标志位”的指令。

3、电机控制模块共8个通道,每个通道有2个Pin 脚组成。

4、Fast 位控制精度,7位或者11位。

5、给周期寄存器写入数值,可启动 MC 计数器,写0关闭所有通道的计数器。

6、MCAM[1:0]写入0x00可关闭某个channel ,写入非零值不是启动MC 计数器,而是控制对齐方式。为了精确周期寄存器的值应尽量大,Ftc 应尽量小。

二、寄存器寄存器讲解讲解讲解::

1 MCCTL0 (Motor Controller Control Register 0)

第7位保留;

第6、5位是MCPRE[1:0]控制电机控制器定时计数器时钟f TC 预分频系数。如下:

第4位 MCSWAI 置1,等待模式中电机控制器正常运行,清0,在等待模式中电机控制模块时钟关闭。

第3位,FAST ,清0,电机控制器PWM 模块占空比寄存器分辨率设置为11位,置1,电机控制器PWM 模块占空比寄存器分辨率设置为7位。

第2位,DITH ,清零,电机控制器dith 特性禁止,置1电机控制器dith 特性使能。 第1位保留;

第0位MCTOIF ,为1表示,电机控制模块定时计数器溢出;为0,表示自上次复位或清零以来,电机控制模块定时计数器没有发生溢出。

2 MCCTL1 (Motor Controller Control Register 1)

第7位,RECIRC控制PWM波极性。0表示—,1表示+ ;

第6到第1位系统保留;

第0位,MCTOIE,为0表示Motor Controller Timer Counter Overflow Interrupt禁止,为1标志使能。

3 .MCPER Motor Controller Period Register

控制PWM周期,DITH=0,分辨率为10位;DITH=1,分辨率为11为,且MCPR1最低位系统保留。

4. Motor Controller Channel Control Register x (MCCCx)

即MCCC0—MCCC7寄存器,以MCCC0为例,第7和第6位为MCOM[1:0],控制PWM输出通道工作模式,如下图:

第5第4位为MCAM[1:0],控制PWM波形的对齐方式。具体如下:

第3位和第2位系统保留;

第1位和第0位为CD[1:0],这两位控制这PWM输出延时,每个通道可通过可编程的PWM定时计数器时钟号来分别1确定。延时时间为n/f TC,如下表:

5、Motor Controller Duty Cycle Register x (MCDCx)

即MCCC0—MCCC7寄存器,以MCCC0为例,第15位,S位,为0表示PWM波形低有效,为1表示PWM波形高有效,即

说明:

(1) /PWM: The PWM signal is low active. e.g., the waveform starts with 0 in left aligned mode. Output M generates the PWM signal.

Output P is static high.

(2) PWM: The PWM signal is high active. e.g., the waveform starts with 1 in left aligned mode. output P generates the PWM signal.

Output M is static low.

(3) S位在half-bridge模式中不起作用.

其余各位为保留位和确定占空比的数据位。

飞思卡尔锁相环

备战飞思卡尔智能车大赛.开始模块总结. 锁相环设置. 公式: PLLCLK=2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1), fbus=PLLCLK/2 void INIT_PLL(void) { CLKSEL &= 0x7f; //选用外部时钟.准备设置锁相环 PLLCTL &= 0x8F; //禁止锁相环 SYNR = 0xc9; //设置SYNR REFDV = 0x81; //设置REFDV PLLCTL |=0x70; //锁相环使能 asm NOP; asm NOP; //两个机器周期缓冲时间 while(!(CRGFLG&0x08)); //等待锁相环锁定 CLKSEL |= 0x80; //设置锁相环为时钟源 } 飞思卡尔XS128的PLL锁相环详细设置说明——关于如何提高总线工作频率PLL锁相环就相当于超频 单片机超频的原因和PC机是个一道理。分频的主要原因是外设需要的工作频率往往远低于CPU/MEMORY 这也和PC机南北桥的原理类似。总线频率设置过程 1、禁止总中断 2、寄存器CLKSEL(时钟选择寄存器)的第七位置0 即CLKSEL_PLLSEL=0。选择时钟源为外部晶振OSCCLK(外接晶振频率) 在PLL(锁相环)程序执行前 内部总线频率为OSCCLK/2 3. PLLCTL_PLLON=1 打开PLL 4.设置SYNR 时钟合成寄存器 、REFDV 时钟分频寄存器 、POSTDIV三个寄存器的参数 5、_asm(nop) _asm(nop);加入两条空指令 使锁相环稳定 6、while(!(CRGFLG_LOCK==1));//时钟校正同步 7、CLKSEL_PLLSEL=1; 下面详细说一下频率的计算一、时钟合成寄存器SYNR寄存器结构 VCOFRQ[1:0]控制压控振动器VCO的增益 默认值为00 VCO的频率与VCOFRQ[1:0]对应表

飞思卡尔智能车电机资料上课讲义

3.1.6驱动电机介绍 驱动电机采用直流伺服电机,我们在此选用的是RS-380SH型号的伺服电机,这是因为直流伺服电机具有优良的速度控制性能,它输出较大的转矩,直接拖动负载运行,同时它又受控制信号的直接控制进行转速调节。在很多方面有优越性,具体来说,它具有以下优点: (1)具有较大的转矩,以克服传动装置的摩擦转矩和负载转矩。 (2)调速范围宽,高精度,机械特性及调节特性线性好,且运行速度平稳。 (3)具有快速响应能力,可以适应复杂的速度变化。 (4)电机的负载特性硬,有较大的过载能力,确保运行速度不受负载冲击的 影响。 (5)可以长时间地处于停转状态而不会烧毁电机,一般电机不能长时间运行 于停转状态,电机长时间停转时,稳定温升不超过允许值时输出的最大堵转转矩称为连续堵转转矩,相应的电枢电流为连续堵转电流。 图3.1为该伺服电机的结构图。图3.2是此伺服电机的性能曲线。 图3.1 伺服电机的结构图

图3.2 伺服电机的性能曲线 3.1.7 舵机介绍 舵机是一种位置伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。其工作原理是:控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动。舵机的控制信号是PWM信号,利用占空比的变化改变舵机的位置。一般舵机的控制要求如图3.3所示。图3.4为舵机的控制线。 图3.3 舵机控制要求

飞思卡尔智能车比赛细则

2016

目录

第十一届竞赛规则导读 参加过往届比赛的队员可以通过下面内容了解第十一届规则主要变化。如果第一次参加比赛,则建议对于本文进行全文阅读。 相对于前几届比赛规则,本届的规则主要变化包括有以下内容: 1.本届比赛新增了比赛组别,详细请参见正文中的图1和第四章的“比赛任务” 中的描述; 2.第十届电磁双车组对应今年的A1组:双车追逐组。其它组别与新组别的对应 关系请参见图2; 3.为了提高车模出界判罚的客观性,规则提出了两种方法:路肩法和感应铁丝 法,详细请见赛道边界判定”; 4.改变了原有的光电计时系统,所有赛题组均采用磁感应方法计时,详细请参 见“计时裁判系统”; 5.取消了第十届的发车灯塔控制的方式; 6.赛道元素进行了简化,详细请参见“赛道元素”; 7.赛道材质仍然为PVC耐磨塑胶地板,但赛题组A2不再需要赛道。 8.对于车模所使用的飞思卡尔公司MCU的种类、数量不再限制。 9.比赛时,每支参赛队伍的赛前准备时间仍然为20分钟,没有现场修车环节。

一、前言 智能车竞赛是从2006开始,由教育部高等教育司委托高等学校自动化类教学指导委员会举办的旨在加强学生实践、创新能力和培养团队精神的一项创意性科技竞赛。至今已经成功举办了十届。在继承和总结前十届比赛实践的基础上,竞赛组委会努力拓展新的竞赛内涵,设计新的竞赛内容,创造新的比赛模式,使得围绕该比赛所产生的竞赛生态环境得到进一步的发展。 为了实现竞赛的“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”的指导思想,竞赛内容设置需要能够面向大学本科阶段的学生和教学内容,同时又能够兼顾当今时代科技发展的新趋势。 第十一届比赛的题目在沿用原来根据车模识别赛道传感器种类进行划分的基础类组别之上,同时增加了以竞赛内容进行划分的提高类组别,并按照“分赛区普及,全国总决赛提高”的方式,将其中一个类别拓展出创意类组别。第十一届比赛的题目各组别分别如下: ●基础类包括B1光电组、B2摄像头组、B3电磁直立组、B4电轨组; ●提高类包括A1双车追逐组、A2信标越野组; ●创意类包括I1 电轨节能组。 图 1 不同组别,不同挑战度 每个组别在选用的车模、赛道识别方法、完成任务等方面存在差别,对于参赛选手不同学科知识和能力要求也不同,制作的挑战度也有较大的区别。相比较而言,

飞思卡尔单片机LED控制例程详解

我的第一个LED程序 准备工作: 硬件:Freescale MC9S08JM60型单片机一块; 软件:集成开发环境codewarrior IDE; 开发板上有两个LED灯,如下图所示: 实验步骤: 1.首先,确保单片机集成开发环境及USBDM驱动正确安装。其中USBDM的安装步骤如下:?假设之前安装过单片机的集成开发环境6.3版本:CW_MCU_V6_3_SE; ?运行USBDM_4_7_0i_Win,这个程序会在c盘的程序文件夹下增加一个目录C:\Program Files\pgo\USBDM 4.7.0,在这个目录下: 1〉C:\ProgramFiles\pgo\USBDM 4.7.0\FlashImages\JMxx下的文件 USBDM_JMxxCLD_V4.sx是下载器的固件文件; 2〉C:\Program Files\pgo\USBDM 4.7.0\USBDM_Drivers\Drivers下有下载器的usb 驱动 所以在插入usb下载器,电脑提示发现新的usb硬件的时候,选择手动指定驱动 安装位置到以上目录即可。 ?运行USBDM_4_7_0i_Win之后,还会在目录: C:\Program Files\Freescale\CodeWarrior for Microcontrollers V6.3\prog\gdi 下增加一些文件,从修改时间上来看,增加了6个文件,这些文件是为了在codewarrior 集成开发环境下对usb下载器的调试、下载的支持。

2.新建一个工程,工程建立过程如下: ?运行单片机集成开发环境codewarrior IDE ?出现如下界面 ●Create New Project :创建一个新项目工程 ●Load Example Project :加载一个示例工程 ●Load Previous Project :加载以前创建过的工程 ●Run Getting started Tutorial:运行CodeWarrior软件帮助文档 ●Start Using CodeWarrior:立刻使用CodeWarrior ?点击Create New project按钮,以创建一个新的工程,出现选择CPU的界面 如下,请选择HCS08/HCS08JM Family/MC9S08JM60,在右边的Connection窗口

飞思卡尔智能车竞赛新手入门建议

每年都会有很多新人怀着满腔热情来做智能车,但其中的很多人很快就被耗光了热情和耐心而放弃。很多新人都不知道如何入手,总有些有劲无处使的感觉,觉得自己什么都不会,却又不知道该干什么。新人中存在的主要问题我总结了以下几点: l缺乏自信,有畏难情绪 作为新人,一切都是新的。没有设计过电路,没有接触过单片机,几乎什么都不会。有些新人听了两次课,看了两篇技术报告,就发现无数不懂不会的东西,于是热情在消退,信心在减弱。这些都是放弃的前兆。殊不知,高手都是从新人过来的,没有谁天生什么都会做。一件事件,如果还没开始做,就自己否定自己,认为自己做不到,那么肯定是做不到的。 l习惯了被动接收知识,丧失了主动学习的能力。 现在的学生大多从小习惯了被灌输知识,只学老师教的,只学老师考的。殊不知一旦走向社会,将不再有老师来教,不再有应付不完的考试。做智能车和传统的教学不同,学生将从被动学习的地位转变为主动学习。就算有指导老师,有指导的学长,但也都处于被动地位,往往都不会主动来教。有的学生一开始就没有转变思想,还希望就像实验课一样,老师安排好步骤1,2,3……,然后自己按照老师安排好的步骤按部就班的完成。这样的学生,往往都丧失了提出问题和分析问题的能力,只是一个应付考试的机器。要知道,解决问题的第一步是提出问题,如果总等着别人来教,那么问题永远会挡在你面前。 l缺乏团队精神和合作意识 智能车比赛是以团队的形式参赛,只依靠个人能力单兵作战就能取得好成绩的是很少很少的。当今社会,任何人的成功都离不开身后的团队的支撑。智能车是一个很复杂的系统,电路、机械、传感器、单片机、底层驱动、控制算法……。如果所有的任务都是一个人去完成,固然锻炼了自己,但想做的很好却很不现实。很多新人,来到实验室,来到一个陌生的环境和团队,连向学长请教,和同学交流的勇气都没有,又如何融入团队呢。除了要主动融入团队,还要培养自己的团队意识。团队精神往往表现为一种责任感,如果团队遇到问题,每个人都只顾自己,出了错误,不想着解决问题,而是互相推诿埋怨。这样的团队,肯定是无法取得好成绩的。 l缺乏耐心和细心的精神 其实把一件事做好很简单,细心加上耐心。不细心就想不到,没有耐心,即使想到了也做不到。做事怕麻烦,将就,说白了就是惰性在作祟。明明可以把支架做的更轻更漂亮,明明可以把程序写的更简洁,明明可以把电路设计得更完善……。其实,每个人都有很大潜力,如果不逼自己一次,你永远不知道自己的潜力有多

电机驱动电路总结

电机驱动电路 一、直流电机驱动电路的设计目标 在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑一下几点: 1.功能:电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机 即可,当电机需要双向转动时,可以使用由4个功率元件组成的H 桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速,只要使 用继电器即可;但如果需要调速,可以使用三极管,场效应管等开 关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速。 2.性能:对于PWM调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。 1)输出电流和电压范围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。

2)效率,高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。 要提高电路的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H桥或推挽电路可能出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。 3)对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。 4)对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。 5)可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制信号,何种无源负载,电路都是安全的。 二、三极管-电阻作栅极驱动 (如果电路看不清楚请到相册里看) 1.输入与电平转换部分: 输入信号线由DATA引入,1脚是地线,其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时,这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时,这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说,相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开,实现“一点接地”。 高速运放KF347(也可以用TL084)的作用是比较器,把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V基准电压比较,转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压范围不能接近负电源电压,否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流,一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。 不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放,因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上,压降较大,后面一级的三极管将无法截止。2.栅极驱动部分: 后面三极管和电阻,稳压管组成的电路进一步放大信号,驱动场效应管的栅极并利用场效应管本身的栅极电容(大约1000pF)进行延时,防止H桥上下两臂的场效应管同时导通(“共态导通”)造成电源短路。 当运放输出端为低电平(约为1V至2V,不能完全达到零)时,下面的三极管截止,场效应管导通。上面的三极管导通,场效应管截止,输出为高电平。当运放输出端为高电平(约为VCC-(1V至2V),不能完全达到VCC)时,下面的三极管导通,场效应管截止。上面的三极管截止,场效应管导通,输出为低电平。 上面的分析是静态的,下面讨论开关转换的动态过程:三极管导通电阻远小于2千欧,因此三极管由截止转换到导通时场效应管栅极电容上的电荷可以迅速释放,场效应管迅速截止。但是三极管由导通转换到截止时场效应管栅极通过2千欧电阻充电却需要一定的时间。相应的,场效应管由导通转换到截止的速度要比由截止转换到导通的速度快。假如两个三极管的开关动作是同时发生的,这个电路可以让上下两臂的场效应管先断后通,消除共态导通现象。

飞思卡尔杯智能车竞赛报告总结

1.1. 系统分析 智能车竞赛要求设计一辆以组委会提供车模为主体的可以自主寻线的模型车,最后成绩取决于单圈最快时间。因此智能车主要由三大系统组成:检测系统,控制系统,执行系统。其中检测系统用于检测道路信息及小车的运行状况。控制系统采用大赛组委会提供的16位单片机MC9S12XS128作为主控芯片,根据检测系统反馈的信息新局决定各控制量——速度与转角,执行系统根据单片机的命令控制舵机的转角和直流电机的转速。整体的流程如图1.1,检测系统采集路径信息,经过控制决策系统分析和判断,由执行系统控制直流电机给出合适的转速,同时控制舵机给出合适的转角,从而控制智能车稳定、快速地行驶。 图2.1 1.2. 系统设计 参赛小车将电感采集到的电压信号,经滤波,整流后输入到XS128单片机,用光电编码器获得实时车速,反馈到单片机,实现完全闭环控制。速度电机采用模糊控制,舵机采用PD控制,具体的参数由多次调试中获得。考滤到小车设计的综合性很强,涵盖了控制、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科领域,因此我们采用了模块化设计方法,小车的系统框图如图2.2。

第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告 图2.2 1.3. 整车外观 图2.3

1.4. 赛车的基本参数 智能车竞赛所使用的车模是东莞市博思公司生产的G768型车模,由大赛组委会统一提供,是一款带有摩擦式差速器后轮驱动的电动模型车。车模外观如图3.1。车模基本参数如表3.1。 图3.1 表3.1车模基本参数 1.5. 赛车前轮定位参数的选定

第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告 现代汽车在正常行驶过程中,为了使汽车直线行驶稳定,转向轻便,转向后能自动回正,减少轮胎和转向系零件的磨损等,在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的相对安装位置,叫车轮定位,其主要的参数有:主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。模型车的前轮定位参数都允许作适当调整,故此我们将自身专业课所学的理论知识与实际调车中的赛车状况相结合,最终得出赛车匹配后的前轮参数[6]。 1.5.1. 主销后倾角 主销后倾角是指在纵向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角γ,如图3-2。模型车的主销后倾角可以设置为0、 2°?3°、 4°?6°,可以通过改变上横臂轴上的黄色垫片来调整,一共有四个垫片,前二后二时为0°,前一后三为2°?3°,四个全装后面时为4°?6°。 由于主销后倾角过大时会引起转向沉重,又因为比赛所用舵机特性偏软,所以不宜采用大的主销后倾角,以接近0°为好,即垫片宜安装采用前二后二的方式,以便增加其转向的灵活性。如图3.3。 图3.2 图3.3 1.5. 2. 主销内倾角 主销内倾角是指在横向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角β,如图3.4,它的作用也是使前轮自动回正。对于模型车,通过调整前桥的螺杆的长度可以改变主销内倾角的大小,由于前轴与主销近似垂直的关系,故主销内倾角

飞思卡尔第一张

3.1 实验一 I/O口输入输出实验 4.实验原理 如图3-1所示,将PTB6设置为输出端口后,若向PTB6写高电平时,LED灯不亮,若写低电平,则LED亮。PTA2设置为输入端口后,在按键SW未按下时,读PTA2始终为高电平,只有在按键SW按下时,读PTA2时才得到低电平。 图3-1 LED灯与按键控制电路原理图 5.实验内容 ⑴结合开发板电路图,用跳线夹连接对应LED引脚。即LED1、LED2分别与PTB6、PTB7相连接。将PTB 口定义为输出接口。对端口写0即可点亮LED灯。单步运行观察实验现象。 ⑵结合开发板电路图,用跳线夹再将开发板上的按键SW1、SW2连到PTA2。将PTA口定义为输入口,将PTB口定义为输出口。按下SW1时点亮LED1、LED2。按下SW2时熄灭LED1、LED2。 6.参考程序 ⑴直接点亮LED灯,其参考程序如下。 C语言程序: #include #include "derivative.h" /* 头文件 */ void main(void) { PTBDD=0xff; /*定义PTB口为输出口 */ PTBD=0xff; /*输出高电平,LED灯灭*/ PTBD=0x00; /*PTB口输出低电平,即PTB6、PTB7输出低电平 */

for(;;) { __RESET_WATCHDOG(); /* 清看门狗 */ } /* 死循环 */ } 汇编程序(加粗部分为所需添加的程序代码): ;******************************************************************* ;* This stationery serves as the framework for a user application. * ;* For a more comprehensive program that demonstrates the more * ;* advanced functionality of this processor, please see the * ;* demonstration applications, located in the examples * ;* subdirectory of the "Freescale CodeWarrior for HC08" program * ;* directory. * ;******************************************************************* ; Include derivative-specific definitions INCLUDE 'derivative.inc' ; ; export symbols ; XDEF _Startup ABSENTRY _Startup ; ; variable/data section ; ORG RAMStart ; Insert your data definition here ExampleVar: DS.B 1 ; ; code section ; ORG ROMStart _Startup: LDHX #RAMEnd+1 ; initialize the stack pointer TXS CLI ; enable interrupts mainLoop: ; Insert your code here MOV #$FF,PTBDD; 端口方向寄存器初始化为输出 MOV #$FF,PTBD; 输出高点平,LED灯灭 MOV #$00,PTBD; 输出低电平,LED灯亮 NOP

飞思卡尔MC9S12XS128功能模块驱动

用了一年多飞思卡尔MC9S12XS128这款处理器,现在总结下各个功能模块的驱动. //锁相环时钟的初始化总线频率为40MHz(总线时钟为锁相环时钟的一半) //晶振为11.0592MHz void PLL_init(void) //PLLCLK=2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1) { //锁相环时钟= 2*11.0592*(39+1)/(10+1)=80MHz 总线时钟为40MHz REFDV=0x0A; SYNR=0x67; //0110_0111 低6位的值为19,高两位的值为推荐值 while(CRGFLG_LOCK != 1); CLKSEL_PLLSEL = 1; //选定锁相环时钟 //FCLKDIV=0x0F; //Flash Clock Divide Factor 16M/16=1M } //周期中断定时器的初始化- // //周期中断通道1用于脉冲累加器的定时采样,定时周期为: 10ms= (199+1)*(1999+1)/(40M) (没有使用) //周期中断通道0用于控制激光管的轮流发射,定时周期为: 2000us= (399+1)*(199+1)/(40M) //2011/4/4 15:24 定时时间改为1ms void PIT_init(void) { PITCFLMT_PITE = 0; // 禁止使用PIT模块 PITCFLMT :PIT 控制强制加载微计数器寄存器。 PITCE_PCE0 = 1; // 使能定时器通道0 //PITCE_PCE1 = 1; //使能定时器通道1 PITMUX = 0; //通道0,和通道1均选择8位微计数器0

飞思卡尔项目书

飞思卡尔智能车比赛项目 参赛时间:2011.7.16 — 2011.7.20 赛前准备时间:2010.7 ---2011.7 飞思卡尔智能车比赛简介: 为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养,促进高等教育教学改革,受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文,附件1),由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会(以下简称自动化分教指委)主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛,是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动,是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神,为优秀人才的脱颖而出创造条件。 该竞赛由竞赛秘书处设计、规范标准硬软件技术平台,竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节,要求学生组成团队,协同工作,初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体,是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景,涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。该竞赛规则透明,评价标准客观,坚持公开、公平、公正的原则,力求向健康、普及、持续的方向发展。 该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方,得到了教育部相关领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价,已发展成全国30个省市自治区近300所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。2008年起被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中科技人文竞赛之一(教高函[2007]30号文)。 全国大学生智能汽车竞赛原则上由全国有自动化专业的高等学校(包括港、澳地区的高校)参赛。竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛,各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。每届比赛根据参赛队伍和队员情况,分别设立光电组、摄像头组、电磁组、创意组等多个赛题组别。每个学校可以根据竞赛规则选报不同组别的参赛队伍。全国大学生智能汽车竞赛组织运行模式贯彻“政府倡导、专家主办、学生主体、社会参与”的16字方针,充分调动各方面参与的积极性。 全国大学生智能汽车竞赛一般在每年的10月份公布次年竞赛的题目和组织方式,并开始接受报名,次年的3月份进行相关技术培训,7月份进行分赛区竞赛,8月份进行全国总决赛。 飞思卡尔智能车比赛技术要求:

飞思卡尔智能车电机

飞思卡尔智能车电机公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

3.1.6驱动电机介绍 驱动电机采用直流伺服电机,我们在此选用的是RS-380SH型号的伺服电机,这是因为直流伺服电机具有优良的速度控制性能,它输出较大的转矩,直接拖动负载运行,同时它又受控制信号的直接控制进行转速调节。在很多方面有优越性,具体来说,它具有以下优点: (1)具有较大的转矩,以克服传动装置的摩擦转矩和负载转矩。 (2)调速范围宽,高精度,机械特性及调节特性线性好,且运行速度平稳。 (3)具有快速响应能力,可以适应复杂的速度变化。 (4)电机的负载特性硬,有较大的过载能力,确保运行速度不受负载 冲击的影响。 (5)可以长时间地处于停转状态而不会烧毁电机,一般电机不能长时 间运行于停转状态,电机长时间停转时,稳定温升不超过允许值 时输出的最大堵转转矩称为连续堵转转矩,相应的电枢电流为连 续堵转电流。 图为该伺服电机的结构图。图是此伺服电机的性能曲线。

图伺服电机的结构图 图伺服电机的性能曲线 3.1.7 舵机介绍 舵机是一种位置伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。其工作原理是:控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路,产生周期为 20ms,宽度为的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动。舵机的控制信号是PWM信号,利用占空比的变化改变舵机的位置。一般舵机的控制要求如图所示。图为舵机的控制线。

飞思卡尔智能车比赛个人经验总结

先静下心来看几篇技术报告,可以是几个人一起看,边看边讨论,大致了解智能车制作的过程及所要完成的任务。 看完报告之后,对智能车也有了大概的了解,其实总结起来,要完成的任务也很简单,即输入模块——控制——输出。 (1)输入模块:各种传感器(光电,电磁,摄像头),原理不同,但功能都一样,都是用来采集赛道的信息。这里面就包含各种传感器的原理,选用,传感器电路的连接,还有传感器的安装、传感器的抗干扰等等需要大家去解决的问题。 (2)控制模块:传感器得到了我们想要的信息,进行相应的AD转换后,就把它输入到单片机中,单片机负责对信息的处理,如除噪,筛选合适的点等等,然后对不同的赛道信息做出相应的控制,这也是智能车制作过程中最为艰难的过程,要想出一个可行而又高效的算法,确实不是一件容易的事。这里面就涉及到单片机的知识、C语言知识和一定的控制算法,有时为了更直观地动态控制,还得加入串口发送和接收程序等等。 (3)输出模块:好的算法,只有通过实验证明才能算是真正的好算法。经过分析控制,单片机做出了相应的判断,就得把控制信号输出给电机(控制速度)和舵机(控制方向),所以就得对电机和舵机模块进行学习和掌握,还有实现精确有效地控制,又得加入闭环控制,PID算法。 明确了任务后,也有了较为清晰的控制思路,接下来就着手弄懂每一个模块。虽然看似简单,但实现起来非常得不容易,这里面要求掌握电路的知识,基本的机械硬件结构知识和单片机、编程等计算机知识。最最困难的是,在做的过程中会遇到很多想得到以及想不到的事情发生,一定得细心地发现问题,并想办法解决这些问题。 兴趣是首要的,除此之外,一定要花充足的时间和精力在上面,毕竟,有付出就会有收获,最后要明确分工和规划好进度。

飞思卡尔电机控制模块详解

M=2. 一、关键点 1、MC 模块驱动电机的PWM 波频率在20K 左右时效果比较好。DITH 位等于0时,计算方法如下: DITH=1时, 其中,左对齐和有对齐方式下 M=1,中间对齐是2、MC 模块定时计数器的中断最好禁止,如果开启,在相应的中断服务程序中至少要添加一条“清楚中断标志位”的指令。 3、电机控制模块共8个通道,每个通道有2个Pin 脚组成。 4、Fast 位控制精度,7位或者11位。 5、给周期寄存器写入数值,可启动 MC 计数器,写0关闭所有通道的计数器。 6、MCAM[1:0]写入0x00可关闭某个channel ,写入非零值不是启动MC 计数器,而是控制对齐方式。为了精确周期寄存器的值应尽量大,Ftc 应尽量小。 二、寄存器寄存器讲解讲解讲解:: 1 MCCTL0 (Motor Controller Control Register 0) 第7位保留; 第6、5位是MCPRE[1:0]控制电机控制器定时计数器时钟f TC 预分频系数。如下: 第4位 MCSWAI 置1,等待模式中电机控制器正常运行,清0,在等待模式中电机控制模块时钟关闭。 第3位,FAST ,清0,电机控制器PWM 模块占空比寄存器分辨率设置为11位,置1,电机控制器PWM 模块占空比寄存器分辨率设置为7位。 第2位,DITH ,清零,电机控制器dith 特性禁止,置1电机控制器dith 特性使能。 第1位保留; 第0位MCTOIF ,为1表示,电机控制模块定时计数器溢出;为0,表示自上次复位或清零以来,电机控制模块定时计数器没有发生溢出。 2 MCCTL1 (Motor Controller Control Register 1)

飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述

飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述 一、竞赛简介 起源: “飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国,是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池,参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车,在专门设计的跑道上自动识别道路行驶,谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高,谁就是获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识,对学生的知识融合和实践动手能力的培养,具有良好的推动作用。 全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上,使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块,通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件,制作一个能够自主识别道路的模型汽车,按照规定路线行进,以完成时间最短者为优胜。因而该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛。 该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方,自2006年首届举办以来,成功举办了五届,得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价,已发展成全国30个省市自治区200余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。2008年第三届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中9个科技人文竞赛之一(教高函[2007]30号文,附件2),2009年第四届被邀申请列入国家教学质量与教学改革工程资助项目。 分赛区、决赛区比赛规则 在分赛区、决赛区进行现场比赛规则相同,都分为初赛与决赛两个阶段。在计算比赛成绩时,分赛区只是通过比赛单圈最短时间进行评比。决赛区比赛时,还需结合技术报告分数综合评定。 1.初赛与决赛规则 1)初赛规则 比赛场中有两个相同的赛道。 参赛队通过抽签平均分为两组,并以抽签形式决定组内比赛次序。比赛分为两轮,两组同时在两个赛道上进行比赛,一轮比赛完毕后,两组交换场地,再进行第二轮比赛。在每轮比赛中,每辆赛车在赛道上连续跑两圈,以计时起始线为计时点,以用时短的一圈计单轮成绩;每辆赛车以在两个单轮成绩中的较好成绩为赛车成绩;计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。 从两组比赛队中,选取成绩最好的25支队晋级决赛。技术评判组将对全部晋级的赛车进行现场技术检查,如有违反器材限制规定的(指本规则之第一条)当时取消决赛资格,由后备首名晋级代替;由裁判组申报组委会执委会批准公布决赛名单。 初赛结束后,车模放置在规定区域,由组委会暂时保管。

常用电机驱动电路及原理

由于本人主要是搞软件的,所以硬件方面不是很了解,但是为了更好地相互学习,仅此整理出一份总结出来,有什么错误的地方还请大家积极的指出!供大家一起参考研究! 我们做的智能小车,要想出色的完成一场比赛,需要出色的控制策略!就整个智能车这个系统而言,我们的被控对象无外乎舵机和电机两个!通过对舵机的控制能够让我们的小车实时的纠正小车在赛道上的位置,完成转向!当然那些和我一样做平衡组的同学不必考虑舵机的问题!而电机是小车完成比赛的动力保障,同时平衡组的同学也需要通过对两路电机的差速控制,来控制小车的方向!所以选一个好的电机驱动电路非常必要! 常用的电机驱动有两种方式:一、采用集成电机驱动芯片;二、采用MOSFET和专用栅极驱动芯片自己搭。集成主要是飞思卡尔自己生产的33886芯片,还有就是L298芯片,其中298是个很好的芯片,其内部可以看成两个H桥,可以同时驱动两路电机,而且它也是我们驱动步进电机的一个良选!由于他们的驱动电流较小(33886最大5A持续工作,298最大2A持续工作),对于我们智能车来说不足以满足,但是电子设计大赛的时候可能会用到!所以想要详细了解他们的同学可以去查找他们的数据手册!在此只是提供他们的电路图,不作详细介绍! 33886运用电路图

下面着重介绍我们智能车可能使用的驱动电路。普遍使用的是英飞凌公司的半桥驱动芯片BTS7960搭成全桥驱动。其驱动电流约43A,而其升级产品BTS7970驱动电流能够达到70几安培!而且也有其可替代产品BTN79 70,它的驱动电流最大也能达七十几安!其内部结构基本相同如下: 每片芯片的内部有两个MOS管,当IN输入高电平时上边的MOS管导通,常称为高边MOS管,当IN输入低电平时,下边的MOS管导通,常称为低边MOS 管;当INH为高电平时使能整个芯片,芯片工作;当INH为低电平时,芯片不工作。其典型运用电路图如下图所示: EN1和EN2一般使用时我们直接接高电平,使整个电路始终处于工作状态!

飞思卡尔智能车程序

Main.c #include /* common defines and macros */ #include /* derivative information */ #pragma LINK_INFO DERIVATIVE "mc9s12db128b" #include "define.h" #include "init.h" // variable used in video process volatile unsigned char image_data[ROW_MAX][LINE_MAX] ; // data array of picture unsigned char black_x[ROW_MAX] ; // 0ne-dimensional array unsigned char row ; // x-position of the array unsigned char line ; // y-position of the array unsigned int row_count ; // row counter unsigned char line_sample ; // used to counter in AD unsigned char row_image ; unsigned char line_temp ; // temperary variable used in data transfer unsigned char sample_data[LINE_MAX] ; // used to save one-dimension array got in interruption // variables below are used in speed measure Unsigned char pulse[5] ; // used to save data in PA process Unsigned char counter; // temporary counter in Speed detect Unsigned char cur_speed; // current speed short stand; short data; unsigned char curve ; // valve used to decide straight or turn short Bounds(short data); short FuzzyLogic(short stand); /*----------------------------------------------------------------------------*\ receive_sci \*----------------------------------------------------------------------------*/ unsigned char receive_sci(void) // receive data through sci { unsigned char sci_data; while(SCI0SR1_RDRF!=1); sci_data=SCI0DRL; return sci_data; } /*----------------------------------------------------------------------------*\ transmit_sci \*----------------------------------------------------------------------------*/ void transmit_sci(unsigned char transmit_data) // send data through sci { while(SCI0SR1_TC!=1); while(SCI0SR1_TDRE!=1);

飞思卡尔智能车设计报告

飞思卡尔智能车设计报告

目录 1.摘要 (3) 2.关键字 (3) 3.系统整体功能模块 (3) 4.电源模块设计 (4) 5.驱动电路设计 (4) 6.干簧管设计 (5) 7.传感器模块设计 (6) 8.传感器布局 (6) 9.软件设计 (7) 9.1控制算法 (7) 9.2软件系统实现(流程图) (10) 10.总结 (11) 11.参考文献 (12)

1.摘要 “飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的一项以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛,是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动,是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神,为优秀人才的脱颖而出创造条件。该竞赛以汽车电子为背景,涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的科技创意性比赛。 本文介绍了飞思卡尔电磁组智能车系统。本智能车系统是以飞思卡尔32 位单片机K60为核心,用电感检测赛道导线激发的电磁信号, AD 采样获得当前传感器在赛道上的位置信息,通过控制舵机来改变车的转向,用增量式PID进行电机控制,用编码器来检测小车的速度,共同完成智能车的控制。 2.关键字 电磁、k60、AD、PID、电机、舵机 3.系统整体功能模块 系统整体功能结构图

4.电源模块设计 电源是一个系统正常工作的基础,电源模块为系统其他各个模块提供所需要的能源保证,因此电源模块的设计至关重要。模型车系统中接受供电的部分包括:传感器模块、单片机模块、电机驱动模块、伺服电机模块等。设计中,除了需要考虑电压范围和电流容量等基本参数外,还要在电源转换效率、噪声、干扰和电路简单等方面进行优化。可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。 全部硬件电路的电源由7.2V,2A/h的可充电镍镉电池提供。由于电路中的不同电路模块所需要的工作电流容量各不相同,因此电源模块应该包含多个稳压电路,将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。 电源模块由若干相互独立的稳压电源电路组成。在本系统中,除了电机驱动模块的电源是直接取自电池外,其余各模块的工作电压都需要经电源管理芯片来实现。 由于智能车使用7.2V镍镉电池供电,在小车行进过程中电池电压会有所下降,故使用低压差电源管理芯片LM2940。LM2940是一款低压稳压芯片,能提供5V的固定电压输出。LM2940低压差稳压芯片克服了早期稳压芯片的缺点。与其它的稳压芯片一样,LM2940需要外接一个输出电容来保持输出的稳定性。出于稳定性考虑,需要在稳压输出端和地之间接一个47uF低等效电阻的电容器。 舵机的工作电压是6伏,采用的是LM7806。 K60单片机和5110液晶显示器需要3.3伏供电,采用的是LM1117。 5.驱动电路设计 驱动电路采用英飞凌的BTS7960,通态电阻只有16mΩ,驱动电流可达43A,具有过压、过流、过温保护功能,输入PWM频率可达到25KHz,电源电压5.5V--27.5V。BTS7960是半桥驱动,实际使用中要求电机可以正反转,故使用两片接成全桥驱动。如图下图所示。

飞思卡尔芯片的嵌入式应用

飞思卡尔芯片的嵌入式应用 飞思卡尔(英语:Freescale Semiconductor)是美国的半导体生产厂商。飞思卡尔于2004年由原摩托罗拉的半导体部门组建。飞思卡尔的主要产品为面向嵌入和通讯市场的芯片。其产品包括: 微控制器(Kinetis ARM? MCU、 Qorivva(5xxx)32位Power Architecture MCU、 MAC57Dxxx 32位ARM? MCU、 ColdFire+/ColdFire 32位MCU、 8位MCU、 16位MCU、 数字信号控制器、 MCU编程中心)、 处理器(i.MX ARM?应用处理器 Vybrid ARM?控制器解决方案 QorIQ处理平台 PowerQUICC通信处理器 Power Architecture主处理器 图像识别处理器 加密协处理器 StarCore高性能DSP DSP56K/Symphony DSP)、 模拟技术与电源管理、 射频、 传感器 嵌入式系统的定义:“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置(Devices Used to Control,Monitor or Assist the Operation of Equipment,Machinery or Plants)”。 嵌入式系统包括: 1、嵌入式微控制器(16位、8位、以及8位以下的CPU,典型代表就是单片机) 2、嵌入式微处理器(32位,以及32位以上的称为处理器,典型为ARM核的处理器) 3、DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理器) 4、SOC(System on Chip,片上系统,就是把所有的模块都做到一块芯片上) 飞思卡尔芯片的嵌入式应用实例: 一、飞思卡尔为未来智能电网开发解决方案: 飞思卡尔不仅提供智能仪表设计所需要的芯片产品,而且提供完美解决方案。 对于公共事业单位如供电厂来说,如何优化配电基础设施,防止可能出现的大面积停电,以及如何有效的为最终用户提供能源服务,都需要智能仪表。 在计量大会上,飞思卡尔展示了其单相电表、PLM(电力线调制)等解决方案,如图所示。

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