使用MK60DN512VLL10單片機(jī)實現(xiàn)智能小車的設(shè)計論文

　　第十一屆全國大學(xué)生“恩智浦”杯智能汽車競賽是以“立足培養(yǎng)、重在參與、鼓勵探索、追求卓越”為宗旨，鼓勵創(chuàng)新的移向科技競賽活動，競賽分為光電直立組、攝像頭組、電磁組、電軌組、雙車追逐組、信標(biāo)越野組六個組別，電磁直立組要求在規(guī)定的汽車模型平臺上，使用恩智浦半導(dǎo)體公司的微控制器作為核心控制模塊，通過增加姿態(tài)傳感器、道路識別傳感器、電機(jī)驅(qū)動模塊以及編寫相應(yīng)的控制程序，制作完成一個可以保持兩輪直立姿態(tài)，能夠自主識別道路的平衡車。智能汽車競賽的賽道路面為寬度不小于 45cm的白色面板，賽道中間有一根通有 100MA，20KHZ的交流電的導(dǎo)線作為引導(dǎo)線，參賽隊員的目標(biāo)是模型汽車需要按照規(guī)則以最短的時間完成單圈賽道。

　　本次比賽中，我們使用大賽組委會統(tǒng)一提供的 E車模，采用飛思卡爾MK60DN512VLL10單片機(jī)為核心控制器，采用 MOS橋驅(qū)動車模電機(jī)，MPU3050和MMA8451作為姿態(tài)傳感器，10MH電感作為道路識別傳感器，自主構(gòu)思姿態(tài)控制，速度控制和轉(zhuǎn)向控制方案，引導(dǎo)車模按照規(guī)定路線識別行進(jìn)。

　　在報告中，我們通過對整體方案、機(jī)械、硬件、算法等方面的介紹，詳細(xì)闡述了我們在此次只能汽車競賽中的思想和創(chuàng)新。包括電路設(shè)計、算法及輔助調(diào)試模塊、機(jī)械結(jié)構(gòu)等等。

　　對于平衡車，要想實現(xiàn)高速穩(wěn)定的運(yùn)行，機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)做到使重心保持在一定的位置，不宜過高或者過低，過高會導(dǎo)致在高速轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)抬輪甚至翻車，過低會導(dǎo)致車模角度變化帶來的重心變化過小，從而無法很好的控速，今年的電磁直立車因為傳感器的原因重心不能很好的集中，所以重心不宜過低。同時，要想轉(zhuǎn)彎靈活，機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)使重心盡可能的集中，以減少車模轉(zhuǎn)動慣量。

　　1.1 電池位置、整體結(jié)構(gòu)

　　為了使重心降低，我們采用了經(jīng)典的 ”V”型機(jī)械結(jié)構(gòu)，將電池放置在了緊貼車模前方的位置，和車的底盤和電機(jī)質(zhì)量關(guān)于車軸對稱，并將大部分的器件集中在車模前方，讓車模的平衡位置盡量躺倒，這樣可以使車模運(yùn)行時重心更低，更穩(wěn)定。

　　同時使用鋁片制作了電池支架，在保證強(qiáng)度的同時進(jìn)一步降低了重心，我們將車模原有的連接兩個傳動架的連接桿去掉，用一根 3mm的空心碳素桿打孔進(jìn)行固定，保證了強(qiáng)度的同時也節(jié)約了空間，使電池可以緊貼車模，保證了轉(zhuǎn)動慣量不會太大。