作为一名大三的学子，很有幸参加了第九届全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛。作为一个机械学子，在这个领域可谓是一张白纸，因为大二曾经自学过机电自动化方面的知识，这对整个制作起到了关键的作用。 全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛起源于韩国，是在飞思卡尔半导体公司资助下举办的大学生课外科技竞赛，按传感器类别分为摄像头组、光电组、电磁组、创意组。该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的控制软件，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。该竞赛涵盖自动控制、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。 我们组所参加的光电组，主要是以光电传感器或者线性CCD（现已禁止使用激光传感器）作为主要路径传感器，我们组选用的是飞思卡尔半导体公司的16位微处理器——RAM内核的K60系列，基于组委会指定的B车模平台而去制作智能车，B车模相对来说，车模采用舵机控制前轮转向，后轮使用滚珠差速器从而实现转弯差速。车模相对比较笨重，驱动电机的功率较大，转向半径较小，车模轮胎摩擦系数较小，这都严重制约了车速的提高。 B车模 有了车模，只是第一步。硬件设计工作的重任落在我肩上，基于上面车模因素，对我们组的硬件设计工作带来严重的考验，经过前期资料和历届技术报告的查阅，我们组最终定下了电路硬件的设计图纸。整个电路硬件设计是使用的Altium Designer软件，工程的原理图如下:（ 采用分层设计思路设计原理图。）一、采用分层结构设计，使设计思路清晰，各电路模块关系明确。 顶层连线关系 二、电源部分设计 电源是一个系统工作稳定的基本保障，所以电源的设计工作对整个系统至关重要的。 经过查阅电子电路设计手册以及相关网上资料后，最终采用如下设计方案: 1.电源7.2V动力电池供电，瞬时电流能达到5A，满足驱动电机的驱动要求，但是对稳压电路带来了严重的影响。因为当电机电流过大，会造成电源大的压降，以至于稳压芯片不能正常工作，得不到想要的稳压电压，会导致微处理器自动复位，带来不可预料的危险。 2.经过查阅大量资料，最终确定采用底线性压差稳压的TPS7350、TPS7333 芯片分别得到5V、3.3V电压。5V主用给5V供电要求的芯片供电和测速编码器供电。3.3V主要给K60微处理器供电，虽然K60超频到100M时，相对普通微处理器功率高，由于采用TPS7333芯片稳压，输出功率也较高，所以满足微处理器正常工作要求。数字舵机的电源要求也相对较高，我们选用LM2941可调稳压芯片来作为舵机的电源，通过合理选择LM2941稳压电阻的阻值，就能得到5.5V的电压，可调稳压输出也方便后期的调试，因为在竞速的模型上，转向的灵活和快速，决定了车模的车速和稳定。所以常常为了加快舵机的响应速度，缩小舵机的响应时间，适当的加大舵机的供电电压。 3.为了满足驱动电机的快速加减速，因而IR2104芯片驱动大功率的MOSFET管—（相当于一个开关，电机电源还是7.2V，它的作用只是负责通过控制信号控制电机电源的接通和断开，已方便PWM电机调速）,而IR2104的工作电压范围为10-20V，所以需要设计升压电路。升压电路采用MC34063芯片升压，因为MC34063匹配电容的电容值不容易选择，经过几次调试，从7.2V升14V电路总是不太稳定，最终我们采用舵机电源5.5V升14V，经测试，该升压电路能稳定工作并且满足IR2104供电要求。 4.再加上开关和电源指示灯就完成了电源原理图部分的设计工作了。 电源 三、控制器电路设计，车模的大脑，稳定性异常重要。 1.注意K60特殊功能的输出引脚，FTM实现PWM调速，LPTMR0_ALT2（输入捕捉）实现编码器测速，ADC实现CCD模拟电压的采集。 2.预留SPI、串口通信接口，方便调试。 3.PCB设计过程中，注意信号线的线宽和相邻信号线的间距，采用数字地和模拟地分开的原则，PCB两面都需要覆铜以减少信号干扰。 控制器四、 电机驱动电路作为整个系统的心脏，是提升速度的关键模块，因为模型车在运行过程中，需要频繁的急加、减速。（对于直流电机，通过PWM调速大幅度增加电机电源的电压实现急加速，通过PWM调速在电机上加一个适当的反向电压，从而实现电机的制动，完成急减速过程，整个过程的PWM调速电压，都是通过软件算法——PID控制器来实现的，不能胡乱的加大电机电压，否则会出现电路板或者电机的损害，再进行减速制动的时候需要特别注意，减速制动产生大电流和大压降，对电路板和整个系统来说都是一个大的考验。）所以驱动电路的设计工作不能马虎，借鉴北京科技大学的驱动电路设计图纸，我们设

里面包含大量的获奖pcb 主板 可以直接到工厂加工使用

"飞思卡尔"杯全国大学生智能车赛由高等学校自动化专业教学指导分委员会主办，飞思卡尔半导体公司协办，首届比赛由清华大学承办，采用邀请赛方式。比赛以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛，旨在培养大学生对知识的把握和创新能力，以及从事科学研究的能力

这是K60P144M100SF2RM的完整数据手册，里边还带有测试代码

飞思卡尔 舵机和电机的PID控制算法 在此推荐使用 飞思卡尔 舵机和电机的PID控制算法 在此推荐使用 飞思卡尔 舵机和电机的PID控制算法 在此推荐使用 飞思卡尔 舵机和电机的PID控制算法 在此推荐使用

自平衡小车详解_陀螺仪和加速度详细介绍(第七届飞思卡尔大赛网站下载的)

飞思卡尔智能车竞赛bangbang算法的实现，已获华南赛区三等奖

图1:主板PCB图 主板功能描述:5V稳压电路 3.3V稳压电路 拨码开关 蓝牙 线性CCD X 2 编码器 X 2 舵机 X 2 图2:驱动板PCB图 功能:双电机驱动 供电:7.2V 芯片清单: 器件 型号 主要参数 器件详情链接 主控芯片 K60 5Vhttps://www.datasheet5.com/pn-MK60FX512VLQ15-108540... 稳压芯片 LM2940 5Vhttps://www.datasheet5.com/datasheet/LM2940/3082300... AM1117 3.3Vhttps://www.datasheet5.com/datasheet/LM1117/3092756... 驱动芯片 7960/7971 7.2vhttps://www.datasheet5.com/pn-BTN7971B-1442270 注:芯片的数据手册等信息可以在集成电路查询网站搜索https://www.datasheet5.com/ 芯片询价和在线购买链接https://www.bom2buy.com/ 程序代码设计: 依靠线性CCD每隔0.5ms采集的道路信息，加以前瞻性辅助定位当前赛道环境，输出相应的PWM波和舵机打角。 硬件电路设计心得: 由于智能车能拿来放置电路板的空间非常有限，所以主板设计长度与车身同宽，宽度正好介于电池和舵机之间，不会影响轮胎的转向，由于车身中间打孔比较方便，所以将电路板的孔设计在中间，这将有利于主板的固定。 有5V的稳压电路和3.3V的稳压电路，这基本满足所有器件的正常工作要求。 预留了3个线性CCD接口，满足多CCD巡线要求。 预留了两排I/O接口，方便功能不足的时候扩展主板功能。 拨码开关方便模式选择和档位控制 试跑心得: 根据现场环境的光线，CCD的曝光要采用自适应曝光。 曝光时间越短，控制性能越好。

当车辆使用很长时间后，用户发现方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位或者轮胎单边磨损，波状磨损，块状磨损，偏磨等不正常磨损，以及用户驾驶时，车感漂浮、颠簸、摇摆等现象出现时，就应该考虑检查一下车轮定位值，看看是否偏差太多，及时进行修理。

飞思卡尔只能车程序，获得华南赛区2等奖的。我来自南华大学，程序绝对编译通过，工作相当稳定，没有问题，光电管接AB口。都是一次跑完，没有出过错误，速度很好较快。