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毕业设计 基于红外传感器的智能小车控制器软件设计 共71页，39204字
摘 要
智能车辆是当今车辆工程领域研究的前沿，它体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多个学科领域理论技术的交叉和综合，是未来汽车发展的趋势。
本文是在第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛背景下诞生的，具体介绍了一种基于红外传感器的智能寻迹赛车的软件设计。赛车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定地寻线行驶。赛车系统以Freescale16位单片机MC9S12DG128B作为系统控制的CPU，采用基于红外传感器采样模块获取赛道图像信息，通过数字PID控制策略和PWM控制技术对赛车进行控制。硬件模块包括传感器模块、电源电路模块、驱动电机模块、转向舵机模块、测速模块等。软件部分提出了基于红外传感器的黑线识别算法，并对其相应的控制策略进行了详细的介绍。文中还详细说明赛车系统开发过程中所用到的开发工具、系统软件以及各种调试、测试手段。
关键词：智能小车；MC9S12DG128B单片机；红外传感器；PID控制

目 录
第一章 绪 论 1
1.1 引言 1
1.2 选题背景与意义 1
1.3 研究现状 2
1.4 本文的结构 3
第二章 MC9S12DG128B单片机简介 4
2.1 单片机模块 4
2.1.1 MC9S12DG128B单片机的内部资源 4
2.1.2 MC9S12DG128B单片机的结构框图 5
2.2 MC9S12DG128B单片机的最小硬件系统 6
第三章 智能小车控制器硬件电路设计 8
3.1 智能车系统组成 8
3.1.1 智能车硬件结构特点 8
3.1.2 赛车的整体结构 9
3.2 电源模块设计 9
3.2.1 5V稳压模块设计 10
3.2.2 6V稳压模块设计 11
3.3 路径识别模块设计 11
3.3.1 传感器的选择 11
3.3.2 红外反射式光电传感器特性与工作原理 12
3.3.3 红外传感器的硬件电路设计 13
3.4 直流电机驱动模块设计 14
3.4.1 RS-380SH型电机 14
3.4.2 电机的驱动模块设计 15
3.5 车速检测模块设计 17
3.6 转向舵机模块设计 18
第四章 系统软件设计 20
4.1 路径识别模块算法 20
4.1.1 智能车的静态识别 22
4.1.2 MC9S12DG128B模糊推理机 24
4.2 后轮驱动电机控制算法 27
4.2.1 PID控制算法 28
4.2.2 智能小车系统PID控制算法设计 29
4.3 舵机的模糊控制器 33
4.3.1 舵机的控制要求 33
4.3.2 PWM模块 34
4.3.3 PWM控制舵机的软件设计 35
4.4 速度检测模块算法 36
4.4.1 相关资源的介绍 36
4.4.2 速度检测模块软件设计 37
4.4.3 速度量的转化 38
4.5 软件抗干扰方法介绍 38
4.6 软件调试 38
第五章 总结 40
致 谢 41
参 考 文 献 42
附录A：英文资料 43
附录B：英文资料翻译 50
附录C：硬件电路图 57
附录D：程序清单 58