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项目设计实验 告

• 0 项目设计概述
• 一、编程软件的安装与使用
• • 1.1下载安装软件
  • 1.2安装 IAR 详细过程
  • • • • 1.下载后解压文件，打开目录，运行安装文件：
        • 2.IAR的编程界面
        • 3.安装仿真器
• 二、模块检测与调试
• • 2.1检测的电源模块。
  • 2.2检测核心板
  • 2.3检测电机驱动
  • • • 2.3.1程序验证
      • 2.3.2电路连接
      • 2.3.3 PCB与对应引脚
  • 2.4检测舵机和舵机对正
  • • • 2.4.1 舵机概述
      • 2.4.2 舵机的电路连接
      • 2.4.3 舵机调试
      • 2.4.4 舵机对正
  • 2.5检测摄像头
  • • • 2.5.1 摄像头概述
      • 2.5.2 摄像头的连接
      • 2.5.3 摄像头例程
      • • • 1.Ov7620采集初始化
          • 2.PORTD中断服务程序
          • 3.DMA中断服务程序
          • 4.数据搬移
• 三、项目设计实现
• • 3.1整体框架
  • 3.2初始化
  • 3.3 摄像头数据的采集
  • 3.4摄像头数据的处理
  • • • 3.4.1图像二值化
      • 3.4.2寻找黑线与赛道中心
  • 3.5 PID算法
  • 3.6舵机控制
  • 3.7电机控制
• 四、总结

0 项目设计概述

发资料百度云 址： 项目设计
发平台：win10
reescale Kinetis K60芯片
AR EWARM开发环境

一、编程软件的安装与使用

1.1下载安装软件

目前最新的IAR for ARM为v6.30，支持更多的Kinetics系列芯片，
因此我们安装最新版，避免因为版本太低而出现不兼容，甚至出
现异常错误的情况

1.2安装 IAR 详细过程

1.下载后解压文件，打开目录，运行安装文件：

相对于Keil For ARM、CodeWarrior 而言，IAR for ARM的编程界面是最简单的，编译效率高，在嵌入式系统的调试方面提供了可供调试的插件。

3.安装仿真器

又换会原来的安装导航界面：选择Install driver，选择了用jlink作为仿真调试器，因此这里选择jlink，运行安装，运行后，会自动安装驱动，不会有其他提示。另外，为了可以使用擦除芯片等功能，我们可以选择用segger 公司的 j-link。

与设置占空比的不同来进行正反转

2.3.2电路连接

如果认为这个猜想不正确，那么可以继续验证一下，我们可以看到主板的背面，

2.3.3 PCB与对应引脚

打开主板的原理图 [E:BaiduYunDownload项目设计蓝宙 飞思卡尔资料蓝宙电子智能车摄像头套件k60平台资料-更新至20130601 1蓝宙电子智能车MK60主板资料蓝宙电子智能车MK60主板资料] 里的主板原理图，看到PCB电路图中

2.4检测舵机和舵机对正

机械安装好后，先把舵机上面的黑色小圆盘从舵机上拔出来。改装舵接的连接线，舵连接线的改装方法参考主板原理图。把舵机连接线插入主板上，下载舵机测试程序，舵机测试程序会让舵机左右转动。如果舵机能够正常工作，下载舵机对中程序，让舵机对中，安装上黑色小圆，说完这些是不是不知道我在说什么，好我们回到电机调试的思路来。

2.4.1 舵机概述

首先看一下舵机的材料 [E:BaiduYunDownload项目设计前三节PPT2 姚向华] :
一组减速齿轮;
电源线：一般为4.8v或6v。一般为红色;
地线：一般为黑色
控制线：周期是20ms（也就是50HZ）的脉宽调制（PWM）信 （FUTABA为白色）
脉冲宽度从0.5ms-2.5ms，相对应舵盘的位置为0-180度，呈线性变化。从这里可以得到占空比从0.5/50-2.5/50,也就是2.5%到12.5%。
重点是，控制线提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信 ，它才会改变输出角度到新的对应的位置上。不是说各个占空比他就一直转，而是一个占空比对应一个角度的。

2.4.2 舵机的电路连接

依旧看主板，可以看到主板的后面有舵机1与舵机2，我们任意选一个，以舵机1为例。

2.4.3 舵机调试

我们回到电机的调试程序中，看到FTM2与CH1正好对应着PTA9，

在80ms中断里，改变舵机的占空比因此使得舵机向左与向右，由于舵机的占空比为2.5%-12.5%，5和7是试出来的，一个向左偏，另一个向右偏。

2.5检测摄像头

连接电源线到主板上，查看核心板的power灯是否亮着。把摄像头排线接到主板上，用万用表测试一下供电电压是不是5V。如果供电正常，把排线插到摄像头上，看摄像头的指示灯是否亮。用视频卡查看，摄像头的图像。下载摄像头测试程序，看串口是否有采集的AD值输出。当然我并没有这样做，看着灯亮，就觉得就开始调试啦。毕竟上一届替我们做过了这些工作。顺着以前的思路，我们先看一下，摄像头的一些资料

2.5.1 摄像头概述

先看一下摄像头的基本资料 [E:BaiduYunDownload项目设计前三节PPT5 王莹]

在主板上找到相应的引脚

2.PORTD中断服务程序

4.数据搬移

1.在摄像头程序采集中，只用了10行数据。
2.找黑线，本历程的找黑线程序，是先二值划，再根据双线特征，进行黑线查找
3.。在用PID算法，算出转向 PWM。计算转向值程序，是需要根据道路的实际情况结合摄像头前瞻和舵机响应时间，计算出来的值。
4.计算转向值，根据视觉中心与赛道中心，给舵机一个适当的占空比，改变舵机角度。
5.速度算法，需要根据自己赛道是直道和转弯半径给出合适的目标车速。还需要对车速响应做出调整，这里主要是看需要不需要刹车和加速候的 PID 值。
起跑线的检测我们就不需要了。

3.2初始化

起初我们进行电机，舵机与摄像头的初始化，程序为：

DMA_PORTx2BUFF_Init()采用DMA通道4 ，PTE0-PTE7 数据采集，ADdata数据存储位置，PTD12触发通道，DMA_BYTE1数据存储长度1，DATACOUNT数据总个数400，DMA_rising_keepon 触发方式上升沿。其中DMA_CH4与DMA_BYTE1都是枚举变量。

3.4摄像头数据的处理

摄像头的处理包括了图像二值化与寻找黑线，我们的思路与下面的流程图相符合，不过我们每次都采集10行，因此第一个条件就”采集到的黑线行数>5”不用判断啦。

3.4.2寻找黑线与赛道中心

我从图像的中心相两边找，如果找到三个连续的点则为黑线。程序为

3.5 PID算法

在工业控制中，比例+积分+微分的控制规律是一种常用的方法，可适用于多种被控对象。PID调节器是一种线性调节器，它的实质是将设定值r（t）与输出值c（t）进行比较构成控制偏差
e（t）＝r（t）－c（t）
将其按比例、积分、微分运算后，并通过线性组合构成控制量，如图所示，所以简称为P（比例）、I（积分）、D（微分）调节器。

3.7电机控制

此次项目设计，我们的电机占空比在25%左右，占空比不是很大，程序如图

但是在转弯的时候，由于舵机在极限位置，小车可能会卡着慢慢移动，这时候我们应该适当的增加速度，以保证在转弯的时候，小车正常行驶，不会出现停下来，缓慢转弯的情况。

四、总结

此次项目设计到这里也算告一段落，其中学到了很多，比如熟悉了一下基本环境的搭建，由于例程比较详细，这里显得轻松了许多。对于整车的调试，需要各模块进行，这样很轻松。在一个就是在海量的信息中找到我们有用的信息，这个很重要，信息爆炸的时代，如果对信息过滤的好，那必然会赢得时代，做一个弄潮儿，可我这种能力有待加强。因为首先是Thomas调试了程序，告诉了我有用的文档，我在开始开发的。在开发过程中，我也是表现出来极大的陌生感，因为对电路以及硬件调试的不熟，自己又好高骛远，不是很情愿动手动脑，导致最后开发速度慢，但在其中也学到了，边看开发文档边写程序，边读例程，找对应引脚，理清逻辑，边修改程序，实现自己想要的功能。未来的路还很长，希望自己静下心来，认认真真做每一件事，要想成功，兴趣与坚持，一直要动手，天生聪明，不如每天动手。