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摘要以第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛电磁组比赛为背景，以从电磁导引车稳定跟踪主电磁导引车且双智能车到达终点时间差较小为目标，提出了基于MK60DN512ZVLQ10 微控制器的从电磁导引车控制系统硬件设计方案， 并完成了硬件电路原理图和 PCB 设计，以及车模机械机构安装和调整等等。运用模块化设计方法，将硬件电路分为了核心控制模块、电源管理模块、电磁信号检测和放大滤波模块、电机驱动模块、人机接口模块、蓝牙通信模块、速度检测反馈模块等十一个部分，功能较为完善，为软件设计奠定了较为坚实的基础。在规则允许的前提下，根据需要对转向机构、车模重心等进行了优化。最后，组装了整个系统并进行了调试。调试结果表明，设计方案基本满足要求。28176
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毕业论文关键词 智能汽车 电磁导引 硬件设计 模块化设计
Title Design and Realization of Intelligent Vehicle forthe Tenth Freescale Cup—Hardware Design of ControlSystem of Subservient Electromagnetic-guided VehicleUnder Double-vehicle Mode
Abstract Based on the electromagnetic group match of the tenth Freescale Cup NationalIntelligent Vehicle Competition for University Students, the hardware design ofcontrol system of subservient electromagnetic-guided vehicle based onMK60DN512ZVLQ10 is proposed in the paper, aiming at tracking the mainelectromagnetic-guided vehicle stably and minimizing the time difference of theirarrival at the start line. This paper also includes the design of schematic andPCB, and the adjustment of vehicle’s mechanical structure. With the applicationof modular design, the hardware part is pided into eleven parts, including corecontrol module, power management module, electromagnetic signal detection andamplifying filter module, motor driving module, human-computer interactionmodule, blue-tooth communication module, speed detection module, and etc. Thefunction is relatively perfect and is the solid basis of software design. Withoutviolating rules, the turning device and the center of gravity of vehicle areoptimized as needed. Finally, the system is assembled and tested. The test resultsshow that the hardware design can basically meet the requirements.
Keywords Intelligent car Electromagnetic guidance Hardware design Modulardesign
目 次
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外智能汽车研究与发展现状 1
1.3 智能汽车相关技术简介 2
1.4 全国大学生智能汽车竞赛简介 3
1.5 本文主要研究内容 3
2 从电磁导引车控制系统硬件总体设计 5
2.1 跟踪方案选择 5
2.2 总体方案设计 5
2.3 硬件工作原理 6
2.4 本章小结 7
3 从电磁导引车控制系统硬件电路原理图设计 8
3.1 硬件详细结构设计与芯片管脚分配 8
3.2 核心控制模块 9
3.3 电源管理模块 13
3.4 电机驱动模块 16
3.5 舵机驱动模块 17
3.6 电磁信号检测与放大滤波模块 18
3.7 起跑线检测模块 21
3.8 速度检测反馈模块 22
3.9 信号电平转换模块 23
3.10 前车和坡道检测模块 24
3.11 人机接口模块 25
3.12 蓝牙通信模块 26
3.13 本章小结 27
4 从电磁导引车控制系统硬件电路PCB 设计 28
4.1 PCB 设计流程. 28
4.2 PCB 绘制. 28
4.3 本章小结 35
5 从电磁导引车机械结构设计、调整与安装 36
5.1 车模的选择 36
5.2 车模机械结构调整 36
5.3 舵机和转向机构的安装 37
5.4 编码器的安装 38
5.5 电路板制作、焊接与安装 38
5.6 本章小结 41
6 分模块调试与系统联调 42
6.1 分模块调试 42
6.2 系统联调 44
6.3 本次设计存在的不足之处和改进措施 45
6.4 本章小结 45
结论 46