系统基本构建如图1所示,包括传感器信号采集处理、动力电机驱动、转向舵机控制以及控制算法软件开发等。
双核的引入
在智能车的设计之初,我们分析认为,在基于光电传感器的智能车设计系统中重要的是信号的完整性,即通过传感器获得赛道信息和车的位置信息越多越好。通过比较8位和16位单片机的接口数目与性能要求,本设计决定使用两片8位微控制器MC9S08DZ60作为核心控制单元。
系统基本构建
双核间通信接口SPI
在车辆运行过程中,三种传感器的信息需要由控制器来采集,分别是光电传感器、速度传感器、角速度传感器。由于角速度传感器需要有一个准确的采样周期,我们使用单片机的内部定时器产生一个1.2ms的时间基准。在这个1.2ms的周期里执行对三种传感器的数据采集,当定时器的溢出中断时执行一次 SPI的数据发送程序。SPI是一种高速、全双工、同步的通信总线,并且在芯片的引脚上只占用四根线,分别是mosi,miso,sck,ss。我们使用 1MHz的数据传输速度,使用3个字节来发送传感器的数据,两个字节发送速度传感器和角速度传感器的数据。
控制系统与上位机的通信接口SCI
车辆在行驶过程中的运行状况,是无法直接通过观察来得到的,所以我们使用上位机系统来进行实时监控。使用wap200b无线串口模块来发送数据,模块使用 3.0V供电,内置高速MCU,数据传输准确率高。单片机与模块间通讯使用标准串口,将其设置为115200波特率、8位数据位、1位停止位、无奇偶校验。一次通讯共发送7个数据。首先发送两个数据作为握手信号分别是0x00和0xFF,之后使用3个字节的数据发送传感器信息,1个字节数据发送角度信息,1个字节数据发送速度信息,最后一位保留位做以后扩展使用,发送0x00。