基于双核多接口的智能汽车控制系统设计

2010-05-22 11:34:40来源: 电子产品世界

      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。

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。

键盘与主控芯片的通信接口I2C

  车辆在实际调试时有许多参数需要不停的调试,如PID参数车辆的转角及速度等。设置不同的参数时如果每次都重新下载程序的话会费时费力,所以在这里我们使用键盘来输入车辆行驶时的参数。键盘控制芯片HD7279是一片具有串行接口的,可同时驱动8位共阴极数码管(或64只独立的LED)的智能显示驱动芯片,该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵,单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。

  我们使用单片机的4个I/O口来操作HD7279,分别为CS、CLK、DATA、KEY 。我们可以通过键盘来设置一些参数,如PID的Kp、Ki、Kd参数,直线及弯道的速度等。

A/D模块在采集角速度中的应用

  本系统中A/D转换模块主要用于采集陀螺仪的输出值。由于模拟陀螺造价比较低,而在车模控制系统中对角度精度的要求不是很高,所以使用模拟陀螺对车身姿态进行实时校正。MC9S08DZ60内部集成了12位数模转换通道。由于模拟陀螺输出信号范围为0~5V,这样单片机的参考电压为+5V,由高精度稳压模块单独供电,确保转换的精度。对A/D转换后的数据处理程序如下:

  

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关键字:智能车  双核  传感器  TPM

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0522/article_2093.html
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