如何使用Freescale16位单片机和CCD传感器进行智能小车的设计

　　本系统以 Freescale16 位单片机 MC9S12DG128 作为系统控制处理器，基于CCD传感器采集视频图像，通过对获得的图像进行处理分析，获得道路信息提取赛道黑线，并结合测速反馈实现对小车的闭环反馈控制。文中介绍了赛车的硬件设计和软件设计，详细介绍了车模机械结构调整、小车图像采集模块、转向模块和驱动模块的设计、参数和有关测试，以及摄像头工作机制以及安装选型和速度反馈的设计。除智能车系统本身的介绍外，文中还详细叙述该系统开发过程中所用到的开发工具、软件以及各种调试、测试手段方法。

　　本文采用先总后分的结构，对系统设计和调试的各部分进行了介绍，突出强调了系统机械结构、硬件电路和软件程序的统一。全文共由六个章节组成，第一章为引言，二至五章为主体部分，第六章为总结与展望。首先，基于竞赛为背景以及相关的参考文献，在第二章里引出了智能车的整体设计策略，确定了系统总体框架。然后，第三章和第四章分别介绍了智能车的硬件和软件方面的设计，以及车模机械性能的一些探索和改进。第五章介绍了智能车设计中的开发环境及调试方法。第六章是我们在这次为参加竞赛的设计过程中总结和对未来的展望。

　　智能车竞赛所使用的车模是一款带有差速器的后轮驱动模型赛车，由大赛组委会统一提供。通过设计基于Freescale 公司开发的MC9S12DG128单片机的自动控制器控制模型车在封闭的跑道上自主循线运行。

　　自动控制器是以单片机MC9S12DG128［12］为核心，配合有传感器，电机，舵机，电池及相应的驱动电路，它能够自主识别路径，控制模型车高速稳定运行在跑道上。

　　设计自动控制器是制作智能车的核心环节。在严格遵守规则中对于电路限制条件，保证智能车可靠运行前提下，电路设计尽量简洁紧凑，以减轻系统负载，提高智能车的灵活性。

　　作为能够自动识别道路运行的智能汽车，车模与控制器可以看成一个自动控制系统。它可以分为传感器，信息处理，控制算法及执行机构四个部分。其中，以单片机为核心，配有传感器，执行机构以及它们的驱动电路构成了控制系统的硬件。信息处理与控制算法由运行在单片机中的控制软件完成。因此自主控制器设计可以分为硬件电路设计和控制软件两部分。系统基本控制过程如图2.1所示。