智能车设计“飞思卡尔杯”从入门到精通
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智能车设计“飞思卡尔杯”从入门到精通

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商品详情

品牌 : 京东图书 品牌属地 : 中国 语言 : 中文 开本 : 25.0 页数 : 385 印刷时间 : 2014-09-01 包装 : 平装 出版时间 : 2014-09-01 出版社 : 北京航空航天大学出版社 ISBN : 9787512415232 版次 : 1 著者 : 闫琪,王江,熊小龙,等 用纸 : 胶版纸
内容简介

智能车设计“飞思卡尔杯”从入门到精通主要从机械设计、电路设计、软件设计的角度全面阐述智能车设计和制作的过程和方法。主要内容包括:机械系统及整车调校,智能车硬件设计基础,K60单片机资源及相应操作,KL25单片机资源及相应操作,智能车系统软件设计,控制算法,比赛意义及建议等。《智能车设计“飞思卡尔杯”从入门到精通》适于参加“全国大学生智能汽车邀请赛”的高校学生和广大业余车模爱好者作为参考用书。
目录

第1章 概述
1.1 智能车大赛简介
1.2 比赛规则
1.3 车模和赛道
1.3.1 车模
1.3.2 赛道
1.4 关于飞思卡尔半导体公司
1.5 关于蓝宙电子科技有限公司
1.6 关于智能车创新教学实验平台

第2章 机械系统及整车调校
2.1 机械系统简介
2.2 转向系统
2.2.1 转向系统结构
2.2.2 舵机固定方式
2.2.3 转向系统设计
2.2.4 转向类型
2.3 行驶系统
2.3.1 行驶系统结构
2.3.2 车架
2.3.3 车轮
2.3.4 悬架
2.4 动力传动系统
2.4.1 动力传动系统结构
2.4.2 动力传动系统布置方式
2.4.3 滚珠式差速器工作原理
2.4.4 传感器固定支架
2.5 整车系统及调校
2.5.1 车辆坐标系介绍
2.5.2 轮胎调校
2.5.3 外廓尺寸参数
2.5.4 质心位置调校
2.5.5 悬架调校
2.5.6 前轮定位参数调校
2.5.7 直线行驶性能调校
2.5.8 动力传动系统调校

第3章 智能车硬件设计基础
3.1 智能车总体设计
3.1.1 摄像头组智能车总体设计
3.1.2 电磁组智能车总体设计
3.1.3 光电平衡组智能车总体设计
3.2 硬件设计基础
3.2.1 硬件开发方法
3.2.2 硬件开发环境
3.2.3 阅读Data
Sheet的方法
3.3 单片机最小系统设计
3.3.1 电源电路
3.3.2 时钟电路
3.3.3 复位电路
3.3.4 JTAG接口电路
3.4 开关电源及线性电源电路设计
3.4.1 BUCK电源拓扑
3.4.2 BOOST电源拓扑

第4章 智能车硬件模块设计
4.1 摄像头模块设计
4.1.1 摄像头基础知识
4.1.2 图像信号相关概念解释
4.1.3 OV7620摄像头模块设计
4.2 电机驱动电路设计
4.3 舵机模块设计
4.4 编码器模块
4.4.1 编码器基础介绍
4.4.2 蓝宙编码器模块
4.5 加速度及陀螺仪模块
4.5.1 加速度传感器
4.5.2 角速度传感器——陀螺仪
4.5.3 加速度计和陀螺仪的数据融合
4.6 线性CCD传感器
4.7 停车模块
4.7.1 概述
4.7.2 应用设计
4.8 电磁传感器模块
4.8.1 分立元器件电磁放大检波电路
4.8.2 集成运算放大器电磁放大检波电路
4.9 OLED
4.10 TF卡
4.11 函数发生器与示波器的使用
4.11.1 函数发生器
4.11.2 示波器

第5章 K60单片机资源及相应操作
5.1 K60系列微控制器的存储器映像与编程结构
5.1.1 K60系列MCU性能概述与内部结构简图
5.1.2 K60的引脚功能与硬件最小系统
5.2 K60系列
5.2.1 概述
5.2.2 模块功能种类
5.3 时钟分配
5.3.1 概述
5.3.2 编程模型
5.3.3 高级设备时钟框图
5.3.4 时钟定义
5.3.5 内部时钟需求
5.3.6 时钟门
5.4 多用途时钟信号生成器(MCG)
5.4.1 概述
5.4.2 内存映射/寄存器定义
5.4.3 功能描述
5.4.4 MCG模式转换
5.5 系统集成模块
5.5.1 SIM引脚说明
5.5.2 存储器映射及寄存器定义
5.6 端口控制与中断(PORT)
5.6.1 详细的引脚说明
5.6.2 寄存器映射与定义
5.6.3 功能描述
5.7 通用异步接收器/发送器(UART)
5.7.1 详细的信号说明
5.7.2 存储模块映射
5.7.3 功能描述
5.8 模拟到数字转换(ADC)
5.8.1 寄存器定义
5.8.2 功能描述
5.8.3 初始化信息
5.9 周期中断定时器
5.9.1 概述
5.9.2 存储映像/寄存器描述
5.9.3 功能描述
5.10 弹性定时器(FlexTimer,FTM)
5.11 低功耗定时器(LPTMR)
5.11.1 概述
5.11.2 寄存器映射和定义
5.11.3 功能描述
5.11.4 LPTMR预分频器/干扰滤波器
5.11.5 LPTMR比较
5.11.6 LPTMR计数器
5.11.7 LPTMR硬件触发器
5.11.8 LPTMR中断

第6章 KL25单片机资源及相应操作
6.1 通用I/O接口
6.1.1 寄存器映像地址分析
6.1.2 引脚控制寄存器(PORTx_PCRn)
6.1.3 全局引脚控制寄存器
6.1.4 中断状态标志寄存器(PORTx_ISFR)
6.2 GPIO模块
6.2.1 KL25的GPIO引脚
6.2.2 GPIO寄存器
6.2.3 GPIO基本编程步骤
6.3 UART模块功能概述及编程结构
6.3.1 UART模块功能概述
6.3.2 UART模块编程结构
6.4 定时器/PWM模块(TPM)功能概述及编程结构
6.4.1 TPM模块功能概述
6.4.2 TPM模块概要与编程要点
6.5 周期性中断定时器(PIT)
6.5.1 PIT模块功能概述
6.5.2 PIT模块概要与编程要点
6.6 低功耗定时器(LPTMR)
6.6.1 LPTMR模块功能概述
6.6.2 LPTMR模块编程结构
6.7 KL25的A/D转换模块寄存器
6.7.1 ADC状态控制寄存器(ADC
Status
and
Control
Registers)
6.7.2 ADC配置寄存器(ADC
Configuration
Registers)
6.7.3 ADC数据结果寄存器(ADC
Data
Result
Registers)
6.7.4 ADC比较值寄存器(ADC
Compare
Value
Registers)
6.7.5 ADC偏移量校正寄存器(ADC0_OFS)
6.7.6 ADC正向增益寄存器(ADC0_PG)
6.7.7 ADC负向增益寄存器(ADC0_MG)
6.7.8 ADC正向增益通用校准值寄存器(ADC0_CLPx)
6.7.9 ADC负向增益通用校准值寄存器(ADC0_CLMx)

第7章 智能车系统软件
7.1 智能车子系统介绍
7.1.1 摄像头传感器算法
7.1.2 CCD传感器算法
7.1.3 车速传感器
7.1.4 陀螺仪传感器
7.1.5 按键和显示
7.1.6 舵机控制
7.1.7 电机控制
7.2 程序总框架
7.2.1 摄像头组框架
7.2.2 光电平衡组
7.2.3 电磁组
7.3 程序例程
7.3.1 程序框架
7.3.2 main文件介绍
7.3.3 速度模块
7.3.4 CCD模块采集和计算

第8章 控制算法
8.1 PID控制
8.1.1 比例项(MPn)
8.1.2 积分项(MIn)
8.1.3 微分项(MDn)
8.1.4 控制器P、I、D项的选择
8.1.5 利用整定参数来选择PID控制规律
8.1.6 PID手动与自动控制方式
8.1.7 PID最佳整定参数的选定
8.1.8 C语言算法
8.2 滤波算法
8.2.1 限幅滤波法(又称程序判断滤波法)
8.2.2 中位值滤波法
8.2.3 算术平均滤波法
8.2.4 递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
8.2.5 中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
8.2.6 限幅平均滤波法
8.2.7 一阶滞后滤波法
8.2.8 加权递推平均滤波法
8.2.9 消抖滤波法
8.2.10 限幅消抖滤波法
8.2.11 IIR数字滤波器
8.3 卡尔曼滤波器
8.3.1 概述
8.3.2 卡尔曼滤波器算法
8.3.3 简单例子
8.3.4 Matlab下的卡尔曼滤波程序

第9章 比赛建议与感想
参考文献
前言/序言

序一
最初接手飞思卡尔智能车大赛时,它还是一个只有100多个参赛队的邀请赛。在教育部发出的关于这项赛事的文件中是这样说的:希望通过竞赛,进一步促进高等学校加强对学生创新精神、协作精神和工程实践能力的培养,提高学生解决实际问题的能力,充分利用面向大学生的群众性科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件,不断提高人才培养质量。(见教育部高等教育司《关于委托高等学校自动化专业教学指导分委员会主办全国大学生智能汽车竞赛的通知》。)
历经9年,智能车大赛已经达到400多所院校参与,每年2000多支队伍报名的规模。它像一颗参天大树,扎根深远。既定的目标得到实现,不同类型的人才不断涌现,硕果累累。
大赛组委会对于智能车大赛的定义,始终是“实践教学环节”。在比赛本身发展的同时,如何使它更好地融于教学,使尽可能多的学生受益,而不仅仅是少数参赛学生的“精英活动”,成为摆在组委会和飞思卡尔公司面前的又一课题。我认为,基于智能车大赛的平台,开设智能车创新实验室,要面向更多的学生进行基础培训;而学有余力的同学,也不应仅仅以参加比赛为目的,而是要能够获得更加广阔的创意空间。大赛不失为一个有效的途径。在考虑实施方案时,蓝宙电子进入了我的视线。
与蓝宙电子结缘,还是通过2012年一个智能车论坛的征文活动。那时候的我,深深感染于参赛学生的热情和投入,流连于论坛,希望了解更多同学的心路和诉求。那个征文活动参与的人不多,其中一篇文章讲述了一个车手认真、执着的参赛经历,以及创业的梦想。于是,我认识了文章的主人公——蓝宙电子的创始人王江。那个时候,蓝宙电子还只是一个淘宝小店。
时光飞逝。当年的参赛学生,早已开始进入职场,很多已经展露锋芒。而再次联系,蓝宙电子也已经有了一个朝气蓬勃的团队,有了更多对于智能车的理解。于是,我邀请他们参与智能车实验室的筹划实施。短短1年时间,实验室套件、在线培训、实验室整体方案等,一步一步走过来。现在,是这本教材的正式出版。
很感谢蓝宙电子。以他们曾经参赛的经验,以年轻人特有的热情,以追求梦想的执着,推进着计划中的智能车实验室。相信他们会越做越好。
飞思卡尔大学计划经理
马莉2014年8月

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