我们的设计说明书（很全，很强大哦~）还有图哦
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第五届“飞思卡尔杯”智能小车
技术总结报告
摘要
本智能小车采用飞思卡尔公司的56F8013VF DSP芯片作为控制核心，通过红外发射管和接收管识别路径，利用PWM技术控制直流电机的前进速度和方向，硬件电路基于提供的DSP开发板可靠完善，软件采用C语言编程简单明确，经反复调试安装，形成一完整作品，可满足大赛要求。
关键词：DSP 智能小车 路径识别PWM控制技术
第一章：智能小车总体概况
1.1 概况
智能小车采用56F8013VF DSP开发板和一块通用板为基础，经焊接相关控制芯片而成，通过I/O口检测信号，输出PWM信号控制直流电机的前进，停止，左转以及右转。检测信号为三组红外发射和接收管，黑线时输出高电平，白线时输出低电平。
2.总体结构图
3.作品智能小车如图
第二章智能小车硬件系统设计
2.1 控制核心DSP电路
如图
输出主要包括：
1. 6通道PWM模块
2. 串行通行接口（SPI）
3. 16位定时器
4. 6通道12位ADC
5. 26个GPIO
智能小车主要利用PWM模块，定时器，GPIO口。
2.2 直流电机驱动模块
直流电机采用H桥控制方案如图
通过采用L293D芯片可以达到目的，整体控制方案如图
电机有两个分别作为左右轮的驱动，而通过两路PWM输出即可控制一个电机，故共需4路PWM输出。
L293D芯片内部结构如图
真值表如下
当允许信号ENABLE 为高时输出才随输入变化，否则为高阻态，所以焊接时，ENABLE及VS均接VCC。
具体控制过程为：
- 通过编程由控制芯片56F8013经PWM发出驱动信号，PWM输出作为L293D的输入，经L293转换输出控制信号使电机转动，进而带动车轮转动，使小车前进后退。
- PWM输出信号的高低则可以控制直流电机转动的快慢，当占空比大时，转速高，占空比小时，转速低，所以当PWM输出占空比为0时可控制电机停止。
- 当左轮停止，右轮转时，小车右转。当右轮停止，左轮转动时，小车左转。而两路PWM输出的正负顺序转换则可控制电机的正反转，进而控制小车的前进和后退。
2.3 智能小车路径检测
1. 路径检测原理
路径检测采用红外光电传感器，包括白色的发射管和黑色的接收管。如图
根据不同颜色对红外光的反射率不同，白色很高，黑色很低。所以当发射管发出红外光线经白色线时，觉大部分都被黑色管接收，处于导通状态，输出低电平，而红外光经黑色线时，接收不足，黑色管无法导通，输出高电平。输出的高低电平经GPIO口接入56F8013DSP中，通过一定的算法即可判断，从而输出控制信号，控制小车的路径。
2.红外传感器电路如图
a. 红外发射管为二级管，接收为三极管，当接收三级管导通时集电极输出低电平，断开时集电极输出高电平。
b. 如图所示，接收管集电极输出接入比较器339正极，比较器负极则为滑动变阻器的输出，当正极高于负极时，比较器输出5V高电平，否则为0V低电平。
c. 比较器输出则接入8013DSP的GPIO口，通过读GPIO口的状态即可判断是黑线或白线。
d.光电传感器都接限流电阻，比较器输出接上拉电阻。
3. 检测算法规划
根据比赛要求采用三组红外光电传感器即可，但为了减小抖动，我们组采用了六组红外传感器。如下图。
a. 小车前四组红外光电传感器用于辨识黑色线，使小车能沿着黑色线前进，且两组宽度要恰好，太窄则同时感应到黑线或白区域，算法不好控制小车能沿着黑色线行走，即易偏离轨迹。太宽则令小车容易成大S型行走,影响前进速度。
当左组光电传感器检测到黑色线时，小车右转，当右组光电传感器检测到黑色线时，小车左转，否则小车前进，这样即可保证小车能沿着既定的轨迹前进而不偏路。
b. 后两组红外光电传感器位于小车左中间，电路板外侧。用于判断黑色线十字交叉口，控制小车的停止，左转或右转，亦可判断小车前进了几个方格。
第三章智能小车软件设计
软件编程采用codewarrior软件在线编程，C语言模式，通过添加相关“豆子”简单方便。
3.1算法描述
预赛主要通过定时器定时扫描，GPIO口读入黑白线判断，从PWM口输出驱动信号驱动电机。具体如下
- 定时器定时10ms，中断
- 中断程序读入，三个GPIO口数据，value1,value2,value3，其中value3为底盘左侧信号，为停止转弯信号，value1,value2使小车直走。
- 如果读入value3大于0，则为停止信号，PWM输出0信号小车停止，定时10秒。否则若value1大于0，则小车右转，输出PWM信号控制小车右转，否则若value2大于0，则小车左转，输出PWM信号控制小车左转。否则为直线前进，两边输出PWM信号，使小车全速前进。
d. 决赛阶段考虑到两车PK，小车前进速度优先，故编程时会让小车一直走直线，但我们会在小车前进前方设置干扰装置，破坏对方，除定时停止外，程序基本不变。
3.2主程序流程图
四：总结与体会
经过短暂的两周左右的时间，我们小组终于完成了小车的制作和程序的编写。整个过程中，我们分工明确，同心协力。虽然遇到了很多困难，但是，通过参考前人的经验，参考查阅资料，我们完成了小车设计制作。主体的器件分布规划和焊接期间出现了很多错误，但都被及时发现并纠正了。从中我们体会到前期规划的重要性，在焊之前考虑一下器件的焊接顺序和可能出现的问题，这样在焊的时候才会比较流畅，布线也比较清楚，查错也很容易。
编程是整个小车制作的重点，我们通过对小车电路、比赛规则、外部环境等情况的研究，编写出了相应的程序，经过几次调试最终完成了比赛用程序。通过编写程序，我们感到了DSP的功能的确很强大而且程序编写也不是很麻烦。
对于这次比赛，很感谢学校和Freescale公司给了我们参与这次比赛的机会，也很感谢实验室的学长的帮助，通过实际操作加深了我们对理论知识的理解和运用能力，并且对我们今后的学习研究以及工作打下了基础，相信我们的努力能使我们取得好的成绩。
五：参考书目
- Free scale DSP实验指导书
- DSP原理及开发技术 清华大学出版社东雷著
