使用MK60DN512VLL10单片机实现智能小车的设计论文

　　第十一届全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛是以“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”为宗旨，鼓励创新的移向科技竞赛活动，竞赛分为光电直立组、摄像头组、电磁组、电轨组、双车追逐组、信标越野组六个组别，电磁直立组要求在规定的汽车模型平台上，使用恩智浦半导体公司的微控制器作为核心控制模块，通过增加姿态传感器、道路识别传感器、电机驱动模块以及编写相应的控制程序，制作完成一个可以保持两轮直立姿态，能够自主识别道路的平衡车。智能汽车竞赛的赛道路面为宽度不小于 45cm的白色面板，赛道中间有一根通有 100MA，20KHZ的交流电的导线作为引导线，参赛队员的目标是模型汽车需要按照规则以最短的时间完成单圈赛道。

　　本次比赛中，我们使用大赛组委会统一提供的 E车模，采用飞思卡尔MK60DN512VLL10单片机为核心控制器，采用 MOS桥驱动车模电机，MPU3050和MMA8451作为姿态传感器，10MH电感作为道路识别传感器，自主构思姿态控制，速度控制和转向控制方案，引导车模按照规定路线识别行进。

　　在报告中，我们通过对整体方案、机械、硬件、算法等方面的介绍，详细阐述了我们在此次只能汽车竞赛中的思想和创新。包括电路设计、算法及辅助调试模块、机械结构等等。

　　对于平衡车，要想实现高速稳定的运行，机械结构应当做到使重心保持在一定的位置，不宜过高或者过低，过高会导致在高速转弯时出现抬轮甚至翻车，过低会导致车模角度变化带来的重心变化过小，从而无法很好的控速，今年的电磁直立车因为传感器的原因重心不能很好的集中，所以重心不宜过低。同时，要想转弯灵活，机械结构应当使重心尽可能的集中，以减少车模转动惯量。

　　1.1 电池位置、整体结构

　　为了使重心降低，我们采用了经典的 ”V”型机械结构，将电池放置在了紧贴车模前方的位置，和车的底盘和电机质量关于车轴对称，并将大部分的器件集中在车模前方，让车模的平衡位置尽量躺倒，这样可以使车模运行时重心更低，更稳定。

　　同时使用铝片制作了电池支架，在保证强度的同时进一步降低了重心，我们将车模原有的连接两个传动架的连接杆去掉，用一根 3mm的空心碳素杆打孔进行固定，保证了强度的同时也节约了空间，使电池可以紧贴车模，保证了转动惯量不会太大。