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简介
本书以全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛为背景，讲述智能汽车设计的整体思路与技术难点，从器件选购到相关专业的知识讲解，全方面展示了智能汽车的实际制作与调试过程。本书共分为8章，第1章为全国大学生飞思卡尔智能汽车竞赛的总体介绍。第2～4章分别为硬件设计、软件设计及机械结构设计。第5章给出了飞思卡尔系列芯片相应模块的讲解，包括MC9SX128、MCF52259、KinetisK60及MPC5604。第6～8章给出了电磁、摄像头及光电三种组别智能汽车的实例制作过程。
目录
第1章竞赛简介
1.1竞赛与规则简介
1.1.1竞赛介绍
1.1.2竞赛规则
1.2历届承办单位及获奖情况
第2章智能汽车硬件设计
2.1供电模块电路设计
2.1.1单片机供电电路设计
2.1.2舵机供电电路设计
2.1.3特殊传感器的升压供电
2.1.4传感器等其他外设供电
2.2电动机驱动电路设计
2.2.1脉宽调制基本原理
2.2.2H桥的基本原理
2.2.3A车模、D车模电动机驱动方案
2.2.4B车模电动机驱动方案
2.3信号传递电路的设计
2.3.1电动机控制信号的电平转换与隔离
2.3.2传感器数据信号的电平转换
2.3.3舵机控制信号的隔离
2.4测速模块原理与电路设计
2.4.1光电脉冲测速原理
2.4.2低成本方案——光电码盘
2.4.3高精度方案——光电编码器
2.4.4第五轮测速方式
2.5辅助调试设备及其电路设计
2.5.1液晶显示
2.5.2矩阵键盘
2.5.3拨码开关
2.5.4串口通信
2.5.5无线通信
2.5.6SD卡读写
2.6主板外形设计
2.6.1A型车模主板设计参考
2.6.2B型车模主板设计参考
2.7PCB实体电路的设计
2.7.1元器件封装选择
2.7.2基于原理图设计实体电路
2.7.3电路抗干扰、防静电设计
2.7.4自制PCB的方法指导
本章小结
第3章智能汽车软件设计
3.1C语言核心内容与芯片编程规范
3.1.1C语言核心内容
3.1.2命名规则
3.1.3注释
3.1.4统一类型别名定义
3.1.5编码
3.2控制主程序
3.2.1摄像头组主程序设计
3.2.2电磁组与光电组主程序设计
3.2.3光电组主程序设计
3.3赛道信息的获取
3.3.1摄像头图像的获取
3.3.2电磁传感器信号的获取
3.3.3光电传感器信号的获取
3.4信号处理与赛道识别
3.4.1摄像头图像处理与赛道边沿识别
3.4.2电磁车信号放大与道边沿识别
3.4.3光电车信号处理与道边沿识别
3.5赛道分析与控制策略
3.5.1摄像头组
3.5.2电磁组及光电组
3.6起跑线的识别
3.6.1摄像头组
3.6.2电磁组
3.6.3光电组
3.7PID控制算法和应用
3.7.1PID控制算法
3.7.2PID控制在智能汽车上的实现
3.8其他控制算法和应用
3.8.1模糊控制
3.8.2赛道记忆算法
3.9计算机辅助调试
3.9.1开发软件介绍
3.9.2C#上位机获取图像
3.9.3MATLAB调试PID
3.9.4按键及显示屏模块
第4章智能汽车机械结构设计
4.1机械设计软件——PRO—ENGINEER
4.1.1简介
4.1.2历史版本
4.1.3主要模块
4.1.4主要特性
4.1.5Pro—Engineer在智能汽车上的应用
4.1.6用户关注热点
4.2智能汽车机械零件设计的一般步骤与准则
4.2.1相关概念
4.2.2设计机械零件的一般步骤
4.2.3设计机械零件的基本准则
4.3工具准备
4.3.1锯切工具——钢锯
4.3.2打孔工具
4.3.3支持定位工具——桌虎钳
4.3.4画线工具
4.3.5螺丝刀
4.3.6钳子
4.3.7粘连工具
4.4常用材料
4.4.1铝合金
4.4.2碳素纤维
4.4.3润滑剂
4.5智能汽车机械结构优化
4.5.1智能汽车的整体结构
4.5.2智能汽车防护保养与机械结构调整
4.5.3智能汽车转向结构调整
4.5.4智能汽车后轮结构调整
4.5.5赛道保养
第5章控制芯片
5.1MC9S12XS128芯片
5.1.1芯片简介
5.1.2时钟模块
5.1.3I／O模块及其应用
5.1.4计数器和定时器模块
5.1.5TIM模块的脉冲累加器
5.1.6脉冲调制解调模块（PWM）
5.1.7周期中断定时器（PIT）
5.1.8SCI总线
5.1.9模数转换模块（A／D）
5.2MCF52259芯片
5.2.1芯片简介
5.2.2时钟模块
5.2.3通用I／O口模块（GPIO）
5.2.4边沿中断检测模块（EPORT）
5.2.5中断管理模块
5.2.6可编程中断定时器模块（PIT）
5.2.7脉冲累加器模块
5.2.8舵机电动机控制模块（PWM）
5.2.9通用异步收发机模块
5.2.10模数转换模块（ADC）
5.3KINETISK60芯片
5.3.1芯片简介
5.3.2时钟模块
5.3.3多用途时钟信号发生器
5.3.4系统集成模块（SIM）
5.3.5可编程中断定时器（PIT）
5.3.6Flex定时器（FTM）
5.3.7通用输入／输出（GPIO）及引脚控制和中断
5.3.8引脚控制和中断寄存器
5.3.9UART异步串行通信
5.3.10模数转换器（ADC）
5.4MPC5604芯片
5.4.1芯片简介
5.4.2时钟模块
5.4.3简化系统接口单元（SIUL）
5.4.4中断管理模块
5.4.5增强模块化I／O子程序（eMIOS）
5.4.6可编程中断定时器（PIT）
5.4.7A／D转换模块（ADC）
……
第6章电磁车实例
第7章摄像头车实例
第8章光电车实例
参考文献
1.1竞赛与规则简介
1.1.1竞赛介绍
1.1.2竞赛规则
1.2历届承办单位及获奖情况
第2章智能汽车硬件设计
2.1供电模块电路设计
2.1.1单片机供电电路设计
2.1.2舵机供电电路设计
2.1.3特殊传感器的升压供电
2.1.4传感器等其他外设供电
2.2电动机驱动电路设计
2.2.1脉宽调制基本原理
2.2.2H桥的基本原理
2.2.3A车模、D车模电动机驱动方案
2.2.4B车模电动机驱动方案
2.3信号传递电路的设计
2.3.1电动机控制信号的电平转换与隔离
2.3.2传感器数据信号的电平转换
2.3.3舵机控制信号的隔离
2.4测速模块原理与电路设计
2.4.1光电脉冲测速原理
2.4.2低成本方案——光电码盘
2.4.3高精度方案——光电编码器
2.4.4第五轮测速方式
2.5辅助调试设备及其电路设计
2.5.1液晶显示
2.5.2矩阵键盘
2.5.3拨码开关
2.5.4串口通信
2.5.5无线通信
2.5.6SD卡读写
2.6主板外形设计
2.6.1A型车模主板设计参考
2.6.2B型车模主板设计参考
2.7PCB实体电路的设计
2.7.1元器件封装选择
2.7.2基于原理图设计实体电路
2.7.3电路抗干扰、防静电设计
2.7.4自制PCB的方法指导
本章小结
第3章智能汽车软件设计
3.1C语言核心内容与芯片编程规范
3.1.1C语言核心内容
3.1.2命名规则
3.1.3注释
3.1.4统一类型别名定义
3.1.5编码
3.2控制主程序
3.2.1摄像头组主程序设计
3.2.2电磁组与光电组主程序设计
3.2.3光电组主程序设计
3.3赛道信息的获取
3.3.1摄像头图像的获取
3.3.2电磁传感器信号的获取
3.3.3光电传感器信号的获取
3.4信号处理与赛道识别
3.4.1摄像头图像处理与赛道边沿识别
3.4.2电磁车信号放大与道边沿识别
3.4.3光电车信号处理与道边沿识别
3.5赛道分析与控制策略
3.5.1摄像头组
3.5.2电磁组及光电组
3.6起跑线的识别
3.6.1摄像头组
3.6.2电磁组
3.6.3光电组
3.7PID控制算法和应用
3.7.1PID控制算法
3.7.2PID控制在智能汽车上的实现
3.8其他控制算法和应用
3.8.1模糊控制
3.8.2赛道记忆算法
3.9计算机辅助调试
3.9.1开发软件介绍
3.9.2C#上位机获取图像
3.9.3MATLAB调试PID
3.9.4按键及显示屏模块
第4章智能汽车机械结构设计
4.1机械设计软件——PRO—ENGINEER
4.1.1简介
4.1.2历史版本
4.1.3主要模块
4.1.4主要特性
4.1.5Pro—Engineer在智能汽车上的应用
4.1.6用户关注热点
4.2智能汽车机械零件设计的一般步骤与准则
4.2.1相关概念
4.2.2设计机械零件的一般步骤
4.2.3设计机械零件的基本准则
4.3工具准备
4.3.1锯切工具——钢锯
4.3.2打孔工具
4.3.3支持定位工具——桌虎钳
4.3.4画线工具
4.3.5螺丝刀
4.3.6钳子
4.3.7粘连工具
4.4常用材料
4.4.1铝合金
4.4.2碳素纤维
4.4.3润滑剂
4.5智能汽车机械结构优化
4.5.1智能汽车的整体结构
4.5.2智能汽车防护保养与机械结构调整
4.5.3智能汽车转向结构调整
4.5.4智能汽车后轮结构调整
4.5.5赛道保养
第5章控制芯片
5.1MC9S12XS128芯片
5.1.1芯片简介
5.1.2时钟模块
5.1.3I／O模块及其应用
5.1.4计数器和定时器模块
5.1.5TIM模块的脉冲累加器
5.1.6脉冲调制解调模块（PWM）
5.1.7周期中断定时器（PIT）
5.1.8SCI总线
5.1.9模数转换模块（A／D）
5.2MCF52259芯片
5.2.1芯片简介
5.2.2时钟模块
5.2.3通用I／O口模块（GPIO）
5.2.4边沿中断检测模块（EPORT）
5.2.5中断管理模块
5.2.6可编程中断定时器模块（PIT）
5.2.7脉冲累加器模块
5.2.8舵机电动机控制模块（PWM）
5.2.9通用异步收发机模块
5.2.10模数转换模块（ADC）
5.3KINETISK60芯片
5.3.1芯片简介
5.3.2时钟模块
5.3.3多用途时钟信号发生器
5.3.4系统集成模块（SIM）
5.3.5可编程中断定时器（PIT）
5.3.6Flex定时器（FTM）
5.3.7通用输入／输出（GPIO）及引脚控制和中断
5.3.8引脚控制和中断寄存器
5.3.9UART异步串行通信
5.3.10模数转换器（ADC）
5.4MPC5604芯片
5.4.1芯片简介
5.4.2时钟模块
5.4.3简化系统接口单元（SIUL）
5.4.4中断管理模块
5.4.5增强模块化I／O子程序（eMIOS）
5.4.6可编程中断定时器（PIT）
5.4.7A／D转换模块（ADC）
……
第6章电磁车实例
第7章摄像头车实例
第8章光电车实例
参考文献
“飞思卡尔”杯智能汽车设计与实例教程
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