1、第一屆“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車邀請賽技術報告學校：隊伍名稱：參賽隊員：浙江大學飛豹陳波凌王翔金星帶隊教師：胡赤鷹老師關于技術報告和研究論文使用授權的說明本人完全了解第一屆“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車邀請賽關保留、使用技術報告和研究論文的規定，即：參賽作品著作權歸參賽者本人，比賽組委會和飛思卡爾半導體公司可以在相關主頁上收錄并公開參賽作品的設計方案、技術報告以及參賽模型車的視頻、圖像資料，并將相關內容編纂收錄在組委會出版論文集中。參賽隊員簽名：帶隊教師簽名：日期：目錄第一章 引言 .1第二章 硬件部分 .32.1機械結構 .32.1.1原賽車機械改動說明 .32.1.2加裝機械部件說

2、明 .32.1.3安裝說明 .42.2電路設計 .52.2.1系統電源模塊 .52.2.2電機驅動控制模塊 .62.2.2.1直流電機驅動控制電路 .62.2.2.2舵機驅動控制電路 .72.2.3傳感器檢測模塊 .82.2.3.1路徑檢測模塊布局及相應電路設計.82.2.3.2測速模塊電路 .102.2.4人機交互模塊設計 .102.2.4.1按鍵接口電路 .102.2.4.2 LCD顯示模塊電路 .112.2.4.3無線通訊模塊設計 .112.2.4.4 LED彩燈報警顯示 .12第三章 軟件部分 .133.1軟件設計 .133.1.1軟件總體設計 .133.1.2軟件各功能模塊設計 .1

3、53.1.2.1直流電機控制模塊 .153.1.2.2舵機控制模塊 .163.1.2.3人機交互模塊 .173.1.2.4信號采集與處理模塊 .183.1.2.5測速模塊 .213.1.2.6控制算法模塊 .213.2控制算法 .233.2.1控制策略 .243.2.2控制算法 .253.2.2.1模糊控制算法 .錯誤！未定義書簽。3.2.2.2 PID 控制算法 .283.2.3 異常處理模塊 .283.2.3.1彎道識別 .283.2.3.2速度限制 .29第四章 開發制作與調試.31第五章 參數說明 .33第六章 結論 .I參考文獻.III附錄 A 主要機械部件尺寸圖 .IV附錄 B 系

4、統程序源代碼.VI第一章引言智能汽車系統是一個集環境感知、 規劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統，涉及傳感器技術、信息融合技術、微電子技術、計算機技術、自動控制技術、人工智能技術、網絡技術、通信技術等。近十年來，隨著智能運輸系統 (E-T)研究的興起，對于智能汽車及其相關技術的研究引起了廣泛關注。在這一背景下，旨在提高大學生自主創新能力，提升高校相關學科領域學術水平，提高汽車企業的自主創新能力的智能模型汽車的比賽也相繼召開。教育部為了加強大學生實踐、創新能力和團隊精神的培養，委托高等學校自動化專業教學指導分委員會主辦每年一度的全國大學生智能汽車競賽。該競賽是以迅猛發展的汽車電子為背景

5、，涵蓋了控制、模式識別、傳感技術、電子、電氣、計算機、機械等多個學科交叉的科技創意性比賽。“飛豹”智能賽車由浙江大學信息學院控制系開發。該賽車以 Freescale公司的 16位MC9S12DG128B單片機為核心，采用光電傳感器陣列感知路徑信息，以PID控制和模糊控制相結合的控制算法并輔之以異常處理算法作為控制策略，同時在比賽規則允許的條件下對賽車模型進行了合理改裝和調整。整個系統的硬件電路主要包括系統電源模塊、 單片機模塊、傳感器信號檢測模塊、電機驅動控制模塊、人機交互模塊等五個部分。單片機模塊直接采用了清華大學提供的 MC9S12DG128B開發板。傳感器信號檢測模塊由路徑檢測和速度檢測

6、兩部分組成。 路徑檢測部分由 10 個光電傳感器“一”字按一定間距排列而成，在其外圍安裝了輕質鋁合金罩以減少外界光線的干擾。單片機通過 10個 10位的 A/D 轉換口讀取光電傳感器檢測值，然后進行數字濾波處理，保證了控制器輸入值的可靠性。速度檢測由安裝于賽車后輪的霍爾元件通過輸出脈沖信號進入單片機 ECT模塊，然后經過計算得到賽車速度值。人機交互模塊使系統具有友好的人機界面， 可通過按鍵， 無線通訊的方式改變參數，并通過 LCD觀察系統狀態參數，避免了對單片機的重復編程擦寫，有效提高了調試的效率。系統軟件主要由主程序模塊、 功能子程序模塊和中斷處理模塊等組成。 系統通過在主程序內循環調用信號

7、檢測、信號處理、路徑計算和賽車控制等功能子程序，實現不斷檢測路徑信息并作出相應調節動作，完成路徑自動識別和自動行駛；通過 PH口中斷，調用中斷函數來控制汽車運行狀態和修改相關參數，實現人機交互；本系統采用單閉環，雙控制器的控制策略， 其中雙控制器為模糊控制器和 PID 控制器，分別控制賽車的速度和舵機轉角，另外有一個異常情況處理模塊來處理賽車可能出現的異常情況，改進控制策略對某些賽道情況的控制效果。模糊控制器采用 MC9S12DG128B內置的專用模糊控制指令編寫而成， PID控制采用經典的增量式算法，運行效率高，魯棒性較好。本系統的設計充分利用了 MC9S12DG128B單片機豐富的硬件資源

8、和強大的處理能力，在實際測試中表現出了良好的性能。第二章硬件部分2.1 機械結構2.1.1 原賽車機械改動說明為滿足系統需要，對組委會提供的賽車作了如下改動：1) 按賽車機械安裝圖示，正確安裝賽車轉向舵機及轉向桿。2) 按賽車機械安裝圖示，正確安裝賽車橡皮輪胎。3) 按賽車機械安裝圖示，擰緊了賽車后部緊固螺絲，增加直流電機減速齒輪與后輪的咬合力，從而改進賽車加速，減速特性。4) 在距賽車前端 80mm的左右對稱中心軸上開了一個直徑為 3mm小孔，裝上高 54mm的黑色立柱， 并用長螺絲固定。該立柱與車身尾部自帶的兩個立桿一起用來固定主系統板（主系統板見下一節介紹） 。5) 在賽車前部原安裝緩沖

9、器處安裝高為 2cm 的塑料安裝支柱，用于固定橫梁和加裝信號檢測板（橫梁與信號檢測板見下一節介紹） 。6) 將在賽車尾部用于固定直流驅動電機兩個平頭螺絲換成普通螺絲，并加裝測速板。7) 在輪軸上用膠水固定 4 個小型磁鋼，磁鋼均勻排布。經改裝的賽車滿足系統控制需要，且安裝簡單，牢固可靠，并完全符合第一屆“飛思卡爾”杯全國大學生智能車邀請賽比賽細則 -2006-03-04 對智能競賽車模改動的規定要求。2.1.2 加裝機械部件說明為滿足系統檢測和控制的要求，設計制作了以下主要機械部件：主系統板、測速板、擋光罩、信號檢測板、信號檢測板橫梁；同時添加了主系統板安裝支架、信號板安裝支柱等用來安裝固定。

10、主要機械部件尺寸圖如附錄A 所示。材料說明：1) 主系統板、信號檢測板和測速板均為雙層印刷電路板；2) 擋光罩由輕質鋁合金加工而成，內層貼有黑色黏膠紙，安裝后其開口部分亦用黏膠紙相連；3) 信號檢測板固定橫梁為鋁合金材料。2.1.3 安裝說明1、安裝信號檢測板1) 先安裝信號檢測板安裝支柱，用平頭螺絲固定于賽車前部，然后信號檢測板橫梁，并用螺絲與彈簧墊片加以固定。2) 將擋光罩套在信號檢測板上并有螺絲固定，用黑色黏膠紙連接擋光罩缺口。3) 把裝有擋光罩的信號檢測板固定在橫梁上，其中與賽車距離可根據需要作調整。2、安裝測速板把霍爾元件朝下，將測速板安裝于賽車后部支架（具體位置建實物圖）。3、安裝

11、主系統板安裝完測速板后，將主系統板的固定孔與安裝立柱對準安裝，并用螺絲和彈簧墊圈固定。安裝完后整體實物圖如圖2.1 所示。圖 2.1賽車實物圖2.2 電路設計賽車硬件電路作為系統實現其一系列控制功能的基礎， 其設計的好壞直接關系到最終系統能否正常穩定的運行。通過分析，得到系統各主要功能模塊電路及其與微處理器之間的邏輯關系，系統整體硬件設計框圖如圖2.2 所示。電機驅動控制電路光電路徑檢測電路系統供電電源電池模塊霍爾元件檢速度檢測電路MC9S12DG128B開發板按鍵參數調試電路LED 彩燈報警顯示電路無線調試電路LCD 顯示電路圖 2.2 系統總體硬件設計框圖圖 2.2 中，光電路徑檢測電路，

12、霍爾元件測速電路屬于傳感器檢測模塊，通過它們，系統能夠即時獲取外界及自身運動狀態信息。電機驅動控制模塊包含直流電機驅動控制電路和舵機驅動控制電路。 作為系統控制算法的執行機構，電機能否被很好的驅動和控制，這直接關系系統能否正常運行。人機交互模塊由按鍵參數設定電路，無線通訊電路， LCD顯示電路， LED彩燈報警顯示電路組成。對于賽車系統來說，沒有這些模塊它同樣能夠正常運行，但是加入該系統調試模塊卻能夠極大方便系統參數調試，提高調試效率，在及時了解賽車運行狀況的同時也能夠在一定程度上充分利用 MC9S12DG128B單片機豐富的資源。基于以上考慮，在系統硬件設計中加入了人機交互模塊。2.2.1系

13、統電源模塊電源模塊的主要功能是將電池所提供的電壓轉換為 +5V，從而為系統供電。考慮到在實際運行過程當中小車可能作頻繁的加速，減速動作使得電池兩端的電壓會有較大的波動，因此為了確保系統能夠正常工作，避免單片機意外重啟，這里選用了 LM2575作為電源模塊的電壓轉化芯片。 LM2575擁有較大的輸入轉換電壓區間（ 7V 40V），較高的輸出電壓精度（± 3的誤差），以及較少的外圍輔助電路。電源轉換模塊電路原理圖如圖 2.3 所示。LM2575+5VE0C0L1L2C1E1E2UiD1圖 2.3 電源轉換原理圖為了消除來自電源的干擾，在輸入端分別接入了電容值為 1000uF 的電解電容和

14、 0.1uF 的瓷片電容，同時為了降低輸出電壓存在的紋波，減少由電源引入電路的噪聲，在輸出端分別加接了兩級 L-C 濾波電路，分別濾去高頻與低頻成分。由于 LM2575在正常情況下能夠輸出 1A 的電流，因此該電源模塊還具有較強的驅動負載能力的特點。2.2.2電機驅動控制模塊2.2.2.1直流電機驅動控制電路由于單片機管腳輸出電流較小，遠遠小于電機工作時流過電機的電流，所以需要設計電機驅動電路來拖動電機。這里所采用的是由Motorola 公司生產的驅動芯片 MC33886。它內部集成了一個 H 橋電路，能夠通過 5A 電流，并且外部輸入控制信號 PWM波的頻率可以高達 10kHz，從而大大提高

15、了電機得控制頻率。因此只需根據需要為 MC33886加上恰當的外圍電路即可完成驅動電路的設計，電路如 圖 2.4 所示。MCUMC33886PP1IN1PGND-FSPK3PGNDIN2PK2PK1-D2PGNDD1PGNDPK0OUT1CCPOUT1MC0OUT2AGNDOUT2V+V+V+DNCV+E0DNC圖 2.4 電機驅動電路采用單片機 PWM輸出通道 PP1口輸出控制信號來控制驅動芯片內部H 橋電路的導通和關斷，通過改變加在電機兩端的平均電壓從而實現電機調速的目的。I/O 口 PK0 PK2 則可以利用其輸出高低電平的組合來實現控制電機正反轉或者是制動功能。 此外 MC33886

16、還設置了芯片工作異常報警輸出口， 將其與 PK3 口相連，就可以及時獲取驅動電路工作情況并對異常報警作出相應處理。2.2.2.2舵機驅動控制電路舵機的控制主要指的是對其轉角的控制，而要實現這一控制功能，只需通過改變輸入舵機控制端子的 PWM 波占空比即可實現，而不需要改變施加在舵機兩端的電壓大小。因此相對于直流電機，舵機的驅動顯得要簡單。將電池的輸出電壓直接接到舵機電壓輸入端即可實現對舵機的驅動。同時由于單片機有專用的 PWM 輸出 I/O 口，因此舵機的控制可以采取直接接PWM 輸出口的方法。MCUBattery舵機PP3PWM3圖 2.5 舵機驅動控制電路通過圖 2.5 所示連接，再通過軟

17、件適當設置，可實現對舵機的驅動控制。值的注意的一點是對于輸入舵機的 PWM波，其周期和高電平時間均有一定的限制，通過軟件調整時需要確保輸入舵機的控制信號能夠滿足周期在 20ms 左右，高電平時間在 1.2ms 1.7ms 之間變化以對應舵機向左和向右的最大機械轉角。2.2.3傳感器檢測模塊傳感器檢測模塊作為小車獲取外界環境變化及自身狀態信息的窗口，是整個系統能夠正常工作的前提和基礎，其設計的好壞直接關系到控制算法的有效性以及系統運行的穩定性。根據實際需要，引入了光電檢測模塊以及速度檢測模塊。2.2.3.1路徑檢測模塊布局及相應電路設計路徑檢測模塊是智能車系統的關鍵模塊之一，路徑識別方案的好壞，

18、直接關系到賽車最終性能的優劣。本設計中賽車采用光電傳感器陣列檢測黑色導引線，實現路徑自動識別功能。所謂光電傳感器陣列尋跡方案，即通過由紅外發光、接收二極管組成的光電傳感器陣列來識別黑色賽道。由于黑白兩色對紅外管線的反射率不同，在一定電壓下紅外接收管兩端流過電流值將隨其所處位置下方的賽道顏色變化而改變，由此賽車便能從賽道上分辨出黑色跑道。該尋跡方案具有簡單，響應速度快，系統處理量小等優點。模塊設計所選用的光電器件為以 PD333作為紅外接收發管， IR333 作為紅外發射管的分立式紅外對管。二者均為 EVERLIGHT公司所生產，其中：IR333主要特點有：1) 高輻射強度2) 峰值發射波長 p

19、=940nm3) 發射角度 40 度4) 高可靠性1) 電流與關照強度之間線性度高2) 對外界光照變化響應時間短3) 高影像靈敏度4) 結電容小為了克服光電傳感器陣列易受外界環境干擾，空間分辨率低等缺陷，在機械設計中引入擋光照并依據控制需要合理設計光電傳感器的排布，從而使得路徑檢測模塊能夠為系統提供準確，可靠的路徑信息。光電傳感器具體排布方案為選用11 個紅外發射管和10 個紅外接收管，間隔排列成一條直線組成光電陣列，每個二極管之間的間隔均為 10mm（具體排列位置見附錄 A 圖 信號檢測板機械圖）。當信號檢測板處于一定高度時，紅外發射管放射出的紅外線恰好能完全覆蓋傳感器下部的跑道，此時信號板

20、下方的道路信號能被接收管完全反映出來。先使用處于黑線上方的傳感器來識別路徑，再使用其兩側的傳感器進行二次識別。這種方式可以達到較高的水平分辨率，并且具有較高的線性度。具體傳感器排布情況如圖 2.6 所示。紅外接收管紅外發射管0123456789黑線圖 2.6傳感器排布圖當黑色導引線處于上圖 2.6 所示位置時，系統將先判別出 4 號接收管更加接近黑線，然后根據 3、5 號接收管的數據計算出黑線中軸線所處的位置在 4.35 左右。圖 2.7 表示一對紅外對管檢測電路原理圖。5V5V紅外對管VoutR1R2圖 2.7 紅外對管檢測電路圖 2.7 所示的紅外檢測電路將電阻 R2 兩端的電壓值通過接口

21、電路輸入單片機 A/D 口作為后續信號處理算法的輸入信號。2.2.3.2測速模塊電路賽車運行過程中的速度信息的檢測對于賽車的控制同樣有著重要的作用。考慮到實際應用情況并結合單片機ECT模塊的輸入捕捉功能， 采用霍爾元件U18在磁鋼不同極性下集電極輸出高低電平的變化，通過測算高電平或者是低電平所持續的時間來得到小車的運動速度。+5VR1+5VSoutECT霍爾元件U18模塊圖 2.8 速度檢測電路由于 U18為集電極輸出，因此在經過電阻的上拉之后其輸出電平 Sout 完全與 TTL 電平相兼容，因此可以直接輸入單片機的 I/O 模塊。2.2.4人機交互模塊設計人機交互模塊提供了在線觀察，修改系統

22、運行參數的有效手段。通過該模塊，可以不再為了修改某些參數而反復擦寫單片機 FLASH ROM 中的程序，并且這種在線觀察和修改參數的手段在很多時候顯得猶為方便，有效。2.2.4.1按鍵接口電路設計按鍵接口電路的目的就在于為修改程序的某些參數提供方便，便于調試。但對于按鍵電路，需要解決的最大問題在于如何防抖。由于所采用的單片機按鍵輸入口 PORTH 本身在其 I/O 端口設置了數字濾波器，即倘若一個脈沖的高電平或者是低電平的持續時間小于4 個總線周期，那么該脈沖將會被忽略，單片機不會產生中斷。鑒于該種數字濾波器已經在一定程度上減輕了按鍵抖動所帶來的影響，因此在按鍵電路設計中，只是在按鍵的輸出端加

23、接濾波電容，以此來盡可能的消除按鍵抖動所造成的影響。圖2.9 為按鍵電路原理圖。+5VS0PH PortC0R0MCU圖 2.9 按鍵模塊電路2.2.4.2 LCD顯示模塊電路為了能夠便于觀察監視單片機運行時內部某些重要參數，同時為了能夠充分利用單片機豐富的I/O 資源，我們采用并口通訊方式建立LCD 液晶屏與微處理器的連接。如圖2.10 所示。+5V+5VMCULCDVEEVR1PK4RSPK5R/WPK7EDB0PA0DB1PA1DB2PA2DB3PA3DB4PA4DB5PA5DB6PA6DB7PA7GNDGND圖 2.10 LCD 液晶顯示電路在使用過程中發現 LCD 顯示需要占用較大的

24、系統資源，因此在賽車運行過程中并不進行 LCD 顯示。2.2.4.3無線通訊模塊設計引入這一模塊的原因完全出于控制系統參數調試的需要。某些系統參數（如PID 參數）需要在調試過程中作頻繁調整以期能夠得到一組較為理想的參數，這時采用無線通訊模塊就可以實現在賽車運行過程中在線調整某些重要參數，從而能夠更加直觀，迅速的觀察到賽車在不同參數設置下的運行情況，極大方便了對于某些參數的整定。而在比賽過程中則將該無線模塊取下，避免違反規則。在小車上所加的是無線接收模塊，主要由 PT2272解碼芯片構成。其可以接受來自由 PT2262 編碼芯片構成的發射模塊的信號。利用單片機 PH 口能夠由邊沿觸發產生中斷的

25、特點，則可以由軟件實現信號識別并作出相應響應。由于已有較為成熟的以PT2272為解碼器的接收模塊，因此只要設計系統主電路與接收模塊接口電路將信號引入單片機即可，電路如圖2.11 所示。D0無線接收模塊+5VR0A11PH4MCUPH5A10PH6A9A8PH7圖 2.11 無線接收模塊接口電路圖 2.11 接口電路中，發光管 D0 主要起到指示燈的作用，只有在接收成功的情況下該指示燈才會亮。在操作過程中，接收模塊將所收到的信號譯碼并在對應的 A11A8 口產生電跳變，從而觸發單片機中斷，根據中斷標志位在得到了通道號便完成了一次通訊。只要在軟件中作相應處理，并可以利用這種無線通訊方式修改系統參數

26、。2.2.4.4 LED彩燈報警顯示LED彩燈顯示的主要目的在于指示賽車的某些動作，以使我們能夠在賽車動態運行中了解控制功能是否正常，并且當賽車進入某種異常情況時，彩燈能夠提供報警指示功能，據此并可判斷賽車在特殊情況下能否作出相應動作，從而為調整異常處理算法提供依據。圖 2.11 表示 LED 彩燈顯示電路原理圖。+5VPS 口LED0R0圖 2.12 LED 彩燈顯示第三章軟件部分3.1 軟件設計本系統軟件設計中遵循下面的規則：1) 采用模塊程序設計。模塊程序設計是把一個較長的完整的程序，分成若干個小的功能程序模塊，在分別進行設計、編程、調試之后，最終裝配在一起，鏈接成一個完整的程序。 模塊

27、化程序設計便于程序移植和修改。2) 外部設備和外部事件采用中斷方式與 CPU聯絡，這樣，既便于系統模塊化，也可提高程序效率。3) 經過調試修改后的程序進行規范化。規范化的程序便于交流、借鑒，也為今后系統功能的進一步擴充打下基礎。4) 系統的軟件設計充分考慮到軟件抗干擾措施。如數字濾波，程序跑飛的軟件陷阱，軟件的容錯設計等 .3.1.1 軟件總體設計本控制系統軟件主要功能為通過采集信息并自動識別黑色導引線，控制直流電機和轉向舵機使賽車沿跑道自動行駛，同時增加人機友好交互界面以此根據不同需要調整方案和參數，提高系統的魯棒性。為實現以上功能所需芯片資源如表 3.1，表 3.2所示。表 3.1 系統資

28、源分配系統 I/O 資源占用表編號單片機接口備注電機驅動控制控制信號PK0-PK3 、模塊PWM11（ MC33886 ）軟件監視PB0驅動芯片工作異常時報警2舵機控制模塊控制信號PWM3LCD 顯示模塊數據PA0-PA73控制信號PK4 、PK5 、PK74無線接收模塊軟件監視PB1與按鍵共用一個中斷數據PH4-PH7矢量地址5按鍵模塊軟件監視PB1與無線接收模塊共用數據PH0-PH3一個中斷矢量地址6路徑檢測模塊PAD0-PAD910 位 A/D7速度檢測模塊PT0Input Capture表 3.2中斷源分配表系統中斷源分配表編號中斷名稱中斷源優先級功能1按鍵中斷Port H高按鍵和無線

29、接收輸入捕捉中斷Enhanced高Capture Timer2channel 7速度檢測測速模塊定時Enhanced高器中斷Capture Timer3overflow速度檢測系統主定時器Modulus Down4Counter中斷overflow低主程序周期循環系統軟件主要由主程序模塊、功能子程序模塊和中斷處理模塊等組成。系統通過在主程序內循環調用信號檢測、信號處理、路經計算和賽車控制等功能子程序，實現不斷檢測路徑信息并做出相應動作完成自動識別路徑和自動行駛；通過 PH口中斷，調用中斷函數來控制汽車運行狀態和修改相關參數，實現人機交互；通過輸入捕捉中斷實現速度檢測。系統程序總體流程如圖3.1

30、所示。上電初始化主程序(isStart | Port_Start) ?YisStartup ?Y信號檢測信號處理計算路徑NNN啟動isNormal ?Y控制器Angle & Speed輸出圖 3.1 控制系統整體程序流程圖3.1.2 軟件各功能模塊設計3.1.2.1直流電機控制模塊本部分介紹直流電機的控制程序，其中包括：直流電機初始化子程序，直流電機起動子程序，直流電機停止子程序，直流電機調速子程序；系統通過在主程序里調用這些子程序實現對直流電機的起停控制和速度控制。直流電機初始化子程序執行初始化相應控制端口的功能，其使 MC33886控制端 IN1 置1，D1置 1，/D2 置0；初

31、始化單片機 PWM 模塊，設定 PWM 波頻率為 10kHz ，同時設置 PWM 的極性使其起始電平為高電平。直流電機啟動子程序和電機停止子程序通過控制 PWM 模塊運行或停止的方式以實現對電機起動和停止的控制。直流電機速度控制子程序通過設置某一周期下 PWM 波的高電平時間，產生占空比從 0100%變化的 PWM 波來改變電機兩端的平均電壓，從而控制電機轉速，進而控制汽車行駛速度。圖 3.2表示了直流電機驅動控制模塊的程序流程。端口初始化初始化PWM 模塊控制器輸出Speed=?啟動設定速度停止后退圖 3.2 直流電機控制模塊程序流程圖3.1.2.2舵機控制模塊本部分為系統提供舵機控制功能，

32、 包括舵機初始化子程序， 舵機停止控制子程序，舵機轉向角度控制子程序；系統通過在主程序里調用這些子程序實現對舵機的控制。舵機初始化子程序實現初始化單片機 PWM 模塊的相應通道，使得該通道輸出 PWM 波頻率為 520Hz，同時設置 PWM 極性即起始電平為高電平；舵機停止控制子程序用來停止舵機動作， 并恢復其到初始狀態， 具體實現方法為設定通道輸出 PWM 波的高電平時間為 1.47ms，并延時一段時間后關閉 PWM 輸出。舵機轉向角度控制子程序實現設定PWM 調制波的脈寬，使其高電平寬度從1.21ms 1.47ms1.73ms可調，所對應舵機轉向角度為-38° 0° 3

33、8°。圖3.3表示了舵機控制模塊的工作過程。初始化PWM 模塊控制器輸出Angle=?設定角度停止圖 3.3 舵機轉角控制模塊程序流程圖3.1.2.3人機交互模塊人機交互模塊主要包括按鍵子程序、 無線接收子程序和 LCD顯示子程序三部分，主要完成系統啟停控制，系統參數設定及顯示等功能。其中按鍵子程序與無線接收子程序均使用中斷完成相應動作，二者的執行方式和功能設定均相同，下面以按鍵子程序為例說明其運行過程。按鍵子程序采用外部中斷方式執行相應動作， 此種方法可以節省系統時間開支，因為在系統運行大部分時間里是沒有按鍵動作的；為防止按鍵抖動造成系統誤動作，加入抖動判斷，如果是抖動就拋棄這次操

34、作；其中包括：按鍵識別子程序和按鍵功能子程序兩部分。LCD 顯示子程序為 LCD 顯示模塊提供驅動和系統與 LCD 的接口；其中包括： LCD 初始化子程序， LCD 寫命令子程序， LCD 寫數據子程序， LCD 光標定位子程序和 LCD 寫字符串子程序等。LCD 模塊在需要時通過接插件即用， 由按鍵 1初始化 LCD ，并顯示相關信息；通過按鍵 4進入系統菜單；在系統菜單級別上，可以通過按鍵 2和按鍵 3進行瀏覽菜單，通過按鍵 4可以選擇菜單并激活該選項；如果菜單內容為改變系統狀態，如系統啟停等，系統將給出提示信息后執行相關操作；如果菜單內容為可修改參數，該參數就被置于可修改狀態，光標將置于可修改參數的第一位，此時按鍵 2可以移動光標選擇要修改的位，按鍵 3修改參數，按鍵 4確認并保存修改，然后退出激活狀態；在激活狀態下按鍵 1動作，就會重新初始化 LCD ，并顯示歡迎信息，所需修改的參數將不被保存既修改無效。其具體操作流程如圖4.5所示。中斷初始化等待中斷判斷是否抖動=1=4Key=?(1,2,3,4)=2=3LCD 初始化