基于光电传感器的智能小车控制系统设计与实现 - 图文(8)

图5.1 BDM实物图

与串行通信调试相比，BDM具有非常大的优点。BDM模块和计算机通过USB接口进行通信。通过CodeWarrior集成开发环境可以最大化地利用BDM的各种功能。在软件开发设计阶段使用BDM调试方法进行调试。

5.2 系统硬件调试

硬件调试是在硬件平台搭建完成后首先应该进行的工作，这项工作是保证系统的安全性，比如电路板是否有短路情况，各电子元件是否能正常工作等。首先应当对各模块的正常连接进行测试，设计时考虑到的短路块此时应当全部拔下，用万用表测量全部电源系统工作正常后再连接使用。

在本设计中硬件调试主要分为以下几个部分：MC9S12XS128单片机最小系统调试、直流电机驱动器调试、超声波测距模块调试、LCD字符液晶显示调试。

1、MC9S12XS128单片机最小系统调试

外接直流5V稳压电源给单片机上电，电源指示灯亮，通过BDM调试器把编写的最简测试程序下载到单片机，给通用I/O 口PB口等进行初始化赋值为OxFF，B口所接的发光二极管常亮。更改初始化赋值语句，设定显示参

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数，利用Code Warrior的在线调试功能，通过在计算机终端观察观察各个口的状态，调试发现最小系统工作正常。

2、5V稳压电路调试

由7.2V镍镉电池给稳压电路供电，在输出脚用数字电压表进行测量，测得电压为4.95V，在规定误差之内，满足单片机模块、超声波模块、LCD模块的电压要求。

3、直流电机驱动器调试

直流电机驱动器使能端口接5V直流电源，保证高电平。用7.2V镍镉电池直接给控制端口上电，正负极分别接IN1、IN2端口来驱动直流电机，电机极速转动，进而证明直流电机驱动器正常工作。 4、超声波测距模块调试

先调试手动焊接的超声波模块，通过给单片机写入延时程序，来驱动超声波测距模块。接收端通过外接模拟示波器观察接收波形，观察发现接收波形收到干扰很大，时有时无。经过长时间调试后发现模组性能到不到要求，改用凌阳超声波测距模组，经过调试发现能接收到规则的方波。 5、LCD字符液晶调试

给LCD字符液晶供电后，液晶发光。通过调节可调对比度引脚所接电位器，LCD屏幕的亮度发生变化，说明LCD硬件电路工作正常。

6、调试光电码盘

给光电码盘VCC端接5V稳压直流电源，GND端与示波器共地，码盘信号输出端接模拟示波器，用手转动码盘转轴，使用模拟示波器观察输出波形为方波，表明码盘工作正常。

5.3 系统软件调试

主要在CodeWarrior集成环境提供统一的图形用户界面来进行调试。 CodeWarrior集成环境包括以下几个功能模块：编辑器、源码浏览器、搜索引擎、构造系统、调试器、工程管理器。编辑器、编译器、连接器和调试器对应开发过程的四个主要阶段，其它模块用以支持代码浏览和构造控制，工程

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管理器控制整个过程。该集成环境是一个多线程应用，能在内存中保存状态信息、符号表和对象代码，从而提高操作速度；能跟踪源码变化，进行自动编译和连接。

使用BDM在线调试器进行软件往的下载与调试。

5.4 本章小结

本章介绍了软件开发工具，使用集成开发环境Codewarrior for S12 v4.7

的在线调试功能完成调试。硬件调试是在硬件平台搭建完成后首先进行的工作，分为MC9S12XS128单片机最小系统调试、直流电机驱动器调试、超声波测距模块调试、LCD显示调试。软件调试作为设计的重点，主要用CodeWarrior集成环境进行编程，同时使用BDM在线调试器进行软件下载与调试。先分别对速度闭环控制程序、超声波倒车防撞报警器程序、LCD 速度显示程序进行调试，然后在调试成功的基础上，将各模块综合起来进行调试。

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结 论

闭环控制是自动控制论的一个基本概念，采用闭环控制方案对直流电机进行调速是生产生活中最常见的一种闭环控制实例。基于Freescale S12单片机对移动小车控制系统进行设计，实现了小车的速度闭环控制，主要完成了以下内容：

1、选用恒压恒流H桥式驱动芯片L298N，设计了基于PWM（脉宽调制）电路的直流电机驱动器，通过单片机编程发出PWM波，实现了对RS380-ST型7.2V直流电机的无级调速。

2、基于增量式PID控制算法进行直流电机闭环控制程序设计，编写出相应的C语言程序，利用飞思卡尔单片机的实时中断作为速度反馈通道，完成了对直流电机的速度单闭环控制，做到了小车速度的实时控制。

以上只是完成了设计的基本要求，因此，在以后的开发中可以在以下方面做进一步的研究：

1、扩展速度控制的范围，给小车设定多个速度档位，通过单片机对不同速度档位键盘的扫描，使小车能够处于不同速度模式下运行，而并非每次都要通过下载。

2、报警方面可以采用语音报警，加入语音模块，在倒车过程中通过语音提醒避障。

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