本帖最后由 caijie001 于 2017-12-2 12:06 编辑
大家好，我是杰杰。现在，第十三届的飞思卡尔规则已经初步成型，一批又一批的师弟师妹又来参加了，我参加了第十二届飞思卡尔智能车比赛，光电四轮组。现在分享下自己的心得和体会，希望能够师弟师妹带来点帮助。 声明：下面这些内容适合新手，有错误也是在所难免，请根据自己的情况鉴别。下文只对光电四轮组阐述，其他组别我不懂。谢谢。
不管遇到什么事，平常心很重要。----请记住这句话。
我知道很多学校像我们学校一样，没啥传承的，在我们报名的时候，别的学校的车子都能跑上2.5m/s了，对于我们这种，我曾经也抱怨过，为什么我们学校那么迟才报名，为什么车模到手是那么迟。别的学校起步比我们早，传承比我们好。。。。。但是似乎都没什么用。还是不要抱怨了。其实做过车之后你才发现，自己动手做完，成就感是一回事，成长才是重要的，经验也是重要的。
十一二月的时候，可以报名了，选择你们志同道合的队友，能分工明确的，能讨论解决问题的，这点很重要，我见过我们学校的队伍，大家都不想干活的，问我拿了块电路板的原理图，直接打板了。。。。。他们连用什么材料都不知道，就打了。。。。
报名之后就可以准备了，把硬件搭起来，把车模组装好，就调试软件，我是一个寒假在家慢慢设计的电路板，其实，我觉得在寒假之前拿到车模是最好的，寒假在家可以直接做好板，就开始采集数据然后调试，毕竟调试是最难的，还得花超多的时间，而我，白白浪费了一个寒假。在设计电路板，其实这个在后期一周都不用就可以搞定的设计，不需要花太多时间在这上面。
在调试的期间，你会遇到很多很多问题，比如车本来好好的，突然不能跑了，或者龟速了，突然某个器件烧了，电机不转动了，尤其是光电组的对环境依赖很大，有些光的干扰都影响车子。但不论什么时候都要保持一个积极向上的心态，小车虐我千百遍，我待小车如初恋。不乏很多人开始做车之前士气高昂，遇到困难也会尝试解决，但是如果一个问题长时间不能解决，就渐渐放弃了，我师兄就是，解决问题的长时间是多长时间，也许一周，一个月都是有可能的，特别是直立组的，调试陀螺仪，真的需要耐心，其实我很佩服我的师兄的，调了很久，站的很稳，关键是他们3个一直在解决问题，讨论，这点很重要。当你看到群上别人的车都跑的很快了，自己的车还是龟速，甚至连龟速都是不能跑，在雪上加霜的是，你还要上课，课程难，但是你上课又没有心思听，人在教室，心里却想着车，一学期快结束了，也快比赛了，大家都准备考试，你还在调车，担心各种挂科，白天上课，晚上调车调到深夜........各种情况也要有心里准备，这些都是我经历的，上学期基本没怎么听课与复习，有得必有失，有一个好的心态，去舍去，如果你很在意自己的期末成绩与奖学金，不能一心二用，那么，你可以放弃这次飞卡梦了。在比赛中也有不少大神的车6次机会都没有跑下来，我曾见过，六次都没跑完的，他们的车速比我们快多了，但是没跑完就是没成绩，看到他没跑完的心态爆炸，想一脚把他的心血毁掉的也有......这些你都要去考虑一下，如果，你不能接受，或者你心理承受压力很小，那么你可以好好学习，争取考个研，考个公务员，而不是做这种比赛，所以我们做车心里准备一定要做好，同时要保持一个好的心态，在自己遇到困难的时候，要时刻相信困难的解决就在下一秒，也要不断总结，思考问题可能出现在什么地方。另一点不得不说的就是要选择好队友了，一定要相互合作，队友不一定要多么多么牛，但是一定要是那种乐意付出，能吃苦的人，有困难大家一起扛才可以，遇到问题可以一起商量解决才可以，希望做车时一定要严以律己，绝对不能坑队友，以负责的态度去对自己的队伍，同时为了自己不被坑，选择自己信任的人。上面这些绝对是重要的，所以放在第一点，你可以不相信，但是**悔。
11/24日更新：
现在，你们应该已经找好队友并且报名参加了，我这里给个建议：
认真看比赛规则，别在小地方被坑了，我曾经就是一个打板被坑了，师兄没告诉我，队伍名字与学校名字不能打在丝印层，以前是可以打在丝印层的，，，，害得我们重新打一次板子，当然我们的第一批板子是可以用的，毕竟那是我花了一个寒假的心血，我不建议花太多时间用在设计硬件电路上，软件是最重要的，硬件只是次要的，因为以后你要学很多算法，处理各种不同的赛道。话说我大二上学期就是很菜的人，只是做过简单的小东西，对于硬件设计，我只是一个初学者，但是参加了这个比赛之后，我的成长很快，所以，一些比赛我还是建议你们去参加一下。拿个奖也是不错的。
现在初学51的也不要担心，其实飞思卡尔不难，只要安安心心的，慢点学，多打点代码就行。
首先，讲下硬件吧，毕竟软件的调试要基于硬件的基础上，不然，再怎么说软件都没有用。
硬件我个人将其分为3部分：
1）：电源模块；
2）：控制模块；
3）：电机驱动模块；
下面将分别讲述这几部分的内容，可能图就没多少，都是一些经验或者见解吧。
1：电源模块。此处为很重要的一部分，单片机需要稳定的电压来工作，这毋容置疑的，假如电压不稳定，车跑着跑着就复位了，这岂不是很尴尬啊。所以单片机的稳压电路是一个重要的租车部份。 我用的是处理器是MK60FN1M0VLQ15，简称K60FN(兼容FX)，为什么选择这块芯片呢，原因主要是其主频是150MHz，与其有4个FTM模块，一个用来做s3010舵机转向，一个用来做电机pwm输出，两路用来做编码器的正交解码，还有就是其浮点运算是K60DN的5倍（卖板子商家说的）我不清楚，但是初学者不需要了解这些，你们选择自己需要的芯片就行，能做驱动舵机与电机的芯片即可。回到稳压电路，说道设计电路，其实我不会，我是参考网上的电路设计与datasheet的基本电路进行设计的，你们要学会看datasheet。一般的元器件都配有基础电路，可以用的，对于选材，是我自己选择的。
传感器更是一个重要的选择部分，稳定的电压，可以使得传感器工作更加稳定，采集的数据更稳定。只有采集到正确的数据，才有机会跑的起来，不然，再好的算法都没有用。我使用的传感器是鹰眼摄像头，60*80分辨率的，当然可调整分辨率的，3.3v供电。
舵机也是很重要的组成部分，可以看看s3010的舵机参数，我用6v供电，就需要为其设计一个6v供电的稳压电路。然后单片机输出的pwm是3.3v的，也需要一个光耦隔离与电平转换一下。（后面我会提供一种我使用到的方案）
我们需要知道的是飞思卡尔专用电源充满电的电压是8.2——8.7v，具体多少v自己去测。所以要对器件进行稳压设计。
5v稳压电路芯片： LM2940.
6v稳压电路芯片： LM2941.
3.3v稳压电路芯片： AMS1117.
这些基本的芯片都有基本的电路，可以参考，当然，我这边会分享我的电路，仅供参考。
然后呢，电机驱动那边，由于我选择了驱动芯片驱动MOS管，驱动芯片的电压为12v，我还需要做一个12v的升压电路，这以后再说。
主控板这边的稳压电路就是很简单的，单纯的对各个模块进行稳压供电处理而已，没什么大电流大功率器件，选的稳压芯片就够了，当时也没考虑噪音什么的，电压稳定就足够了。
下面给一个我的稳压电路：V-OUT为飞思卡尔专用电池输出电压
3.3v：（需要将8v左右的电压转为5v后再转3.3v，不然芯片会有点烫）
5v：
6v
整体电路板图片：
稳压部分图片：
有网友说把电机驱动集成在一块板子上更好，其实我也觉得，但是奈何当时水平有限，做不出那种高度集成的板子，也是没有办法的事，因为学校没什么传承，只能自己动手一步步画出来，没办法。
12/02日更新：
下面来说说飞思卡尔主板的核心部分-----控制部分电路设计 对于摄像头，采集的数据需要稳定的，在高速跑的小车上，采集的图像的深度要快、稳定，才能更好的处理采集的图像。 那么，摄像头的采集数据的电路设计是必须的，我们使用山外的鹰眼与K60，那么就按照他们给的设计来模仿就行了，因为那是他们已经多年的经验积累的产品。 鹰眼转接板的接口原理图：（因为我使用的是软排线，需要买一个转接板） 电路的设计很简单，AD的走线尽可能圆滑，尽可能不要出现90°角，锐角走线，不然对信号还是有干扰的。
还有就是编码器信号的采集，需要正交解码功能，我用上了2路ftm模块，作为编码器的正交解码输入，对于是哪两路FTM，请自行看手册设计，看是哪些io口（我的是PTA10-PTA13），此处上传一份一天攻破k60&KL26的书籍。
正交解码之后得到小车的实时速度，以备我们用来作为对小车的各种转弯控制，由于是我自己当时不知道编码器是怎样的，我就多预留了一个接口，可以正反接。
信号采集的完成了，那么就看控制的，说白了就是舵机与电机的控制，舵机作为转向，电机就是让小车跑起来了。先说舵机吧。 舵机的控制： 舵机型号：S3010，此手册在网上一大堆，就不介绍了。 舵机就是3跟线，电源，地，信号线。信号线是什么东西，其实也是PWM，不懂的自行百度什么是PWM。PWM肯定是单片机输出啊，但是在电路设计的时候，我们要考虑了，舵机的工作电压是6V，上面已经说了我是6v给舵机供电的。但是K60是3.3v供电的，所以输出的PWM信号最大也是3.3v的。而且舵机转动的时候产生电动势，（你们可以试试从舵机左右来回转动，可以看到电路板上的LED会亮，本人亲测的），所以为了保护将近200块的K60，还得做个隔离的电路啊，隔离，用什么隔离。这怎么考虑？ 首先实现每个功能，肯定要选材啊，隔离，那就是隔离芯片、光耦作为隔离了，对于作为设计者的我们来说，电路越简单越好啊，那就用光耦隔离吧，简单方便，连电平都转换了。光耦，顾名思义，实现单向的信号转换：电—光—电。电信号转换为发光二极管的光信号，再转换为电信号。实现了防止反向电动势的电流流入单片机。 知道原理，就说说光耦隔离的选型吧。市场上很多光耦，怎么选择呢，实现肯定要根据其工作的频率来选择的，我们知道S3010舵机的工作频率是在50-300Hz（好像是，我也忘了，具体多少看手册）然后光耦的工作频率要比他的工作频率大。但是在实际中，我们用到的舵机频率不过是100Hz，因为我测试过单片机采集一帧图像并处理完大概是9点多ms，算是比较快的了，那么1s就能采100帧图像，也是比较快了。光耦的工作电压是6v，那就满足了我们的要求。 舵机的工作状态：频率越高越灵活，但是力矩越小，反之则是力矩越大，灵敏度越小。请自行选择需要的工作频率与光耦。 对于电机，一路ftm模块，4路pwm通道输出即可。电机的隔离电路，我放在了电机驱动模块。
拨码开关必须要设计的，在比赛的时候要调节档位，调节不同的速度。
蓝牙接口
SD卡接口，可以使用来保存图像，但是我没用上。 然后一些外设你们都可以接上，例如蓝牙模块，OLED屏幕，蓝牙模块就是用来看小车跑起来的速度的数据的。OLED屏幕作为人机交互界面，更能实时显示出小车当前的各种参数，由于当时水平有限，就没有搭载OLED屏幕。再搭载一些按键在板子上，为了节省空间，我们使用贴片的按键即可，方便调试与设置参数，而不用经常擦写代码。留出一些备用的io接口与电源接口，以便我们调试。
未完待续~~
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我就不转了，常年潜水，
