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| 編輯推薦： |
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编者每年都担任智能车竞赛的指导教师，积累了丰富的经验。例程均围绕着智能车大赛的参赛实践而编写，针对性较强。
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| 內容簡介： |
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《全国大学生飞思卡尔智能车大赛应用技能详解》以Freescale飞思卡尔半导体公司MC9S12XS128单片机以及最新的基于ARMCortexM4的Kinetis嵌入式处理器为蓝本，阐述了上述系统在全国大学生智能汽车竞赛中的软件与硬件设计技术。全书共分6章：第1章简要介绍智能车大赛的要求、规则，芯片选择和开发软件；第2章结合大赛的要求介绍智能车常用的硬件电路；第3章结合实例介绍MC9S12XS128应用知识和各功能模块的使用方法；第4章结合实例介绍Kinetis嵌入式处理器的应用知识和各功能模块的使用方法；第5章讲述智能车的制作、调整技术，以及控制中的PID算法和实例；第6章介绍SD记忆卡的相关知识，结合实例讲解基于SPI总线的SD记忆卡在智能车传感器信息大容量采集中的应用方法。本书适合高等院校计算机、电子、自动控制等相关专业的大学生，以及从事飞思卡尔处理器开发的工程师使用，是高等院校参加全国大学生智能车大赛的一本实用的理想参考书。
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| 目錄：
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第1章智能车大赛介绍
1.1全国大学生智能车竞赛
1.2车模和赛道简介
1.2.1车模
1.2.2赛道
1.3芯片和开发软件
1.4比赛规则
1.4.1车模运行规则
1.4.2各赛题组传感器限制
1.4.3车模尺寸限制
第2章智能车硬件电路设计
2.1电源稳压电路设计
2.1.1低压差集成稳压器
2.1.2开关式电源变换器
2.2电动机驱动
2.2.1电动机驱动原理
2.2.2电动机驱动控制原理
2.2.3常用H桥电机驱动芯片
2.3传感器检测
2.3.1红外光电式传感器
2.3.2激光传感器
2.3.3摄像头
2.3.4电磁传感器
2.3.5加速度传感器
2.3.6陀螺仪
2.3.7光电编码器
第3章MC9S12XS128应用知识
3.1MC9S12XS128单片机简介
3.2编程与下载环境
3.2.1CodeWarrior的系统需求
3.2.2CodeWarrior开发环境介绍
3.3MC9S12XS128单片机内部功能模块及例程
3.3.1IO端口
3.3.2S12的时钟
3.3.3实时中断
3.3.4PWM
3.3.5AD转换模块
3.3.6定时器模块
3.3.7串行通信SCI
3.3.8SPI总线接口
3.3.9DataFlash模块
第4章Kinetis应用知识
4.1Kinetis微控制器简介
4.2编程与下载环境
4.3Kinetis内部功能模块及例程
4.3.1GPIO模块
4.3.2MCG模块PLL超频
4.3.3基于CW10的中断程序编写
4.3.4PIT定时模块
4.3.5UART模块
4.3.6FTM模块
4.3.7ADC模块
4.3.8DAC模块
4.3.9PDB模块
4.3.10DMA模块
4.3.11DSPI模块
4.3.12I2C模块
4.3.13SDHC模块
第5章智能车制作
5.1智能车一般制作流程
5.1.1准备工作
5.1.2学习和实验
5.1.3制作和测试
5.1.4车辆调试
5.2智能车机械调整
5.2.1重心调整
5.2.2前轮定位
5.2.3舵机安装
5.2.4其他调整
5.3传感器的采集及处理
5.3.1光电组
5.3.2摄像头组
5.3.3电磁组
5.4PID控制算法介绍
5.4.1PID的概念
5.4.2PID的公式
5.4.3PID参数的物理意义
5.4.4PID控制实例
第6章智能车传感器信息采集的大容量存储
6.1SD记忆卡的基本知识
6.1.1SD记忆卡介绍
6.1.2SD卡硬件架构
6.1.3SD卡的SPI控制
6.2MC9S12XS128的SCI模块
6.2.1波特率控制寄存器SCIBDH、SCIBDL
6.2.2SCI控制寄存器1SCICR1
6.2.3控制寄存器2SCICR2
6.2.4状态寄存器1SCISR1
6.2.5状态寄存器2SCISR2
6.2.6数据寄存器SCIDRH、SCIDRL
6.3SD卡存储程序
6.3.1SD卡的主要操作
6.3.2SD卡命令格式
6.3.3MC9S12XS128的SPI总线初始化
6.3.4SD卡存储实现
参考文献
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| 內容試閱：
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《全国大学生飞思卡尔智能车大赛应用技能详解》是为每年参加飞思卡尔杯智能车大赛的学生们准备的，同时也可以作为学习飞思卡尔MC9S12XS128以及最新的基于ARM Cortex M4的Kinetis嵌入式处理器的入门书籍。全国大学生智能汽车竞赛由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办，飞思卡尔半导体公司为协办方。到目前为止，该竞赛已发展成全国30个省、自治区、直辖市近300所高校广泛参与的全国性竞赛。2008年起被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中科技人文竞赛之一。
竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。
本书首先介绍了智能车大赛的由来和规则，然后从硬件电路开始，详细介绍了电源、电机驱动、传感器等基本电路中使用的常见芯片及应用电路。本书的第3章和第4章是重点内容，主要是对两款参赛用的MCU芯片及开发环境进行详细的介绍。这两款芯片是MC9S12XS128和最新的Kinetis芯片，这一部分内容不但可以为参加智能车大赛的选手提供参考，也可以供学习这两款芯片的相关开发人员提供入门和提高的必要知识。本书针对两款MCU给出的应用例程，均为笔者亲自编写并经过验证。和一般单片机入门例程不同的是，本书的例程均围绕着智能车大赛的应用而给出，针对性较强。本书从第5章开始，从总体上论述了制作智能车的一般过程，主要包括准备工作、学习实验、制作测试、车辆调试等几个方面。其中，重点论述了机械调整，并分光电、摄像头、电磁三个组介绍了传感器的数据采集及处理的一般方法。最后对于智能车常用的PID控制算法给出了详细的介绍。第6章介绍了SD卡的相关知识，从实例出发讲述了基于SPI总线的SD卡，在智能车传感器信息大容量采集中的应用方法。本书给出的方法仅供参赛选手参考，目的为抛砖引玉，读者不必拘泥于本书所提出的几种处理方法。
编者有多年指导学生参加智能车竞赛的经验，亲眼目睹了一批批相关专业的学生通过做智能车热爱上自己的专业，进入相关行业，一步一步成为出色的工程师。因此对该比赛比较推崇。编者从教多年，发现很多相关专业的工科大四学生，不会画电路板，不会编程，对自己所学专业的了解仅仅停留在书本和考试的层面，其中不乏一些成绩优秀的学生。编者一直认为，实践是学习的最佳手段和最快途径。编者也一直秉承“做中学”的理念指导学生的课外科技活动。所谓“做中学”，顾名思义，不是从书上学习间接的经验，而是从实践活动中学习直接的经验，它涉及从经验中建构知识。“做中学”在这里面临两个问题，一个是做什么？一个是学什么？既然是“做中学”，就不应该采用传统的实验课，做一两个实验，验证一两个理论，老师安排好实验步骤，学生只是机械地照做并得出结论。要做，就应该做到“三真”，即真实项目，真实环境，真实压力。而智能车项目正是用来实践“做中学”理论的非常好的一个学生科技活动。
智能车项目集观赏性和趣味性于一体，且难度适中，这也正是通过做智能车将学生吸引到实验室来的重要原因。笔者发现，经过智能车项目训练的学生，和普通学生相比，分析问题和解决问题的能力、动手实践能力得到较大提高，且对专业知识的掌握和理解都强于普通学生。自2007年起，编者每年都担任智能车竞赛的指导教师，积累了丰富的经验。编者发现，入门难是将很多学生挡在智能车大赛门外的最主要原因。智能车项目牵涉专业知识较多，包括电子、自控、计算机、机械与汽车等。本书的目的就是将制作智能车所牵涉的各方面的知识有机地融合在一起，为参赛的学生提供入门和提高的指导，让入门难不再成为制作智能车的障碍。每年都会有很多新人怀着满腔热情来做智能车，但其中很多人很快就被耗光了热情和耐心，而选择了放弃。很多新人都不知道如何入手，总有些有劲无处使的感觉，觉得自己什么都不会，却又不知道从哪里入手，该干什么。
新人中存在的主要问题编者总结了以下几点：
1. 缺乏自信，有畏难情绪
作为新人，一切都是新的。没有设计过电路，没有接触过单片机，几乎什么都不会。有些新人听了两次课，看了两篇技术报告，就发现无数不懂不会的东西，于是热情在消退，信心在丧失，这些都是放弃的前兆。殊不知，高手都是从新人过来的，没有谁天生什么都会做。一件事件，如果还没开始做，就自己否定自己，认为自己做不到，那么肯定是做不到的。
2. 习惯了被动接受知识，丧失了主动学习的能力现在的学生大多从小习惯了被灌输知识，只学老师教的，只学老师考的。殊不知一旦走向社会，将不再有老师来教，不再有应付不完的考试。做智能车和传统的教学不同，学生将从被动学习的地位转变为主动学习。就算有指导老师，有指导的学长，但也都处于被动地位，往往都不会主动来教。有的学生一开始就没有转变思想，还希望就像实验课一样，老师安排好步骤1，2，3…，然后自己按照老师安排好的步骤按部就班地完成。这样的学生，往往都丧失了提出问题和分析问题的能力，只是一个应付考试的机器。要知道，解决问题的第一步是提出问题，如果总等着别人来教，那么问题永远会挡在你面前。
3. 缺乏团队精神和合作意识
智能车比赛是以团队的形式参赛，只依靠个人能力单兵作战就能取得好成绩的是很少很少的。当今社会，任何人的成功都离不开身后团队的支撑。智能车是一个很复杂的系统，电路、机械、传感器、单片机、底层驱动、控制算法……。如果所有的任务都由一个人去完成，固然锻炼了自己，但想做得很好却很不现实。很多新人，来到实验室，来到一个陌生的环境和团队，连向学长请教，和同学交流的勇气都没有，又如何融入团队呢？除了要主动融入团队，还要培养自己的团队意识。团队精神往往表现为一种责任感，如果团队遇到问题，每个人都只顾自己，出了错误，不想着解决问题，而是互相推诿埋怨。这样的团队，肯定是无法取得好成绩的。
4. 缺乏耐心和细心
其实把一件事做好很简单：细心加上耐心。不细心就想不到；没有耐心，即使想到了也做不到。做事怕麻烦，将就，说白了就是惰性在作祟。明明可以把支架做得更轻、更漂亮，明明可以把程序写得更简洁，明明可以把电路设计得更完善……其实，每个人都有很大潜力，如果不逼自己一次，你永远不知道自己的潜力有多大。如果放任惰性作祟，做事总是差不多就行，能将就就将就，那么成功会离你越来越远。
在做智能车之前，要做好以下几点：
1. 端正思想和态度
转变思想，做智能车是主动学习的工程，不要被动等待，不要总等着别人来安排，自己要主动调研、学习、主动去交流、请教。
2. 了解智能车
多上网了解智能车，多看几篇技术报告，从整体上了解智能车，对智能车形成总体的初步认识，也包括智能车比赛的规则。当然，也要多了解自己所在学校智能车的开展情况，选拔策略，支持方式等。
3. 组建或融入团队
如果学校里已经有了这样的学生团体，不如赶紧融入进去，并且要从身边寻找志同道合的同学来组建参赛团队。寻找搭档的原则应该是互补型的，如果自己打算编程，就应该找擅长且愿意做电路和机械的来组团。组建团队的过程中，高低年级搭配是一个不错的组合，老队员带新人会使得个人学习和实践的效率大大提高。
4. 其他
做智能车需要经费的支持，即使学校支持，往往也需要自己垫付。做智能车也需要一块固定的地方，能够铺设赛道。最好还要找一个很好的顾问，可能是自己的指导教师，也可能是高年级的学长，也可能是外校的老师和同学。一旦准备完毕，应该尽早开始，从开始到初步完成，一直到参数调校到最优，对于新人，没有半年时间是很难做到的，何况中间还可能不断改进，甚至推倒重来，而且做智能车过程中遇到的大部分问题，都是做之前无法预料的。无论如何，即使是摸着石头过河，也比原地踏步强。
最后，编者还有些感想对参赛的选手们说：做智能车的主要目的是为了锻炼自己，增强自己的动手能力和解决问题的能力，而不要过于看重成绩，成功的人毕竟是少数，而成才才是最重要的。作为一名教师，我想教育部组织这个竞赛的目的就是为了培养学生的动手和创新能力，作为学生，重要的是充分把握这个机会多学习，这是一个为数不多的机遇。做智能车和不做智能车的学生，毕业的时候在电路设计方面的能力，肯定不在一个档次上。所以，过程对每个队员来说都是非常重要而且有意义的，一定要充分把握。智能车制作过程花时间也很花钱，不过一般学校都给予支持，作为学生一定不要错过，除非你已经规划好整个大学生活。做智能车的队员肯定会把时间安排得滴水不漏，想必走过来的“难兄难弟”都深有体会吧。
还有，网上现成的模块很多，但直接拿来用的结果就是很多同学没有真正动手去做，没有真正体会，对学生来说不是一件好事。所以，大家还是尽量自己去找电路，自己搭建，这是一个真正动手的过程。当然，时间是有限的，除了必要的部分，尽量都自己做吧，如果担心时间不够，就早点开始。
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