K在智能车中的应用.pptx

Kinetis K10 在智能车中的应用 清华Freescale应用开发研究中心 于昊2011年12月Kinetis K10 在智能车中的应用 基本篇智能车的基本架构智能车的设计目标与需求K10与XS128智能车相关特性比较K10应用的注意事项 进阶篇K10的DMA控制器在CMOS读出中的应用K10的DSP功能的应用智能车的基本架构智能车的基本架构智能车的基本架构智能车的基本架构传感器 摄像头(CCD,CMOS)，光电管，电感线圈，码盘， 加速度传感器，陀螺仪……执行器 舵机，电机，激光管，底盘，车轮……人机交互设备 按键，旋钮，显示屏，SD卡，无线模块，串口， 调试器……智能车的设计目标完成比赛用时最短传感器看赛道更远看赛道更精确看赛道更详尽看赛道更稳定姿态测得更准确测量速度更快智能车的设计目标执行器驱动电机能力更强舵机响应更快与扭矩更大车轮抓地更好整车更轻重心位置更合理车身机械特性更好智能车的设计目标人机交互设备尽可能详尽的得到信息尽可能实时的得到信息尽可能快得传出信息尽可能方便的传入信息算法分析传感器信息，做出正确决定对控制器的需求RAM足够大CPU处理能力够强最好有非易失存储器读写外设模块尽可能快读写外设模块尽可能不占用CPU时间有一定的模拟量处理功能减小片外信号处理的要求K10与S12XS128比较K10(K10N512VLL100)XS128(MC9S12XS128MAA)封装LQFP100(14mm*14mm)QFP80(14mm*14mm)可用IO7059FLASH512kbyte128kbyteRAM128kbyte8kbyte非易失存储无8kbyte DflashCPU类型ARM Cortex-M4HCS12XCPU最大速度100M40M完整并行IOPTC0-15，PTD0-7PTA0-7，PTB0-7，PTT0-7K10与S12XS128比较K10(K10N512VLL100)XS128(MC9S12XS128MAA)UART62SPI31I2C20Input Capture输入捕捉Flex Timer模块，有硬件16bit计数器，至少8通道通过中断计数，8通道PWMFlex Timer模块，至少8通道16bit4通道16bitSD卡控制器有无外部中断所有IO都可触发中断部分IO可触发中断DMA控制器56个源，16通道无K10与S12XS128比较K10(K10N512VLL100)XS128(MC9S12XS128MAA)ADC通道数4组差分输入，24个单端8个单端输入ADC精度16bit12bitADC最大速度460ksps/16bit,818ksps/13bit415ksps/12bitADC特殊功能可编程增益的放大器(PGA)硬件平均功能(hardware average function)无DAC12bit/2通道无模拟比较器3通道无可编程基准电压输出单通道1.2V/6bit无K10与S12XS128比较K10(K10N512VLL100)XS128(MC9S12XS128MAA)开发环境CW10.1CW5.1调试器JTAGBDM用K10的注意事项K10供电是1.7V-3.6V很多外设是5V供电K10的IO是可以耐受5V电压的，因此5V的外设输出高电平信号，K10是能正常接收不出问题的。K10在3.3V下低电平输入上阈是1.16V，XS128在5V下低电平输入上阈是1.75V，标准TTL输出低电平上限是0.4V，5V供电的CMOS输出低电平上限0.5V。5V外设输出低电平到K10时可能会有问题，在有噪声时相对更容易误触发。用K10的注意事项如果有问题可以通过电阻分压来简单解决。用K10的注意事项同理，K10向5V外设输出低电平信号是没有问题的，高电平可能会出现问题。在3.3V下K10输出高电平下限是2.8V，在5V下的XS128输出高电平下限是4.2V，标准TTL输入高电平下阈是2V，5V供电的CMOS输入高电平下阈是3.5V。K10和TTL电平的外设通信只会遇到噪声的问题，与CMOS电平的外设就没法通信了，必须进行电平转换。用K10的注意事项可以用三极管进行简单的电平转换。用K10的注意事项在高速信号或者双向传输情况下要使用专用的电平转换芯片，如MAX3373，转RS232的话可用MAX3232.DMA控制器在CMOS图像读出中的应用实验对象是基于ov7620芯片设计的数字摄像头hq7620，为1/3英寸CMOS摄像头，像素为640×480像素，输出8位图像信号，帧速率为60fps，并提供场同步、行同步以及像素时钟等多路同步信号。DMA控制器在CMOS图像读出中的应用信号波形DMA控制器在CMOS图像读出中的应用其中帧同步信号为60Hz，宽度。每一周期有240个行同步信号。行同步信号正频宽47