MK60单片机在智能车系统中的运用

陈楚童

摘要：本文以第十三届全国大学生智能车竞赛暨“恩智浦杯”为背景，介绍了以 32 位单片机MK60 作为核心控制器的智能车控制系统。整个系统涉及车模的机械结构调整、硬件电路设计及信号处理、控制算法和策略优化等多个方面。我将通过对智能车的介绍，带大家开启对MK60 单片机的了解。

关键词：MK60 单片机;智能车;控制系统

1 MK60 单片机结构组成及功能介绍

MK60 单片机控制器具有 IEEE 1558 以太网，全速和高速 USB 2.0 On-The-Go 带设备充电探测、硬件加密以及防篡改能力，具有丰富的模拟、通信、定时和控制外设，从 100LQFP 封装 256KB 闪存开始，可扩展到 256MAPBGA 1MB 内存。大内存的 MK60 还提供可选的单精度浮点单元、NAND 闪存控制器和 DRAM 控制器。

MK60 单片机外部有 144 个引脚和一个数据接收端口，其中 144 个引脚中电源类引脚、复位引脚、JTAG 写入引脚、RTC 模块引脚和晶振引脚五大类。复位引脚 RESET 是一个专用引脚，内部含有上拉电阻，空闲状态为高电平，低电平迫使芯片复位。在写入器电路中，该引脚被连接到标准 10 芯 JTAG 接口，以便写入器可以使 MCU 复位。

MK60 单片机内部有电源电路（含有稳压模块，将电压变成3.3V 额定电压供单片机使用）、时钟电路（对上电、关闭进行监控测量）、复位电路（使芯片复位）和 JTAG 接口电路（通过JTAG 接口实现程序的下载和调试功能）。四部分各有其功能，并相互配合完成功能任务，实现单片机独立自主的运作。

MK60 单片机主要功能有程序的下载调试，并且运行程序，通过 I/O 口发出控制信号，驱动控制电路，实现对电机等设备的控制。同时，mk60 还可以充当微型计算机，参与智能系统的设计，从而进一步实现独立的功能，如：机器人控制系统、智能车控制系统等。在日常生活及工业化生产中起到了很大作用。

2 MK60 单片机在智能车控制系统中的运用

首先，本系统所采用的以 MK60DN512VLQ10 为核心的单片机是基于 ARM? CortexTM-M4 具有超强可扩展性的低功耗、混合信号微控制器。第一阶段产品由五个微控制器系列组成，包含超过两百种器件，在引脚、外设和软件上可兼容。每个系列提供了不同的性能，存储器和外设特性。通过通用外设、存储器映射和封装的一致性来实现系列内和各系列间的便捷移植。

Kinetis 微控制器基于 NXP 創新的 90 纳米薄膜存储器（TFS）闪存技术，具有独特的 Flex 存储器（可配置的内嵌 EEPROM）。Kinetis 微控制器系列融合了最新的低功耗革新技术，具有高性能、高精度的混合信号能力，宽广的互连性，人机接口和安全外设。NXP 公司以及其他大量的 ARM 第三方应用商提供对 Kinetis 微控制器的应用支持。其基本特性为：

为满足需求，主板上设计有蓝牙接口、ADC 接口、舵机接口、干簧管接口、OLED 接口、编码器接口、驱动电路接口、按键、EEPROM 模块、电源模块等部分，方便与其他电路部分相连接，使主控核心控制板更加简洁易用。

主控核心板电路原理图如图所示。

主板基于 MK60 单片机，开发出各项功能并允以投入使用。利用单片机 I/O 口，接收和发出信号，控制电机转动速度。并且通过编码器返回值进行二次调节，以达到能够平稳运行，有控制的快、慢变化。同时接收传感器测得的数据，经 A/D 转换，传输到 CPU 进行运算，然后根据程序执行。从而构成一整个控制系统。

3 MK60 单片机发展前景

单片机最为最常见的微型计算机，凭借其良好的稳定性、低廉的价格优势和简单易于上手的优点而被广泛使用于生活、学习和生产之中。由于简单易于上手，成为许多院校自动控制专业和电子信息专业的基础专业课程。其强大的功能，支撑起学生们的教学要求。可以制作常见的检测系统，自动控制系统，电机驱动系统等。还可以通过连接不同的外设实现更加丰富的功能，比如制作平衡机器人，工程机械臂，智能汽车等等。而在日常生活中，其运用就更为普遍。举一个最常见的例子，街边的红路灯，就是由单片机控制。在工业生产中，单片机运动就有所受限。主要原因是因为单片机的输出能力远不及 PLC 等自动控制器件。所以不能得到广泛使用。

在未来的发展中，单片机可以通过改变其基础机构，加大其负载能力，便可以有更加出色的表现。也有机会能够继续出现在更多、更加重要的场合，参与更多电气控制的工作项目。也可以在自动控制的舞台上继续发光。

4 总结

本文结合了 MK60 单片机在“恩智浦”智能车大赛中的实际运用展开讨论。分析了 MK60 的主要优势和它在其中所扮演角色的重要性，由此可见 MK60 是一款功能十分强大的微型计算机芯片，他的功能和控制效果让它能够胜任众多工作的需求。

参考文献：

[1] 王威.HCS12微控制器原理及应用[M].北京航空航天大学出版社，2007.

[2] 张鑫.单片机原理及应用[M].电子工业出版社，2005.

[3] 卓晴.学做智能车--挑战飞思卡尔杯[M].北京航空航天大学出版社，2007.

（作者单位：江苏师范大学科文学院）