基于STM32 智能抓物小车的设计 电子设计II课程报告

ThisexperimentmainlyanalyzedthegraspingobjectintSTM32F103design.ThecoThistestusestheSTM32F103microprusingPWMtechnology,trackingmoduleanddetection,obstacleavoidancemoduleforobstacledetectionandavoidancfunctionofthesysteThecarismoving,obstacleavoidanceprocedurespriortotrackingprogram,cartrackingfunctionwithinfrareddetectioncircuit.Thenusecolorgrab.OnthebasisofthehardwaredesignisproposedtorealizesimpleintelligentcartrackingandobstacleavoidancefcontrolprogramiscompileddownloadtheprogramusKeywords:STM32;infrareddetection;ultrasonico 01.1研究意义概况 01.2研究思路 0 2.1中央处理模块 1 2 5 52.2.1避障模块器件结构及其原理 6 7 2.3.1循迹模块结构及其原理 8 3.1程序仿真 3.2程序下载 3.3实物展示 第四章总结 第一章绪论1.1研究意义概况国外研究概况：上世纪50年代初，国外就有智能车辆的研究，从90年代开始，智能车辆的研究就进入了系统化、大规模的研究阶段。尤其突出的是美国卡内基-梅陇大学机器人研究所已经完成了Navlab系列的自主车辆的研究，这一研究成果代表了国外80年代，而且现在大部分还是使用入门级别的51单片机进行设计与研究的，为了弥补1.2研究思路结构如图1.1所示：采样采样模块组成，系统总体框架如图2.1所示：甲车红外探测红外探测距模块我们本节主要任务是了解各个模块的功能，掌握各个模块所使用的器件的使用方2.1中央处理模块此结构是用来满足日渐复杂的不同性能要求的软件设计，根据所面向的领域，Cortex系列可以分为A、R、M三个分工明确的系列。Stm32处理器的出现为微控制系统、工内核开发项目一个主要合作方。2007年6月11日由ST公司率先推出的基于Cortex-M3Mirco的首字母缩写，专门面向低成本的微控制领域开发研究。因此，Cortex-M3器是由ARM公司设计的首款基于ARMv7-M体系结构的32位标准处理器，它不仅具有低设定在72MHZ,其带有更多片内RAM和更丰富的外设资源。这两个系列的产品在软件和引脚封装方面具有兼容性，并且拥有相同的片内Flash资源，使软件频率设定在72MHz,高达128K字节的内置Flash存储器和20K字节的SRAM,方便程序套向量中断控制器桥RTC:实时时钟PDR:断电复位电源控制1.8V调压器-40-+85℃或高达105℃工作调制解调器控高速总线控制器(最高桥图2.2内部结构图2个基本定时器，4个通用定时器，2个高级定时器，3个SPI,2112个通用1/0口。 AADCIp05C_Np主要电路原理图的设计及功能如下所示：1.系统时钟电路系统时钟电路主要作用是提供节拍，就相当于人类的心脏跳动，随着心脏的跳动，血液就会到达全身部位，所以系统时钟的重要性就不言而喻啦。系统时钟的电路设计如图2.4所示：a1F8C_oUT00图2.4系统时钟电路图在时钟电路中，我们选用8M的晶振。2.复位电路复位电路的设计如图2.5所示：本次试验所采用的开发板为低电平复位。如图所示，当按键悬空时RST输入为高电NCNC2NCK685图2.6JAG电路原理图JTAG的主要功能是使目标文件烧到核处理器中。4.启动模式电路启动模式电路原理图如图2.7所示：图2.7启动模式电路原理图启动模式选择引脚启动模式说明主闪存存主闪存存储器被选为启动区域系统存储系统存储器被选为启动区器域11内置内置SRAM被选为启动区域2.1.3stm32软件设计的基本思路我们在单片机C51中，同样，我们在stmM32的开发中过程中，我们同样可以对寄存器固件库将那些寄存器的底层操作都封装起来，提供一整套A面通过控制BRR寄存器来控制电平的变化，官方库封VoidGP10_ResetBits(GP10_TypeDe}(x可以是A,B,C,D,E…比如GP10_A就是端口A)2.2避障模块设计们使用的是HC-SR04超声波检测，超声波由于具有检测能力强，传播路径宽，决定使用HC-SR04器件。在使用HC-SR04模块进行超声波测距的同时，我们可以使用舵机进行辅助。舵机的回响信号输出循环发出8个40KHtz脉冲量结果不准确。舵机在避障模块的主要作用前面已经提到，本节主要讲解舵机的工作特性。舵机的实物图如图2.19所示：舵机的工作工作原理是stm32微处理器发出数据给舵机，舵机内部有一个基准电路，它会产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号，它将微处理器传输的直流偏置电压与电位器的电压数据进行比较，获得电压差输出。经由电路板上的IC判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回反馈信号。舵机的转动角度与stm32所提供的PWM信号相关。标准信号PWM周期为20ms,理论上来讲脉宽为1~2ms,实际我们的脉宽为0.5~2.5ms,脉宽与所转的角度一一对应。角度与脉宽的对应图如图2.20所示：O图2.20舵机角度与脉宽对应图2.2.2HC-SRO4模块硬件电路设计超声波模块硬件原理图如下图所示：感应到黑迹在什么地方，然后让小车的中央处理单元驱动硬件电路完成相应的行为动红外探测器(IR)是由红外发射管、红外接收管和部分电路组成。要做到4路循迹，需要使用4个独立的红外探测器器件。我们使用的IR5是一个集成模块，这个集成模块由5个红外探测器组成。其中中间的1个IR探测器在本实验中并未使用。红外循迹模块实物图如图2.27所示：图2.28IR探测器电路原理图UR02.3.2循迹模块电路设计IR5探测器的集成模块的电路原理图如图2.30所示：第三章软件调试及实物展示k_m2m君隔3.2程序下载3.3实物展示第四章总结于软件测试，我们使用IAR软件进行程序仿真，验证了系统的稳定性和实用性。间为T,小车的转弯时的速度为V,我们要保证小车转弯的路程不超过额定值S,那么就参考文献[1]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京：清华大学出版社，2003-02-01[2]姚文详，宋岩.ARMCortex-M3权威指南[M].北京：北京