STM32尋跡小車詳細設(shè)計

1、STM32尋跡小車詳細設(shè)計西安郵電大學(xué)版本信息版本日期描述作者1.02016-2-XXX詳細設(shè)計ZXX封面版本信息必須與本頁最后版本保持一致。目 錄1、概述42、 功能描述43、 詳細設(shè)計43.1 子模塊功能介紹43.1.1 主控模塊43.1.2 路面黑線檢測模塊43.1.3 電機驅(qū)動模塊43.1.4 電源模塊43.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計41、概述 智能車輛作為智能交通系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是許多高新技術(shù)綜合集成的載體。它體現(xiàn)了車輛工程、人工智能、自動控制及計算機技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，是未來汽車發(fā)展的趨勢。 我們組基于STM32F103芯片為控制核心，附以紅外傳感器采集外界信息的智尋能跡小車，充分利用

2、該芯片的高速運算、處理能力，來實現(xiàn)小車自動識別線路按跡行走。2、 功能描述實現(xiàn)功能1：實現(xiàn)小車能夠沿著地面上貼的黑色膠帶行走。2：了解紅外發(fā)射與接收技術(shù)，有力體現(xiàn):智能尋跡功能3：了解直流電機驅(qū)動原理，掌握電機驅(qū)動技術(shù)；拓展功能1：添加前置紅外，能進行避障；2：添加超聲波測距傳感器，可以進行房間地圖掃描3：添加藍牙或Wi-Fi模塊，能實現(xiàn)與pc的通信4：添加語音控制等。5：在以后中可以添加攝像頭，拍攝視頻。3、 詳細設(shè)計本系統(tǒng)由4個模塊組成：主控模塊、路面黑線檢測模塊、電機驅(qū)動模塊、電源電路設(shè)計。系統(tǒng)頂層結(jié)構(gòu)如圖所示：直流電機L298N電機驅(qū)動 電源模塊STM32F103路面黑線檢測模塊整個電

3、路系統(tǒng)分為檢測、控制、驅(qū)動三個模塊。首先利用光電對管對路面信號進行檢測，經(jīng)過比較器處理之后，送給軟件控制模塊進行實時控制，輸出相應(yīng)的信號給驅(qū)動芯片驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，從而控制整個小車的運動。系統(tǒng)方案方框圖如圖所示。 3.1 子模塊功能介紹3.1.1 主控模塊 主控模塊主要是用于控制電機的運動，黑線的檢測。我們采用STM32作為控制器，其性能優(yōu)良，移植性好，提高了對直流電機的控制效率，并對控制系統(tǒng)進行了模塊化設(shè)計，有利于智能小車的功能擴展和升級。3.1.2 路面黑線檢測模塊路面黑線檢測模塊由多對紅外收發(fā)管組成，通過檢測接收到的反射光強，判斷黑白線。原理圖由紅外對管和電壓比較器兩部分組成，紅外對管輸出的

4、模擬電壓通過電壓比較器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平輸出到單片機。紅外傳感器原理圖3.1.3 電機驅(qū)動模塊采用雙H橋驅(qū)動芯片L298。其內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路，可以方便的驅(qū)動兩個直流電機，或一個兩相步進電機。控制芯片的驅(qū)動使能端就可以控制驅(qū)動電機的速度。L298芯片采用3V(VSS)與5V(VS)直流供電，ENA和ENB分別產(chǎn)生PWM1和PWM2兩路PWM波輸出，IN1-IN4分別用PC8-PC11實現(xiàn)IO輸出控制電機轉(zhuǎn)動方向。電機驅(qū)動原理圖小車運動狀態(tài)通過電機A和B的不同方向轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)，電機有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止3種狀態(tài)，每個電機由一對IO口進行控制。下圖是IO端口狀態(tài)與電機制動對照表。I/O端口狀態(tài)與電機制動對照表3.1.4 電源模塊電源分配電路中，所用的電池是兩節(jié)3.7V的干電池，用來給STM32開發(fā)板供電，紅外傳感器檢測電路采用5V，電機驅(qū)動采用3.3V和5V供電。3.2 系統(tǒng)軟件