【正文】 /*********************************************END OF FILE**********************/ 延時(shí)函數(shù) include include include /* ********************************************************************************************************* * CONSTANTS ********************************************************************************************************* */ static u8 fac_us = 0。 GPIO_Init(GPIOA, amp。 RCCAPB2ENR |= 1 2。 0X3F。 TIM2CR1 |= 0x01。 GPIOAODR |= 0 1。 delay_us(10)。 } //右邊電機(jī)停止 void Right_motor_stop() { //delay_ms(20)。 //右邊電機(jī) MB 前進(jìn) } //左邊電機(jī)正轉(zhuǎn) ,前進(jìn) void Left_motor_go() { //delay_ms(20)。= 0XFFFFF0FF。 //PA4 輸出 //GPIOBCRL amp。增加通信功能 ,與 GPS 定位系統(tǒng)相結(jié)合對小車進(jìn)行導(dǎo)航 ,使避障系統(tǒng)知道在哪兒、去哪兒、怎樣去 。 圖 42 經(jīng)過檢驗(yàn) ,超聲波能準(zhǔn)確地測出與障礙物的距離 .超聲比與障礙物的距離如下圖所示 圖 43 L298N 驅(qū)動(dòng)模塊 調(diào)試 L298N 的引腳較多，使用的鋰電池是 18650 三節(jié)， L298N的 12V 連到電源的正極， GND 連到電源負(fù)極 .PC1,2,3,4,5,6 分別連上 L298N 的 IN1,IN2,IN3,IN4 ENA ENB. 硬件調(diào)試 通過系統(tǒng)的調(diào)試，我們可以學(xué)到更多的知識(shí)，我們也可以發(fā)現(xiàn)仿真和實(shí)物調(diào)試不同的地方。 表 2 引腳 功能 15 SEN SEN2 分別為兩個(gè) H 橋的電流反饋腳，不用時(shí)可以接地 3 1Y 1Y2 輸出端，與對應(yīng)輸入端（ IN IN2）同邏輯 4 VS 驅(qū)動(dòng)電壓，最小值需比輸入的低電平電壓高 7 IN IN2 輸入端， TTL 電平兼容 11 EN EN2 使能端，低電平禁止輸出 8 GND 地 9 VSS 邏輯電源， ~7V 12 IN IN4 輸入端， TTL 電平兼容 1 14 2Y 2Y2 輸出端，與對應(yīng)輸入端（ IN IN4）同邏輯 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行， I/O 端口狀態(tài)與電機(jī)制動(dòng)對照表，如下 表 3 IN1 IN2 IN3 IN4 ENA ENB 轉(zhuǎn)速 1 0 1 0 1 1 正轉(zhuǎn) 0 1 0 1 1 1 反轉(zhuǎn) 1 1 1 1 1 1 停止 0 0 0 0 1 1 停止 X X X X 0 0 停止 超聲 波測距模塊 HCSR04 首先利用單片機(jī)輸出一個(gè) 40kHz的觸發(fā)信號(hào)，把觸發(fā)信號(hào)通過 TRIG管腳輸入到超聲波測距模塊，再由超聲波測距模塊的發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)單片機(jī)通過軟件開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物返回，超聲波測距模塊的接收器收到反射波后通過產(chǎn)生一個(gè)回應(yīng)信號(hào)并通過 ECHO 腳反饋給單片機(jī)，此時(shí)單片機(jī)就立即停止計(jì)時(shí)。 由于 NRST 為低電平有效，利用電容電壓不會(huì)突變的性質(zhì)。 0UT1,0UT2 接左側(cè)兩個(gè)相互并聯(lián)的電動(dòng)機(jī) ,0UT3,0UT4 接右側(cè)兩個(gè)相互并聯(lián)的電動(dòng)機(jī)。 我國移動(dòng)機(jī)器人的研究起步較晚 ,大約于 20 世紀(jì) 70 年代末、 80 年代初開始。 第二階段 從80 年代中后期開始，世界主要發(fā)達(dá)國家對智能車輛開展了卓有成效的研究。專家對各地交通事故統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明各地交通事故普遍是由于駕駛員在危急情況發(fā)生時(shí)反應(yīng)不及時(shí)所造成。本系統(tǒng)可設(shè)置最小安全距離，也可調(diào)節(jié)小車運(yùn)行速度，當(dāng)小車與障礙物距離小于安全距離時(shí)，通過 CORTEXM3 嵌入式系統(tǒng) 控制小車會(huì)自動(dòng)向 左 轉(zhuǎn)彎逼開障礙物，之后繼續(xù)直線前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)智能避障。從此 ,在全世界拉 了全面研究機(jī)器人的序幕 ,如 darpa 的“戰(zhàn)略計(jì)算機(jī)”計(jì)劃中自主地面車輛計(jì)劃 (19831990)。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)楚天學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 導(dǎo)盲機(jī)器人是非常有效的輔助盲人步行的工具 [1],目前大致可分為這幾類 :電子式導(dǎo)盲器、穿戴式導(dǎo)盲器、引導(dǎo)式手杖、手機(jī)語音導(dǎo)盲等 ,移動(dòng)式導(dǎo)盲機(jī)器人 ,美國北卡羅萊州立大學(xué)研制了一種電子導(dǎo)盲犬有一套綜合探測系統(tǒng) ,通過對探測信號(hào) 的綜合處理 ,能將危險(xiǎn)提示給盲人 ,也能給盲人指明方向和前進(jìn)的路線 ,但它不能上下樓梯。 (2)CORTEXM3 主控制模塊 此模塊是小車最重要的部分，它控制著超聲波測距模塊、電機(jī)控制模塊的工作。 當(dāng)用 JTAG 供電時(shí)，通過 電容濾波對瞬態(tài)電流的限制，使用 LM1117 為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的 電源。 圖 34 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) L298N 智能避障小車 采用直流電機(jī)作為控制的載體，通過其正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車的前幾或后退，采用了直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 來驅(qū)動(dòng)，引腳連接如圖 所示。 串口的調(diào)試 首先根據(jù)電路圖將顯示模塊焊好， 然后把 GPIO 的 PA9 和 PA10 進(jìn)行復(fù)用 ,再用萬用表檢查電路是否出現(xiàn)短路。各模塊調(diào)試完畢后開始總系統(tǒng)整合過程，整合的過程中遇到了一些問題，各個(gè)模塊之間的組合還需修改才能正常運(yùn)行，在 吳 老師的幫助下并且自己查閱了大量相關(guān)資料后，最終完成了對系統(tǒng)的修改工作。= 0XFFFF0FFF。 //PB4 清除之前設(shè)置 //GPIOBCRL |= 0X00030000。 //PC5 輸出 GPIOCCRL amp。 ENA=1。 u16 TIM2CH2_CAPTURE_VAL。 } void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc) { RCCAPB1ENR |= 1 0。 TIM2CCMR1 |= 0 10。 } } if(tsr amp。 //標(biāo)記捕獲到了上升沿 TIM2CNT = 0。 = GPIO_Speed_50MHz。 } ///重定向 c庫函數(shù) printf 到 USART1 int fputc(int ch, FILE *f) { /* 發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到 USART1 */ USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch)。 } while(temp amp。 (1 16)))。 } while(temp amp。 SysTickLOAD = (u32)nms*fac_ms。 = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx。 USART_InitTypeDef USART_InitStructure。= ~(1 5)。 0X40) //捕獲到高電平 { if((TIM2CH2_CAPTURE_STA amp。 // TIM2CCER |= 1 0。 TIM1DIER |= 1 0。 //左邊電機(jī) MA前進(jìn) , Right_motor_stop()。 IN4 = 0。 //PC4 清除之前設(shè)置 GPIOCCRL |= 0X00030000。= 0XFFFF0FFF。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)楚天學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 附錄 電機(jī)模塊程序 include include include void GPIO_Config() { // RCCAPB2ENR |= 12。 5 系統(tǒng)結(jié)果分析與展望 接到課題后，按照老師的安排，合理的分配了自己的時(shí)間，在設(shè)計(jì)開始前，首先是查閱反復(fù)資料，根據(jù)課題的基本要求，弄清了所做課題的基本方向，有了一些大概的可行思路，明確了一些所需的基本元件，然后繼續(xù)查閱資料，對比各種方案的優(yōu)劣，了各種器件的基本功能及實(shí)現(xiàn)的條件，按老師的時(shí)間安排先完成開題報(bào)告，對論文的安排有了一個(gè)初步的框架，也有了一個(gè)確定的方案，在這個(gè)框架的基礎(chǔ)上，就本課題相關(guān)內(nèi)容查閱大量資料，了解各種芯片的控制程序的編輯， 初步確定本課題研究重點(diǎn)分三部分： 超聲波測距模塊 ,主控部分和 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 。使 用 C語言編寫的源程序單片機(jī)是不能夠直接使用的，所以需要通過 Keil軟件對該程序進(jìn)行編譯，最后生成 .hex 文件下載到單片機(jī)中，單片機(jī)才能直接執(zhí)行。 JTAG 模塊 Cortex— M3 內(nèi)核集成 SWD/JTAG 調(diào)試接口，這里采用標(biāo)準(zhǔn) 20 腳 JTAG 調(diào)試接口。 在無障礙物的環(huán)境下，小車 能夠直行，當(dāng)超聲波傳感器測到的距離小于一個(gè)安全值的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而能夠改變小車的運(yùn)行方向，避開障礙物，繼續(xù)前行。本系統(tǒng)可設(shè)置最小安全距離，也可調(diào)節(jié)小車運(yùn)行速度，當(dāng)小車與障礙物距離小于安全距離時(shí)， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)，改變小車的方向，從而達(dá)到智能避障的效果。其有輪式和帶式移動(dòng)方式能上下樓梯、爬坡越溝。他們需要社會(huì)給予更多的關(guān)懷和照顧 ,使他們能夠更好的獨(dú)立生活。本系統(tǒng)主要體現(xiàn)多功能小車的智能避障模式，當(dāng)小車與障礙物距離小于安全距離時(shí)，通過單片機(jī)控制小車會(huì)自動(dòng)向右轉(zhuǎn)彎逼開障礙物，之后繼續(xù)直線前進(jìn)。 智能避障 是指汽車 的超聲波傳感器采集的距離數(shù)據(jù)小于一個(gè)安全值時(shí)，能夠智能的避開汽車周圍的障礙物或汽車， 在與障礙物碰撞前發(fā)出警報(bào)提醒駕駛員注意減速或制動(dòng)，使駕駛員能夠及時(shí)的采取應(yīng)急措施，從而達(dá)到事先預(yù)防避免或減少事故發(fā)生。第三階段 從 90 年代開始，智能車輛進(jìn)入了深入、系統(tǒng)、大規(guī)模研究階段。中科院沈卩丨jf:丨動(dòng)化研究所研制的基于非結(jié)構(gòu)環(huán)境移動(dòng)機(jī)器人能夠在復(fù)雜多變的環(huán)境中使用。直流電機(jī)狀態(tài)表如下所示 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)楚天學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 表一 2 系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 經(jīng)過設(shè)計(jì)超聲波智能避障小車能夠?qū)崿F(xiàn)基本功能，即近距離遇到障礙物自主繞行，不會(huì)撞擊到障礙物。 STM32 開發(fā)板使用 8MHz 外接晶振為系統(tǒng)提供精確的系統(tǒng)時(shí)鐘參考 。Keil 集成開發(fā)環(huán)境是一個(gè)基于 Windows 的軟件開發(fā)平臺(tái)，它支持多個(gè)公司生產(chǎn)的芯片，內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成工程建立和管理、編譯、鏈接、目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真和硬件仿真的開發(fā)流程。整個(gè)調(diào)試過程需要硬件和軟件結(jié)合起來調(diào)試，要仔細(xì)檢查電路，認(rèn)真思考程序。 轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年的生活也將畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)，我們也將離開這個(gè)生活了四年的校園，對于即將進(jìn)入社會(huì)的我們，外面的一切都充滿的誘惑，回憶這四年的大學(xué)生活，自己也感觸頗多。= 0XFFFFF0FF。 //PC3 清除之前設(shè)置 GPIOCCRL |= 0X00003000。 } //右邊電機(jī)正轉(zhuǎn) ,前進(jìn) void Right_motor_go() { //delay_ms(20)。 IN4 = 0。 } void Timer1_Init(u16 arr,u16 psc) { RCCAPB2ENR |= 1 11。 // TIM2CCMR1 |= 0 4。 if((TIM2CH2_CAPTURE_STA amp。 printf(High:%lf cm\r\n,high)。 GPIOAODR |= 0 0。 = USART_StopBits_1。 /* bit2 清空 ,選擇外部時(shí)鐘 HCLK/8 */ fac_us = SYSCLK / 8。 /* 時(shí)間加載 */ SysTickVAL = 0x00。 /* 清空計(jì)數(shù)器 */ } 位擴(kuò)展程序 define BITBAND(addr,bitnum)((addramp。 !(temp amp。 } ///重定向 c庫函數(shù) scanf 到 USART1 int f