【正文】 //TIM5 中斷 = 1。 //配置輸入分頻 ,不分頻 = 0x00。 //根據(jù) TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù) 初始化 TIMx 的時(shí)間基數(shù)單位 //初始化 TIM5 輸入捕獲參數(shù) = TIM_Channel_1。 //預(yù)分頻器 = TIM_CKD_DIV1。GPIO_InitStructure)。 //使能 TIM5 時(shí)鐘 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的這三個(gè)月，我不僅收獲了知識、能力，也深刻的體會(huì)到了師情和友情的珍貴，這段時(shí)光將成為我人生中少有的美好回憶，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索，我會(huì)以此激勵(lì)自己繼續(xù)努力，爭取使自己的人生對社會(huì)產(chǎn)生些許積極的價(jià)值！ 參考文獻(xiàn) [1] 杜春雷 .ARM 體系結(jié)構(gòu)與編程 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 20200201 基于 stm32 的智能小車設(shè)計(jì) 43 [2] 姚文詳，宋巖 .ARM CortexM3 權(quán)威指南 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 202007 [3] 范書瑞 .CortexM3 嵌入式處理器原理與應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社，20200101 [4] 李寧 .基于 MDK 的 STM32 處理器開發(fā)應(yīng)用 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020:1260. [5] 劉軍，張洋 .原子教你玩 STM32[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20200501 [6] 彭剛，秦志強(qiáng) .基于 ARM CortexM3 的 STM32 系列 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 202001 [7] 張自強(qiáng)，晏英俊 .基于 stm32 的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) [J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，202012， 13（ 6） :5961 [8] 周柱，孟文，田環(huán)宇 .基于 stm32 智能小車設(shè)計(jì) [J].技術(shù)與市場， 202006，18（ 6） :12 [9] 李亞巨，樊東 .基于 stm32f103zet6 的智能小車的制作 [J].電子制作，202011，（ 19） :5253 [10] 趙志昊 .智能小車的制作 [J].科技傳播， 202011，（ 21） :202203 [11] 李婕 .基于 STM32 的智能小車的制無線視頻監(jiān)控智能小車設(shè)計(jì) [D].蘭州：蘭州理工大學(xué)出版社， 20204:156 附錄 附錄 1 基于 stm32 的智能小車設(shè)計(jì) 44 void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure。 當(dāng)然以上所有成績的取得都離不開老師和同學(xué)的幫助。在本次試驗(yàn)中，器件的物理尺寸限制了小車轉(zhuǎn)彎靈敏度的最大值，所以本實(shí)驗(yàn)的循跡模塊不是很理想，但是只要我們采用上述的兩種方法，一定可以提高循跡模塊的執(zhí)行效率。 因此，我們可以通過減少小車車輪基于 stm32 的智能小車設(shè)計(jì) 41 的直徑大小來解決此問題。 在保證小車速度適當(dāng)?shù)那闆r下，我們只有減少小車的轉(zhuǎn)彎時(shí)間來完成相應(yīng)的行為動(dòng)作，即提高小車的轉(zhuǎn)彎靈敏度。在本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，由于循跡探頭的安裝距離小車車輪很近，當(dāng)循跡探頭采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)?CPU時(shí)，小車已經(jīng)向前行駛了一段時(shí)間。在硬件設(shè)計(jì)方案中包括對各個(gè)硬件電路所采用的器件進(jìn)行分析和對硬件電路的設(shè)計(jì)分析，從而決定器件的使用方案， 以及硬件電路圖的設(shè)計(jì)。整個(gè)智能小車系統(tǒng)以 stm32 微處理器為核心，外圍電路包括避障電路、循跡電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等，這些外圍電路通過 stm32 微處理器結(jié)合起來，使得各個(gè)模塊在保證工作準(zhǔn)確性的同時(shí)，提高了小車的智能化。因此我們只能通過對硬件進(jìn)行測試，來完成對整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的考核。} //清除 LINE2 上的中斷標(biāo)志位 基于 stm32 的智能小車設(shè)計(jì) 36 上文提到了各個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)及其程序設(shè)計(jì)，本章就根據(jù)各個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的編程。因此我們采用中斷的方式進(jìn)行循跡，因?yàn)椴捎玫氖?4 路循跡，所以我們需要 4個(gè)管腳與其一一對應(yīng)，對應(yīng)關(guān)系如下表： 表 23管腳與紅外探測器位置對應(yīng)關(guān)系表 管腳名稱 紅外探測器位置 PE1 左 PE2 最左 PE3 右 PE4 最右 在配置好管腳與紅外位置關(guān)系之后，我們就需要進(jìn)行中斷初始化，中斷程序上文 節(jié)中已經(jīng)講過，我們在這里就不做介紹。 R4 正反饋的引入，不僅提高了電路的處理速度，而且可以免除由于寄生電路耦合而產(chǎn)生的自己震蕩。同理，在“ +”端電壓小于“ —”端電壓時(shí)， LM339 輸出端電壓飽和使 IR 探測器輸出為低電壓。紅外循跡模塊實(shí)物圖如圖 所示： 圖 紅外模塊正反面 基于 stm32 的智能小車設(shè)計(jì) 32 本實(shí)驗(yàn) 使用的 IR5 集成模塊是由 5 個(gè)相同的 IR 探測器電路組成的，所以我們只需要了解一個(gè) IR 探測器的工作原理即可。 循跡模塊結(jié)構(gòu)及其原理 紅外探測器（ IR）是由紅外發(fā)射管、紅外接收管和部分電路組成。要想使小車沿著黑帶運(yùn)動(dòng)，必須使小車感應(yīng)到黑跡在什么地方，然后讓小車的中央處理單元驅(qū)動(dòng)硬件電路完成相應(yīng)的行為動(dòng)作。 flag=0。} if(flag=3) {flag=0。 rotate_Left()。 TIM_SetCompare2(TIM3,250)。flag++。//溢出時(shí)間總和 temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL。 //CC1P=1 設(shè)置為下降沿捕獲 }}} 對采集的時(shí)間 t進(jìn)行處理，判斷前方是否有障礙 我們 對采集時(shí)間 t 的處理也是在 TIM5 的中斷服務(wù)函數(shù)中的，我們根據(jù) 因測量距離 =（高電平持續(xù)時(shí)間 t*340m/s） /2，得出只要高電平持續(xù)時(shí)間t1500us,距離就小于 25cm，就會(huì)判定前方有障礙，其詳細(xì)代碼如下： if(TIM5CH1_CAPTURE_STAamp。 //清空 TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0。0X40) //捕獲到一個(gè)下降沿 { TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80。0X3F)==0X3F)//高電平太長了 { TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80。 ? 使能定時(shí)器 TIM_Cmd(TIM5,ENABLE )。 = 0。 ? 設(shè)置 TIM5 的 DIER 寄存器，使能捕獲和更新中斷功能。 = TIM_ICPSC_DIV1。 ? 設(shè)置 TIM5 的輸入比較參數(shù)，開啟捕獲模式。 =TIM_CKD_DIV1。 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE)。 其次，我們再看看 DMA/中斷使能寄存器（ TIM5_DIER），因?yàn)槲覀兪褂玫氖峭ǖ?CH1，所以我們僅介紹控制通道 CH1 的位，如下圖所示： 圖 TIMx_DIER 各位描述 通過此圖我們知道，我們需要設(shè)置 CC1IE 為 1 即可。我們下面就簡單介紹下下這幾個(gè)寄存器。配置定時(shí)器 5代碼格式為： void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc){? } 下面我們就詳細(xì)講解一下，如何開啟并使用通用定時(shí)器的輸入捕獲功能。 delay_ms(10)。首先我們把 TIM2設(shè)置為定時(shí)器中斷模式，代碼格式為 void TIM2_Int_Init(u16 arr,u16 psc)。標(biāo)準(zhǔn)信號 PWM 周期為 20ms，理論上來講脈寬為 1~2ms，實(shí)際我們的脈寬為 ~，脈寬與所轉(zhuǎn)的角度一一對應(yīng)。 舵機(jī)在避障模塊的主要作用前面已經(jīng) 提到，本節(jié)主要講解舵機(jī)的工作特性。測量時(shí)序圖如圖 所示： 基于 stm32 的智能小車設(shè)計(jì) 23 圖 超聲波時(shí)序圖 我們根據(jù)時(shí)序圖，可以編寫相應(yīng)的程序代碼。 避障模塊器件結(jié)構(gòu)及其原理 HCSR04 超聲波測距模塊測量范圍在 2cm400cm 之間，可以實(shí)現(xiàn)無接觸式測距功能。本次試驗(yàn)我們使用的是 HCSR04 超聲波檢測，超聲波由于具有檢測能力強(qiáng)，傳播路徑寬，因此我們決定使用 HCSR04 器件。主要代碼詳見附錄 3. 避障模塊設(shè)計(jì) 在人類身體構(gòu)造系統(tǒng)中 ，眼睛可以使我們非常方便的采集到外界環(huán)境的信息 ，然后 把信息 及時(shí)的傳輸?shù)酱竽X，并對外界環(huán)境 信息 的變化做出相應(yīng)的處理 。 ? 操作 I/0 口 GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_8)。 =GPIO_Mode_Out_PP。 對于運(yùn)動(dòng)方向控制的代碼我們就以后退為例， 由于端口寄存器過于簡單，我們不在此介紹端口的寄存器。庫函數(shù)格式如下： Void TIM_SetComparex(TIM3,uint16_t Compare2)。 ? 使能 TIM3。 TIM_OC1Init(TIM3, amp。 = 0。 ? 設(shè)置 TIM3_CH CH CH3 的 PWM 模式，使能 TIM3 的 CH CH CH3輸出。 =0。 ? 初始化 TIM3，設(shè)置 TIM3 的 PSC 和 ARR。 ? 開啟 TIM3 時(shí)鐘以及復(fù)用功能輸出。如果我們想使能輸入 /捕獲 1，我們只需使用 CC1E 位。 其次我們介紹 捕獲 /比較模式寄存器（ TIMx_CCMR1/2），總共有兩個(gè)， TIMx_CCMR1 和TIMx_CCMR2， TIMx_CCMR1 控制通道 CH1 和 CH2， TIMx_CCMR2控制 CH3 和 CH4。我們先介紹這幾個(gè)寄存器，然后介紹如何使用庫函數(shù)產(chǎn)生 PWM輸出。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的主要器件為 LM293N，我們下面就詳細(xì)講解下電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。 //控制 超聲波 掃描周期 TIM3_PWM_Init(1999,719)。 //設(shè)置 NVIC 中斷分組 2:2 位搶占優(yōu)先級， 2 位響應(yīng)優(yōu)先級 LED_Init()。本實(shí)驗(yàn)所采用的定時(shí)器以及功能如下表所示： 表 22 定時(shí)器介紹表 定時(shí)器名稱 定時(shí)器配置模式 主要功能 TIM2 定時(shí)器中斷模式 通過定時(shí)器中斷，控制超聲波的掃描周期 基于 stm32 的智能小車設(shè)計(jì) 15 TIM3 PWM 復(fù)用輸出模式 控制小車速度及舵機(jī)轉(zhuǎn)向 TIM5 輸入捕獲模式 采集超聲波發(fā)射到接受的高電平持續(xù)時(shí)間 t 主程序設(shè)計(jì)流程圖 在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中，循跡模塊以及避障模塊都是采用中斷方式進(jìn)行工作的，因此 其主程序流程圖如 下圖 所示： 開 始系 統(tǒng) 初 始 化前 進(jìn) 圖 主程序流程圖 根據(jù)程序設(shè)計(jì)圖， 主 程序設(shè)計(jì)如下： int main(void) { u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA=0。NVIC_InitStructure)。 = 0x00。 = ENABLE。 ? 初始化線上中斷，設(shè)置觸發(fā)條件 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource1)。 基于 stm32 的智能小車設(shè)計(jì) 14 ? 初始化 I/O 為輸入 = GPIO_Pin_1。 最后經(jīng)過編號為 4 的與門進(jìn)入 NVIC 中斷控制器 ，如果 “中斷屏蔽寄存器”的對應(yīng)位置 0，外部的中斷請求信號不能傳輸?shù)?NVIC 中斷控制器 ，從而實(shí)現(xiàn)中斷的屏蔽 。 首先外部信號從編號為 1 的輸入線進(jìn)入。比如，上面通過控制 BRR 寄存器來控制電平的變化，官方庫封裝了一個(gè)函數(shù)： Void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef * GPIOx,uint16_t GPIO_Pin) {GPIOxBRR = GPIO_Pin。比如，我們在單片機(jī) C51 中，同樣，我們在 stmM32 的開發(fā)中過程中，我們同樣可以對寄存器直接操作： GPIOxBRR=0x0011。如圖所示，當(dāng)按鍵懸空時(shí) RST 輸入為高電平，當(dāng)按鍵按下時(shí)， RST 腳輸入為低電平，從而電路復(fù)位。 stm32 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) Stm32 的最小系統(tǒng)電路主要由 系統(tǒng)時(shí)鐘電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、 JTAG 調(diào)試接口電路，復(fù)位電路和啟動(dòng)模式選擇電路組成。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 所示： 圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 基于 stm32 的智能小車設(shè)計(jì) 10 Stm32 處理器主系統(tǒng)主要由 4 個(gè)被動(dòng)單元和 4 個(gè)驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成。這兩個(gè)系列的產(chǎn)品在軟件和引腳封裝方面具有兼容性，并且擁有相同的片內(nèi) Flash 資源，使軟件的開發(fā)和升級更加方便。此中， A 系列是面向復(fù)雜的尖端應(yīng)用程序，用于運(yùn)行開放式的復(fù)雜操作系統(tǒng)； R 是 Real 的首字母縮寫，是面向?qū)崟r(shí)系統(tǒng) 開發(fā)的； M是 Mirco 的首字母縮寫，專門面向低成本的微控制領(lǐng)域開發(fā)研究。 由 ARM公司設(shè)計(jì)的基于 ARMv7架構(gòu)的 Cortex系列的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)在 2