【正文】 首先我要感謝我的母校給我提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，感謝學(xué)院 對(duì)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)工作精心合理的安排，當(dāng)然，對(duì)我的指導(dǎo)老師王辛杰老師表達(dá)我最真誠的謝意，感謝他在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中始終予以的熱情指導(dǎo)和督促，對(duì)我提出的疑惑耐心地指點(diǎn)，他的指點(diǎn)是我克服困難、完成設(shè)計(jì)的重要因素，對(duì)我一個(gè)月的實(shí)習(xí)也產(chǎn)生了鼓勵(lì)和支持的作用?？偟膩碚f，設(shè)計(jì)方案是比較完善的，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 本設(shè)計(jì) 與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合， 利用高性能的 STM32F103 芯片 ，輔以各種傳感器來檢測(cè)路面、障礙物等周圍環(huán)境，通過高可靠性的軟件設(shè)計(jì)，來實(shí)現(xiàn)小型電動(dòng)車的智能控制， 具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 第 4 章 結(jié)論 本文根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，制定了設(shè)計(jì)方案，并逐步完成了硬件和軟件部分的設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 循跡子流程圖 將小車置于黑跡上，進(jìn)入循跡模式 ，主控芯片控制紅外探測(cè)器使能，此時(shí)左右紅外探測(cè)器均未檢測(cè)到出界，小車開始向前行走，此后根據(jù)左右探測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使小車按設(shè)定的軌跡行走，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的循跡功能。 //配置通道 3 TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable)。 //輸出使能 = CCR3_Val。具體定時(shí)器配置 [10]以 TIM3 通道 3為例程序如下： void PWM_Channel _ configuration(u16 CCR_Val) { u16 CCR3_Val=CCR_Val。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 鍵盤掃描子程序流程圖 開 始 是否自由行走模式 自由行走模式 轉(zhuǎn)換為循跡 模式 YES N0 N0 是否開始執(zhí)行 設(shè)置執(zhí)行標(biāo)志 YES 是否加速 是否減速 YES YES YES 退出 PWM波占空比減 10/300 PWM波占空比增 10/300 占空比是否超出范圍 PWM波輸出調(diào)節(jié) N0 N0 維持原始 PWM波輸出 N0 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 由上章鍵盤擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)可知，啟動(dòng) /停止由 1 鍵控制切換，在程序中通過判斷標(biāo)志變量值來切換；自由行走模式和循跡模式單獨(dú)按鍵控制；按小車加速和減速鍵，對(duì)小車速度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 IAR EWARM主界面 程序設(shè)計(jì)思路及部分模塊 程序 程序設(shè)計(jì)思路 整個(gè)小車控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)采用模塊化的編程思想，整個(gè)主程序的流程圖如圖 。比較其他的 ARM 開發(fā)環(huán)境， IAR EWARM 具有入門容易、使用方便和代碼緊湊等特點(diǎn)。 IAR 軟件是嵌入式設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)品中優(yōu)質(zhì)的開發(fā)工具。 本次設(shè)計(jì)中，紅外發(fā)射與接收都由主控芯片 STM32F103 控制， STM32F103 的PE PE2 實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射電路的控 制； PD PD6 與紅外接收相連，實(shí)現(xiàn)紅外接收信號(hào)的檢測(cè)。 觸角探測(cè)電路與主控芯片 STM32F103 的 2個(gè) I/O 口相連，接收檢測(cè)信號(hào)。 圖 鍵盤擴(kuò)展電路引腳連接圖 鍵盤擴(kuò)展電路采用按鍵開關(guān)式電路，添加上拉電阻以保持按鍵檢測(cè)默認(rèn)為高電平，采用低電平觸發(fā)方式，只要有按鍵按下，即觸發(fā)相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。 液晶顯示電路設(shè)計(jì) 顯示模塊采用 LCD12864 與 STM32F103 主控芯片串行通信方式，即 LCD12864的 15 引腳（并 /串行接口選擇）接地。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路基本電路原理圖 如圖 ，小車運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)通過電機(jī) A和 B的不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，電機(jī)有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止三種狀態(tài)，每個(gè)電機(jī)由一對(duì) I/O口進(jìn)行控制。 KA7805 的作用是輸入大于 5V的直流電壓，輸出 5V 的直流電壓，且管腳較少，易于連接和實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性高。 電源電路設(shè)計(jì) 由于各電路模塊所需電壓不同，本設(shè)計(jì)需多種電源供電。 2． 啟動(dòng)模式選擇電路 如圖 ，通過 BOOT[1:0]引腳可以選擇三種不同啟動(dòng)模式。 HSE 晶體可以通過設(shè)置時(shí)鐘控制寄存器里 RCC_CR 中的 HSEON 位被啟動(dòng)和關(guān)閉。 圖 STM32F103芯片最小系統(tǒng)圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 STM32F103芯片最小系統(tǒng)圖續(xù) 如圖 、 ，此部分電路包括系統(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。 本論文設(shè)計(jì)的小車控制系統(tǒng)框圖如圖 所示。但經(jīng)過實(shí)驗(yàn)， Vs電壓應(yīng)該比 Vss 電壓高，否則有時(shí)會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。 L298 的 EN A（第 6引腳）、 EN B（第 11 引腳）分別與兩路 PWM 波輸出端相連，控制電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖 因此，為了避免直通短路且保證各個(gè)開關(guān)管動(dòng)作之間的協(xié)同性和同步性，兩組控制信號(hào)在 理論上要求互為倒相的邏輯關(guān)系，而實(shí)際上卻必須相差一個(gè)足夠的死區(qū)時(shí)間，這個(gè)矯正過程既可以通過硬件實(shí)現(xiàn)，即在上下橋臂的兩組控制信號(hào)之間增加延時(shí)，也可以通過軟件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)S S2 導(dǎo)通時(shí)， S S4 關(guān)斷，電機(jī)兩端加正向電壓，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動(dòng)；當(dāng) S S4 導(dǎo)通時(shí)， S S2 關(guān)斷，電機(jī)兩端為反向電 壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動(dòng)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)介 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用 L298 芯片控制，其內(nèi)部原理圖如圖 。 表 11 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)與小車運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系表 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 電機(jī) A（右輪） 電機(jī) B（左輪） 前進(jìn) 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 后退 反轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn) 停止 正轉(zhuǎn) 左轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 停止 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 小車的顯示系統(tǒng)，即小車裝有液晶顯示器（ 128 64），初始化由編程設(shè)定，小車運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)顯示小車的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并可在以后予以擴(kuò) 展，根據(jù)實(shí)際運(yùn)用的需要顯示更多內(nèi)容。其公式為“占空比=(TIMx_CRRx/TIMx_ARR)*100%”，因此，可以通過向 CRR 中填入適當(dāng)?shù)臄?shù)來輸出自己所需的頻率和占空比的方波信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)中調(diào)速功能。 OCx 的輸出使能通過 (TIMx_CCER 和 TIMx_BDTR 寄存器中 )CCxE、CCxNE、 MOE、 OSSI和 OSSR位的組合控制。在 TIMx_CCMRx 寄存器中的 OCxM 位寫入‘ 110’ (PWM 模式 1)或 ‘ 111’ (PWM 模式 2)，能夠獨(dú)立地設(shè)置每個(gè) OCx 輸出通道產(chǎn)生一路 PWM。更新事件也可由軟件產(chǎn)生。這個(gè)計(jì)數(shù)器可以向上計(jì)數(shù) 、向下計(jì)數(shù)或者向上向下雙向計(jì)數(shù)。 5. 如下事件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生中斷 /DMA：更新：計(jì)數(shù)器向上溢出 /向下溢出，計(jì)數(shù)器初始化 (通過軟件或者內(nèi)部 /外部觸發(fā) )； 觸發(fā)事件 (計(jì)數(shù)器啟動(dòng)、停止、初始化或者由內(nèi)部 /外部觸發(fā)計(jì)數(shù) )； 輸入捕獲；輸出比較。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 通用定時(shí)器 TIMx (TIM TIM TIM4和 TIM5)主要特性如下 [6]： 1. 16位向上、向下 、向上 /向下自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器。每個(gè)定時(shí)器都是完全獨(dú)立的，沒有互相共享任何資源，它們也可以一起同步操作。這 8個(gè)定時(shí)器各包含一個(gè) 16位自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器，由各自的可編程預(yù)分頻器驅(qū)動(dòng)。 6. 內(nèi)部包含 8 個(gè)定時(shí)器。它支持的外設(shè)包括：定時(shí)器、ADC、 SPI、 I2C 和 USART 等。 2. 2 個(gè) 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，多達(dá) 16 個(gè)外部輸入通道，轉(zhuǎn)換速率可達(dá) 1MHz,轉(zhuǎn)換范圍為 0~ 36V；具有雙采樣和保持功能；內(nèi)部嵌入溫度傳感器 。該 系列微處理器工作頻率為 72MHz，內(nèi)置高達(dá)128K 字節(jié)的 Flash 存儲(chǔ)器 和 20K 字 節(jié)的 SRAM，具有豐富的通用 I/O 端口。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 對(duì)于使用同一平臺(tái)進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)而言， STM32更是一種非常好的選擇。 標(biāo)準(zhǔn)型系列是 STM32 處理器入門產(chǎn)品，其價(jià)格僅相同于 16 位 MCU 卻擁有32 位 MCU 的性能，其外設(shè)的配置能提供優(yōu)秀的控制和聯(lián)接能力。本章將簡(jiǎn)要介紹 STM32 系列處理器的分類、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，并對(duì)本設(shè)計(jì)中重點(diǎn)應(yīng)用的通用定時(shí)器做進(jìn)一步分析。其中， A系列面向復(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 系列適合實(shí)時(shí)系統(tǒng)； M 系列則專門針對(duì)低成本的微控制領(lǐng)域。因此將 STM32F103 應(yīng)用于智能小車的控制系統(tǒng)是一種較好的選擇。 CortexM3是 ARM 公司最新推出的第一款基于 ARMv7 體系的處理器內(nèi)核。智能電動(dòng)小車系統(tǒng)以迅猛發(fā)展的汽車電子為背景，涵蓋了控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科，主要由路徑識(shí)別、角度控制及車速控制等功能模塊組成，被應(yīng)用于隧道探測(cè)、機(jī)器人、考古、娛樂等許多方面。 the basic model’s selection and speed acmo