【正文】 散熱性好 ，我選擇 TI 公司提供 該芯片具有良好的穩(wěn)壓性能 ，輸出可調(diào)，最高可達 3A 電流輸出，具備過流保護功能，防止燒毀后端器件。 車載主 機 系統(tǒng) 整體作為車載的一個部分，其電源來自于 3 節(jié) 鋰電池 。 圖 34 備份電源 電路 （ 5） 微處理器啟動方式 模式電路， BOOT0 和 BOOT1 的電平高低的不同，微處理器運行程序的地址不同。 浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 11 圖 32 RTC 時鐘電路 （ 3）復位電路，主控芯片低電平復位， 采用經(jīng)典的電阻加電容的復位電路 。 （ 1） STM32 芯片最高可工作到 72MHz，系統(tǒng)主時鐘采用無源晶振，頻率為 8MHz，通過片內(nèi)鎖相環(huán)實現(xiàn)倍頻，配置芯片內(nèi)部寄存器，可實現(xiàn)我們所需要的工作頻率，作為系統(tǒng)的工作時鐘。 最小系統(tǒng) 電路 本節(jié)主要介紹一下 最小系統(tǒng) 的時鐘電路及復位電路。 微處理器系統(tǒng) 為節(jié)約開發(fā)時間 和成本 ，本系統(tǒng)采用 意法半導體 公司提供的 32 位 嵌入式ARM微處理器 STM32F103,，其 基于 ARMv7 M體系結(jié)構(gòu)的 32 位標準 RISC （精簡指令集）處理器，其性能遠高于 51 系列單片機，并且代碼執(zhí)行效率高，開發(fā)過程簡潔，工作頻率為 72MHz，內(nèi)置高達 128K 字節(jié)的 Flash 存儲器和 20K 字節(jié)的 SRAM，具有豐富的通用 I /O 端口和外設，成本相對于同等性能的微處理器更低。 超聲波自 主避障在 μ C/OSII 下實現(xiàn)動態(tài)的采集與分析數(shù)據(jù) 并且完成自主避障， 從理論上 來說 ，可以滿足 采樣 速率 和 程序判斷任務 ，但是 智能車運行在顛簸狀態(tài)下，超聲 波測距會出現(xiàn)誤差，以及在快速運行模式下， 超聲波旋轉(zhuǎn)的舵機平臺存在靈敏度小的缺憾，所以要考慮到舵機的選型。 通過自主研發(fā)實現(xiàn)系統(tǒng)中主要的軟硬件模塊，包括 電機驅(qū)動模塊、語音播報模塊、 碰撞保護模塊以及車載和手持主機主板模塊， 而 無線通信模塊、超聲波測距模塊、液晶觸摸模塊 將通過引入第三方成熟的組件模塊實現(xiàn)。 整體程序流程圖如圖 24 所示。本次系統(tǒng)中的所用到的模塊較多，軟件同時開發(fā)有點難度， 所以按模塊化編寫與調(diào)試，保證每個模塊功能的完整性。為實現(xiàn)系統(tǒng)具有較高的實時性，手持主機和車載主機程序移植 μ C/OSII 實時操作系統(tǒng)，多任務實時操作，任務間同步與通信解決浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 9 任務時間上的沖 突，使程序 運行的效率更高，系統(tǒng)的穩(wěn)定性能更好。 軟件設計思想 程序的設計思想主要是手持主機控制車載主機，兩者通過無線通信系統(tǒng)進行信息和指令的傳遞。軟件的設計主要分為車載主機程序設計和手持主機程序設計兩大模塊。 手持主機 硬件設計方案 手持主 機 硬件設計如 圖 23 所示 。 （ 3） 陀螺儀體傳感器體感功能。 （ 2）液晶屏觸摸操控的功能。 S T M 3 2 F 1 0 3 V C T 6L I S 3 0 2 D L 加 速 度 L 2 9 8 N 電 機 驅(qū) 動I L I 9 3 2 0 液 晶N R F 2 4 L 0 1 無 線W T 5 8 8 D 語 音H C S R 0 4 超 聲 波 G P S 定 位 系 統(tǒng) 圖 22 車載主 機 硬件設計圖 浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 8 手持主機 功能需求描述 手持主機 應具備的具體功能要求如下： （ 1） 液晶顯示數(shù)據(jù)的功能。選擇該模式時，智能車運行時具有自主避障的功能，遇到障礙物時選擇最優(yōu)化的路線行進。手持主機和車載主機的信息通信依靠 NRF24L01 短距離通信模塊，傳輸手持主 機的控制信號和數(shù)據(jù)采集信號，車載主機接受信號并同時根據(jù)信號的類型運行不同設定模式。 智能車在運行模式中會出現(xiàn)碰撞障礙物，設計系統(tǒng)中具有三軸數(shù)字加速度 器 Lis302D 測量運行過程的加速度，檢測 判斷加速度值，斷定是否為智能車發(fā)生碰撞，根據(jù)情況采取是否停車的措施。 智能車語音功能主要通過主控芯片編碼，將編碼值傳給 WT588D 語音芯片，按照碼值地址讀取 Flash 中的數(shù)據(jù)實現(xiàn)語音播報的功能 。 車載 主機 接收來自 GPS 衛(wèi)星的信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，獲得 智能車 的實時經(jīng)度、緯度位置數(shù)據(jù)。 （ 2）具備 GPS 全球 定位信息采集功能。 浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 7 車載主機 硬件 設計 車載主機 功能需求描述 車載主機 應具備的具體功能要求如下： （ 1） 具備四軸電機驅(qū)動能力。 車 載 主 機 微 處 理 器加 速 度 碰 撞 保 護 電 機 驅(qū) 動 系 統(tǒng)液 晶 數(shù) 據(jù) 顯 示陀 螺 儀 體 感 操 控無 線 通 信 系 統(tǒng)語 音 播 報 系 統(tǒng)手 持 主 機 微 處 理 器無 線 通 信 系 統(tǒng)液 晶 觸 摸 屏 系 統(tǒng)超 聲 波 自 主 避 障 G P S 定 位 系 統(tǒng) 圖 21 系統(tǒng)總體連接圖 智能 車系統(tǒng)采用手持主機和車載主機相結(jié)合，車載主機接收手持主機發(fā)出的指令，實現(xiàn)超聲波自動避障、 GPS 數(shù)據(jù)的采集和顯示、陀螺儀體感操作、 UI 界面圖形 控制等方式實現(xiàn)智能車的運行軌跡，手持主機接收車載主機上傳的數(shù)據(jù)信息，并在手持主機 UI 界面上顯示實時數(shù)據(jù)。 手持模塊系統(tǒng) 由 如下 三 大部分組成： （ 1） 液晶 觸摸 系統(tǒng) ； （ 2） 無線 通信系統(tǒng) ； （ 3） 陀螺儀體感 操控系統(tǒng) 。 在手持主機控制系統(tǒng)中 主要通過無線短距離收發(fā)模塊與車載主機系統(tǒng)信息的傳達與接收，通過液晶屏 UI 界面切換智能車超聲波自主避障、觸摸屏觸控操作、陀螺儀體感操作三種模式。系統(tǒng)設計上考慮到程序方便移植，主控芯片都為 意法半導體公司的 STM32F103。第一節(jié)描述 智能車的各種模塊 ， 第二節(jié)是提出 智能車的 總體設計方案 ，第三節(jié)是 簡要敘述 車載 模塊的硬件設計 ， 第四節(jié)是 整個系統(tǒng)的軟件 設計 ， 第五節(jié)對方案中的關(guān)鍵技術(shù)進行了討論 ， 第六節(jié)分析整體 方案 的可行性 。在本文第 4 章介紹了 本系統(tǒng)的軟件設計。 以上內(nèi)容在本文的 后續(xù)章節(jié) 有詳細介 。在功能模塊中需要 GPS 數(shù)據(jù)的采集， GPS協(xié)議也是我們完成本設計的 重要模塊， GPS 模塊串口數(shù)據(jù)的輸出以及主機采集GPS 的數(shù)據(jù)的方式。 根據(jù) 畢業(yè)設計 任務 要求，本課程主要需完成系統(tǒng)中 超聲波自主避障 、 車載GPS 定位 數(shù)據(jù)采集、陀螺儀體感操控 、 UI 界面觸控 、 語音提示等基本功能。 從 整個系統(tǒng) 的 模塊 劃分上來看， 主要包括車載主機和 手持主機兩大主控。 另外，斯特拉斯堡實驗中心、英國國防部門的研究、美國卡內(nèi)基梅隆大學、奔馳公司、美國麻省理工學院、韓國理工大學對智能車輛也有較多的研究。荷蘭南部目前 正在討論工業(yè)上利用這種系統(tǒng)的問題，政府正考慮已有的高速公路新建一條專用的車道，采用這種系統(tǒng)將貨物從鹿特丹運往各地。 荷蘭鹿特丹港口的研究 智能車輛的研究主要體現(xiàn)在工廠貨物的運輸。這兩種車輛都配備了 UBM 視覺系統(tǒng)。在世界科學界和工業(yè)設計界中，眾多的研究機構(gòu)研發(fā)的智能車輛具有代表性的有： 德意志聯(lián)邦大學的研究 1985 年 第一輛 VaMoRs 智能原型車輛在戶外高速公路上以 100km/h的速度進行了測試，它使用了機器視覺來保證橫向和縱向的車輛控制。 目前，智能車輛的發(fā)展正處于第三階段。 第三階段 從 90 年代 開始，智能車輛進入了深入、系統(tǒng)、大規(guī)模研究階段。在亞洲，日本于 1996 年成立了高速公路先進巡航 /輔助駕駛研究會，主要目的是研究自動車輛導航的方法，促進日本智能車輛技術(shù)的整體進步。歐洲的 普羅米修斯項目于 1986 年開始了在這個領(lǐng)域的探索。隨著計算機的應用和傳感技術(shù)的發(fā)展，智能車輛的研究不斷得到新的發(fā)展。該系統(tǒng)只是一個運行在固定線路上的拖車式運貨平臺，但它卻具有了智能車輛最基本得特征即無人駕駛。它的發(fā)展歷程大致可 分成三個階段： 第一階段 20 世紀 50 年代是智能車輛研究的初始階段。我們要結(jié)合我國國情，對智能車進行深入細致的研究，為它今后的發(fā)展及實際應用打下堅實的基礎。相信 各方 的共同努力，我國 ITS 及智能車輛的技術(shù)水平 將 會得到很大提高。隨著 ITS 研究的興起，我國已形成一支 對 ITS 技術(shù) 有專門研究的技術(shù)專業(yè)隊伍。 智能車輛研究也是智能交通系統(tǒng) ITS 的關(guān)鍵技術(shù)。計算機系統(tǒng)采用兩臺 Sun10 工作站，并 完成信息融合、路徑規(guī)劃， 同時具有 兩臺 PC486 完成路邊抽取識別和激光信息處理， 8098 單片機 主要 完成定位計算和車輛自動駕駛。該自主駕駛轎車在 高速公路 正常交通情況下，行駛過程中都得 最高穩(wěn)定速度為 13km/h 和 最高峰值速度 可 達 170km/h，并且具有超車能力 ，其總體技術(shù)性能和指標已經(jīng)達到世界先進水平。而且大多數(shù)研 究 都處于 單項技術(shù)研究的階段。 uCOSii 實時操作系統(tǒng) 。 GPS 定位 。 論文首先介紹了智能車領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后介紹智能車控制系統(tǒng) 總體設計框架和整個開發(fā)流程，再是介紹了智能車 系統(tǒng) 硬件電路設 計和軟件設計流程和思 想， 最后介紹 智能車 系統(tǒng)的 制作與 調(diào)試以及 對本次畢業(yè)設計總結(jié) 。 手持主機系統(tǒng) 主要包括無線通信、數(shù)據(jù)顯示模塊、體感操控，它 主要負責 控制 智能車 的運行姿態(tài) ， 實時車載數(shù)據(jù)的采集 。 系統(tǒng)分為兩部分： 車載主 機 系統(tǒng) 和手持 主 機 系統(tǒng) 。浙江萬里學院 本科畢業(yè)設計 (論文 ) 論文題目 基于 STM32 智能車的設計 與實現(xiàn) (英文 ) Design and Implementation of Smart Car Based on STM32 所在學院 電子信息學院 專業(yè)班級 電子 093 班 完成日期 2020 年 05 月 06 日 摘 要 智能車 是一 種 集環(huán)境感知、規(guī) 劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運用了 微處理器 、現(xiàn)代傳感 器 、 信 息融合、通訊、人工智能及自動控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體 。 本論文提出了一種基于 STM32 嵌入式微處理器的智能車的設計。 車載主機系統(tǒng) 主要以履帶式車輪為其機械平臺， 結(jié)合主控電路 、 超聲 波避障、 無線通信、 語音播報、 GPS 數(shù)據(jù)采集 、碰撞保護功能 ，完成 車載 主體功能。整個方案的控制器核心為意法半導體公司的 STM32F103VCT6 處理器，利用其高速的數(shù)據(jù)處理能力和 豐富的集成外設接口資源，充分發(fā)揮智能車的性能，也有利于智能車的程序設計和功能擴展。 關(guān)鍵詞 ： STM32F103。 智能控制 。 Abstract The smart car is a set of situational awareness, planning and decisionmaking, multilevel driver assistance functions in an integrated system， It is a typical hightech plex of focusing on the use of a microprocessor, modern sensors, information fusion, munications, artificial intelligence and automatic control technology. This paper presents a design of smart car based on embedded microprocessor of STM32. The entire system is divided into two parts: Car host system and Handheld host system. The car host system is major to crawler wheels for its mechanical platform to Complete main function of Vehicle module Combine with The main control circuit module ultrasonic obstacle avoidance, voice broadcast, GPS data collection. Handheld host system mainly includes data of receiver module, data of show module, control of intelligent vehicle module and additional entertainment audio and video module. Handheld host system is mainly responsible for runn