【正文】 相當(dāng)于大腦之于人類 ，它可以從各個模塊之間獲得數(shù)據(jù)，并對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行 實(shí)時 處理， 來驅(qū)使電機(jī)模塊做出相應(yīng)的行為動作 。相應(yīng)的控制系統(tǒng)主要由以下四個模塊組成 ： 避障模塊、循跡模塊、 電機(jī)驅(qū)動 模塊、中央處理模塊四個模塊組成，系統(tǒng)總體框架如圖 所示： 圖 系統(tǒng)框架圖 我們本節(jié)主要任務(wù)是了解各 個模塊的功能，掌握各個模塊所使用的器件的使用方法，并能夠編寫相應(yīng) 的程序代碼。系統(tǒng)以 stm32 微控制器為核心，通過傳感器 采集不同的 信號做出判斷，繼而改變電機(jī)的運(yùn)動方向和運(yùn)動速度。 國內(nèi)研究概況：我國對于智能車輛的研究較晚，始于上世紀(jì) 80 年代，而且現(xiàn)在大部分還是使用入門級別的 51 單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計與研究的，為了彌補(bǔ)與國外研究的差距，開設(shè)了全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽 。 研究概況 國外研究概況：上世紀(jì) 50 年代初，國外就有智能車輛的研究，從 90年代開始，智能車輛的研究就進(jìn)入了 系統(tǒng)化、大規(guī)模的研究階段。通過建立起簡易智能小車的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生從理論走向?qū)嵺`，培養(yǎng)同學(xué)們的動手能力，使同學(xué)們在了解智能化電器的工作原理的基礎(chǔ)上，還使同學(xué)們獲得完成整體項(xiàng)目的能力，并掌握了Stm32 開發(fā)板的編程原理，為同學(xué)們進(jìn)入 ARM領(lǐng)域提供了基礎(chǔ) 。 而隨著 智能化電器時代的到來， 它們 在為人們提供的舒適的生活環(huán)境的同時，也提高了制造智能化電器對于人才要求的門檻。PWM。紅外探測 。在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上提出了實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制功能、 智能小 車簡單循跡和避障功能的軟件設(shè)計方案，并在 STM32 集成開發(fā)環(huán)境 Keil 下編寫了 相應(yīng)的 控制程序，并使用mcuisp 軟件進(jìn)行程序下載。 本次試驗(yàn)采用 STM32F103 微處理器 為 核心 芯片， 利用 PWM 技術(shù)對速度以及舵機(jī)轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制， 循跡模塊進(jìn)行黑白檢測，避障模塊進(jìn)行障礙物檢測并避障功能，其他外圍擴(kuò)展電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體功能。 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 題 目： 基于 stm32 的智能小車設(shè)計 學(xué) 號： 姓 名： 年 級： 學(xué) 院： 學(xué) 部： 專 業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2021 年 12 月 1 日 基于 stm32 的智能小車設(shè)計 1 摘要 本次試驗(yàn) 主要分析了基于 STM32F103 微處理器 的智能小車控制系統(tǒng)的 系統(tǒng)設(shè)計過程。此 智能 系統(tǒng) 的組成 主要包括 STM32F103 控制器、電機(jī)驅(qū)動電路 、紅外探測電路、超聲波避障電路 。小車在運(yùn)動時，避障程序優(yōu)先于循跡程序，用超聲波避障電路進(jìn)行測距并避障，在超聲波模塊下我們使用舵機(jī)來控制超聲波的發(fā)射方向， 用紅外探測電路實(shí)現(xiàn)小車循跡功 能 。 關(guān)鍵詞 ： stm32。超聲波避障 。電機(jī)控制 基于 stm32 的智能小車設(shè)計 2 Abstract This experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The position of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. Whe n the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software. Keywords： STM32； Infrared detection； Ultrasonic obstacle avoidance； PWM；Motor control 基于 stm32 的智能小車設(shè)計 3 目錄 .......................................................... 4 研究概況 .................................................. 4 研究思路 .................................................. 4 .................................................... 5 中央處理模塊 .............................................. 5 stm32f103 內(nèi)部結(jié)構(gòu) .................................... 6 stm32 最小系統(tǒng)電路設(shè)計 ................................ 7 stm32 軟件設(shè)計的基本思路 .............................. 9 stm32 中斷介紹 ........................................ 9 stm32 定時 /計數(shù)器介紹 ................................ 11 主程序設(shè)計流程圖 ..................................... 12 電機(jī)驅(qū)動模塊 ............................................. 12 驅(qū)動模塊結(jié)構(gòu)及其 原理 ................................. 13 驅(qū)動模塊電路設(shè)計 ..................................... 13 驅(qū)動軟件程序設(shè)計 ..................................... 14 避障模塊設(shè)計 ............................................. 18 避障模塊器件結(jié)構(gòu)及其原理 ............................. 19 HCSR04 模塊硬件電路設(shè)計 ............................. 21 HCSR04 模塊程序設(shè)計 ................................. 21 循跡模塊設(shè)計 ............................................. 28 循跡模塊結(jié)構(gòu)及其原理 ................................. 28 循跡模塊電路設(shè)計 ..................................... 30 紅外循跡模塊程序設(shè)計 ................................. 30 ..................................................... 33 程序仿真 ................................................ 33 程序下載 ................................................. 34 ..................................................... 35 ......................................................... 37 致謝 ........................................................... 39 參考文獻(xiàn) ....................................................... 40 附錄 ........................................................... 41 基于 stm32 的智能小車設(shè)計 4 智能小車 通過各種感應(yīng)器獲得外部環(huán)境信息和內(nèi)部運(yùn)動狀態(tài) ， 實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境背景下的自主運(yùn)動，從而完成具有特定功能的機(jī)器人系統(tǒng) 。智能小車是集成了多種高新技術(shù)，它不僅融合了 電子、傳感器、計算機(jī)硬件、軟件 等許多學(xué)科的知識，而且還涉及到當(dāng)今許多前沿領(lǐng)域的技術(shù)，它是一個國家高科技技術(shù)水平的重要體現(xiàn)。另外，本次課程設(shè)計，使同學(xué)們了解自己的不足之處，從而使 同學(xué)們有目標(biāo)的提升自己的能力。尤其突出的是美國卡內(nèi)基梅隴大學(xué)機(jī)器人研究所已經(jīng)完成了 Navlab 系列的自主車輛的研究，這一研究成果代表了 國外智能車輛的主要研究方向。 研究思路 系統(tǒng)將采集的 傳感器信號送入 stm32 微控制器中 ， stm32 微控制器根據(jù)采集的信號做出不同的判斷，從而控制電機(jī)運(yùn)動方向和運(yùn)動速度。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖 所示： 圖 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 傳感器 傳感器 采樣 傳感器 電路 STM32主控制器 電機(jī)驅(qū)動電路 基于 stm32 的智能小車設(shè)計 5 智能小車控制系統(tǒng)具備了障礙物檢測、自主避障、自主循跡等功能。掌握各個模塊的功能。 由 ARM公司設(shè)計的基于 ARMv7架構(gòu)的 Cortex系列的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)在 2021年推出，此結(jié)構(gòu)是用來滿足日漸復(fù)雜的不同性能要 求的軟件設(shè)計，根據(jù)所面向的領(lǐng)域，Cortex 系列可以分為 A、 R、 M三個分工明確的系列 [1]。意法半導(dǎo)體 ST 公司作為一個半導(dǎo)體制造廠商，是 ARM 公司 CortexM3 內(nèi)核開發(fā)項(xiàng)目一個主要合作方。 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 實(shí)時系統(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。 目前為止， STM32 系列處理器暫分為 2 個系列。這兩個系列 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。 stm32f103 內(nèi)部結(jié)構(gòu) STM32F103 系列微處理器是首款基于 ARMv7M 體系結(jié)構(gòu)的 32