基于STM32的小车控制文档格式.docx
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用红外探测电路实现小车循迹功能；
用触角传感检测模块实现小车简单避障功能。
在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、LCD显示功能及小车简单循迹和避障功能的软件设计方案，并在STM32集成开发环境IAREWARM5.3下编写了控制程序。
关键词：
PWM，STM32F103，电机，传感器
II
ABSTRACT
Thecontrollingtothecaristhecontrollingtothemotor.Asamechanicalandelectricalenergyconversiondevices,motorhasbeenappliedineveryfieldofnationaleconomyandpeople'
sdailylife,therefore,howtocontrolthemotorbetter isparticularlyimportant.TheSTM32F10xserieschipbasedonCortex-M3kernelisthenew32-bitembeddedMCU,whichhavethegoodperformanceandportability,andtheSTM32F10xhaveimprovedtheefficiencyofDCmotorcontrol,furthermore,themodulardesignofcontrolsystemishelpfulforfunctionexpansionandupgrades.
Thispapermainlyanalyzesthedesignprocessofthecar’scontrolsystem,whichusestheSTM32F103asamasterchip.ThissystemprimarilycontainstheSTM32F103controller,LCDcircuit,thecontrolcircuitofkeyboard,thecircuitofmotor-driven,theinfrareddetectioncircuit,thecircuitoftentaclessensoretc.Inthisdesign,thewholesystemiscontrolledbythechipSTM32F103anditsperipheralextendedcircuit;
thebasicmodel’sselectionandspeedaccommodationcanrealizebytheinputofkeyboard;
atthemoment,LCDmoduledisplaythecar’smovingparametersreal-timely;
theinfrareddetectionrealizecar’stracingfunction;
tentaclessensormodulecompletethecar’ssimpleobstacle-avoidancefunction.BasedonHardwaredesign,thepaperputsforwardasoftwaredesignschemetorealizethemotorcontrolling,LCDdisplayfunction,thecar’ssimpletraceandobstacleavoidancefunction.ThenthecontrolcodeiswrittenonIAREWARM5.3whichisanIDEofSTM32F103.
KEYWORDS:
PWM,STM32F103,motor,sensor
目录
前言 1
第1章绪论 2
1.1STM32芯片介绍 2
1.1.1STM32处理器的分类 2
1.1.2STM32处理器的内部结构及特点 3
1.1.3TIMx定时器介绍 4
1.2小车及其驱动器介绍 6
1.2.1小车结构及功能简介 6
1.2.2电机驱动电路简介 7
第2章小车控制系统硬件设计 9
2.1系统功能实现及需求分析 9
2.2主要电路设计 10
2.2.1STM32F103及外围电路设计 10
2.2.2电源电路设计 12
2.2.3电机驱动电路设计 12
2.2.4液晶显示电路设计 13
2.2.5键盘扩展电路设计 14
2.2.6触角探测电路设计 15
2.2.7红外探测电路设计 15
第3章小车控制系统软件设计 17
3.1IAR开发环境介绍 17
3.2程序设计思路及部分模块程序 18
3.2.1程序设计思路 18
3.2.2按键子程序 19
3.2.3循迹子程序 21
3.2.4自由行走子程序 22
IV
3.2.5LCD显示子程序 23
第4章结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录 27
前言
随着计算机、微电子、信息技术的快速发展，智能化技术的开发速度越来越快，程度越来越高，广泛应用于海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。
智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科，主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成，被应用于隧道探测、机器人、考古、娱乐等许多方面。
因此，对智能小车的研究具有重要的实际意义。
嵌入式技术依靠其体积小、成本低、功能强等特点，适应了智能化发展的最新要求。
单片机作为控制系统的微处理器，在数据处理和代码存储等方面都已经无法满足系统的要求，ARM微处理器资源丰富，具有良好的通用性。
Cortex-M3是ARM公司最新推出的第一款基于ARMv7体系的处理器内核。
它主要针对MCU领域，在存储系统、中断系统、调试接口等方面做了较大的改进，有别于过去的
ARM7处理器；
Cortex-M3具有高性能、低功耗、极低成本、稳定等诸多优点，非常适合汽车电子、工业控制系统、医疗器械、玩具等领域。
基于Cortex-M3内核的STM32系列处理器于2007年由ST公司率先推出，它集先进Cortex-M3内核结构、出众创新的外设、良好的功耗和低成本于一体，极大的满足自动控制系统设计要求。
作为先进的32位通用微控制器的领跑者，STM32以其出众的性能、丰富且灵活的外设、很高的性价比以及令人意外的功耗水准，使其自面世以来得到众多设计者的青睐，众多行业领导者纷纷选用STM32作为新一代产品的平台。
因此将STM32F103应用于智能小车的控制系统是一种较好的选择。
基于此，本文提出了一个比较合理的智能小车系统设计方案。
整个小车系统以STM32F103芯片为控制核心，附以外围电路，利用红外探测器、触角传感器采集外界信息和检测障碍物；
充分利用STM32F103的串口、并口资源和高速的运算、处理能力，来实现小车自动识别路线按迹行走、躲避障碍物，并且通过LCD显示器实时显示小车运动参数；
配置STM32F103通用定时器为PWM输出模式产生PWM波，通过步进调节PWM波占空比参数控制电机的转速；
设计简便的按键式键盘输入来切换小车运行模式，以及调节小车速度。
28
第1章绪论
1.1STM32芯片介绍
2006年ARM公司推出了基于ARMv7架构的Cortex系列的标准体系结构，以满足各种技术的不同性能要求，包含A、R、M三个分工明确的系列[1]。
其中，A系列面向复杂的尖端应用程序，用于运行开放式的复杂操作系统；
R系列适合实时系统；
M系列则专门针对低成本的微控制领域。
Cortex-M3是首款基于ARMv7-M体系结构的32位标准处理器，具有低功耗、少门数、短中断延迟、低调试成本等众多优点。
它是专门为在微控制系统、汽车车身系统、工业控制系统和无线网络等对功耗和成本敏感的嵌入式应用领域实现高系统性能而设计的，它大大简化了编程的复杂性，集高性能、低功耗、低成本于一体[2]。
半导体制造厂商意法半导体ST公司是ARM公司Cortex-M3内核开发项目一个主要合作方，2007年6月
11日ST公司率先推出了基于Cortex-M3内核的STM32系列MCU。
本章将简要介绍STM32系列处理器的分类、内部结构及特点，并对本设计中重点应用的通用定时器做进一步分析。
1.1.1STM32处理器的分类
STM32系列处理器目前分为2个系列。
STM32F101是标准型系列，工作在
36MHZ；
STM32F103是增强型系列，工作在72MHZ，带有更多片内RAM和更丰富的外设。
这两个系列的产品拥有相同的片内Flash选项，在软件和引脚封装方面是兼容[3]。
标准型系列是STM32处理器入门产品，其价格仅相同于16位MCU却拥有
32位MCU的性能，其外设的配置能提供优秀的控制和联接能力。
增强型系列产品则将32位MCU的性能和功效引向一个新的级别。
内含的Cortex-M3内核工作在72MHZ，能实现高端运算，其外设的配置能提供极好的控制和联接能力。
STM32 全系列处理器拥有的脚对脚、外设及软件的高度兼容性，这给其应
用带来全方位的灵活性，可以在不必修改原始框架及软件的条件下，将应用升级到需要更多的存储空间，或精简到使用更少的存储空间，或改用不同的封装规格。
对于使用同一平台进行多个项目的开发而言，STM32更是一种非常好的选择。
因为在STM32全系列产品中，既有适合仅需少量的存储空间和引脚，也有满足需要更多的存储空间和引脚；
既有适于高性能应用的，又有满足低功耗要求的；
既有适合低成本简单应用，也有满足高端复杂应用的。
全系列兼容，使得项目之间的代码重用和代码移植变得非常方便。
1.1.2STM32处理器的内部结构及特点
STM32F103系列微处理器是首款基于ARMv7-M体系结构的32位标准RISC
（精简指令集）处理器，提供很高的代码效率，在通常8位和16位系统的存储空间上发挥了ARM内核的高性能。
该系列微处理器工作频率为72MHz，内置高达128K字节的Flash存储器和
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