基于STM32和MPU6050的体感遥控车.zip

# <center>基于stm32的体感遥控小车</center> <img src="https://i.loli.net/2021/03/28/mzxGL9q5tAeHF7Q.jpg" alt="手势识别小车.jpg" style="zoom: 67%;" /> ## 第一章 项目概述 ### 1.1 项目简介 ​ 手势识别小车是一款基于STM32开发的智能设备，集成了嵌入式系统和智能手带设备的可靠、高效、便捷的优势。项目由两大部分组成。智能小车和手带设备，可以使用手带设备转角的变化控制智能小车的直行与转向。 ### 1.2 项目背景 ​ 当今社会，嵌入式产品已经渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有它足迹。如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等，这些都是较为常见的嵌入式系统应用。  ​ 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。相比通用计算机专门化，具有针对性的设计、合理的运算速度、高可靠性和较低的成本。因此嵌入式的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的工程师和专家。因此为了跟随时代发展，我们有必要做的与时俱进。 ​ 来自国外权威机构IDC的数据显示，2012-2017年全球可穿戴设备的出货量不断增加，2015年以前出货量年均增速均在150%以上，实现较大规模的增加。2015年以后随着市场相对成熟的发展，全球可穿戴设备的出货量增速下降，但至2017年其出货量仍为11540万部，较上年同期同比增加12.70%，2018年截至至第二季度，全球可穿戴设备的出货量为8040万部，在可穿戴设备产品认可度不断提升的影响下，预计全年全球设备的出货量约增加至12.26亿部，较2017年同比增加6.24%。 ### 1.3 应用前景 ​ 随着5G时代的到来，嵌入式、物联网在人们日常中的应用会更加广泛。并且随着智能穿戴设备普及，已逐渐开始向社会服务、医疗、娱乐等多个领取发展。本项目设计的手势识别小车可以加深对嵌入式系统的理解，为后续项目实践奠定基础。 ## 第二章 系统方案 ​ 本项目使用一块手带设备控制小车的行走，因此该项目需要两块主控，一个用于获取手势数据，另一个则用于控制小车。对于手带设备要求必须小巧、稳定，因此采用STM32F103C8T6作为主控，获取手势数据并进行相应处理。小车的功能较多，从而需要相对多的引脚，本次采用STM32F103RCT6作为小车的主控，控制小车行走以及人机交互。  ​ 手带设备主要由STM32F103CT86最小系统板、MPU6050三维角度加速度陀螺仪传感器、HC-05蓝牙模块、降压模块组成。最小系统板可以读取MPU6050经DMP姿态解算后的欧拉角数据，将其以数据帧的形式通过HC-05发送给小车。  ### 2.2 小车架构 ​ STM32小车主要由一个STM32F103RCT6作为主控，并使用两个直流电机作为动力。人机交互使用一块8×8点阵LED模块，用于显示当前小车的行驶状态。小车接收到手带设备发送的数据帧后进行解析，得到欧拉角从而控制小车的行驶。  ### 2.3 软件架构 ​ 该项目的软件架构由手带设备和单片机小车两部分组成。手带设备则主要使用MPU6050获取数据并进行姿态解算。单片机小车则需要完成小车的行驶、人机交互。该系统软件架构如图2-4所示。  ### 2.4 系统软件架构 ## 第三章 系统硬件设计 ### 2.3 手带设备 #### 3.1.1 STM32F103C8T6最小系统板 ​ 最小系统为能够使单片机能够正常运行，且必须使用最少必须器件组成的系统。一般单片机最小系统上电之后，单片机可以正常复位、下载运行程序，除此之外没有任何功能。因此一般我们可以在最小系统板的基础上添加其它功能模块或器件，使单片机具有实际功能。本次项目手带设备只需要进行数据读取以及发送即可，并不需要多余的外设，因此使用C8T6型号的最小系统板完全能够满足需求。最小系统板的价格相对低廉，大大降低了该项目开发成本。  #### 3.1.2 MPU6050模块  ​ MPU-60X0将3轴陀螺仪，3轴加速度计和数字运动处理器（DMP）组合在一起。通过I2C总线可以接受外部3轴罗盘的输入，提供9轴输出。MPU-60X0具有三个用于数字化陀螺仪输出的16位ADC转换器和三个用于数字化加速度计输出的16位ADC转换器。在本项目中该模块是手带设备的核心，STM32最小系统板获取MPU6050经过DMP姿态解算后的欧拉角作为小车行驶的依据。  #### 3.1.3 LM2596S降压模块  ​ 电源模块采用7.4V可充电锂电池作为主要供电，开发板电压需要在5V以下，所以需要使用LM2596S模块进行降压处理.，该模块顺时针调节升压，逆时针调节降压。  ​ 由于开发板支持5V电压输入，需要将电压降至不大于5V。输入电压可以为3.2至35V，输出电压1.25至30V，注意输入电压需高于输出电压1.5V，不可用于升压。顺时针调节升压，逆时针调节降压。 #### 3.1.4 HC-05蓝牙模块  ​ HC-05蓝牙模块是主从一体的蓝牙串口模块，通常当蓝牙设备配对连接成功后，我们可忽略蓝牙内部的通信协议，直接把蓝牙当做串口使用。建立连接后，两个设备共同使用一个串口，一个设备发送数据到通道中，另一个设备便可以接受通道中的数据。 ​ 该蓝牙模块具有两种工作模式：命令响应工作模式和自动连接工作模式，在自动连接工作模式下模块又可分为主（Master）、从（Slave）和回环（Loopback）三种工作角色。当模块处于自动连接工作模式时，将自动根据事先设定的方式连接的数据传输；当模块处于命令响应工作模式时能执行下述所有 AT 命令，用户可向模块发送各种 AT 指令，为模块设定控制参数或发布控制命令。通过控制模块外部按键，可以实现模块工作状态的动态转换。其中LED的闪烁状态代表这蓝牙模块当前工作状态。  ### 3.2 智能小车 #### 3.2.1 STM32F103RCT6开发板  ​ 本次智能小车使用ALIENYEK MiniSTM32开发板作为主控板，主芯片为STM32F103RCT6(64)引脚，芯片FLASH:256K，芯片SRAM:48K，板内软、硬件资源丰富、操作简单。从成本、复杂程度综合进行考量，使用该开发板制作智能小车是不错的选择。 #### 3.2.2 TB6612FNG  ​ TB6612FNG是东芝半导体公司生产的一款直流电机驱动器件，它具有大电流MOSFET-