基于STM32的智能小车设计

基于STM32的智能小车设计 智能小车设计是基于STM32微控制器的智能机器人系统，能够实时感知环境和自身状态，自主运动避障，完成一定的作业功能。该设计涵盖机械、电子技术、传感器技术、控制等多学科的创意设计。 1. 智能小车控制系统设计 智能小车控制系统主要包括电源模块、微控制器模块、障碍物检测模块、电机驱动模块、速度检测模块、CAN总线通信模块，无线通信模块等部分。其中，电源模块采用10节1.2V、4Ah的锂电池串联作为系统的供电电源，+12V的电压可以直接由电池组得到；微控制器模块使用STM32F103C08作为控制系统的主控制器；障碍物检测模块使用超声波传感器和红外光电传感器对前方障碍物信息进行检测。 2. 微控制器模块设计 微控制器模块设计主要为主控制器添加电源电路、晶振电路、复位电路以及JTAG电路。其最小系统电路图如图2所示，图3为JTAG电路。STM32F103C08微控制器具有先进的内核结构、优秀的功耗控制、性能出众而且功能创新、高度的集成整合、易于开发等特点，适宜作为小车的主控制芯片。 3. 障碍物检测模块设计 障碍物检测模块使用超声波传感器和红外光电传感器对前方障碍物信息进行检测。超声波传感器采用HC-SR04超声波测距模块，测距精度可达到3cm。红外光电传感器选用的是Arduino数字型红外开关，使用时设定其探测距离为70cm，传感器正常状态下输出高电平，检测到障碍物目标输出低电平。 4. 电机驱动模块设计 电机驱动模块设计智能小车的驱动轮分别使用两个直流电机单独驱动，由主控制器内部的通用定时器产生两路PWM信号输出控制两个驱动电机的转速。系统使用意法半导体公司的L293D专用电机驱动芯片作为小车左、右驱动轮的直流电机的核心功率模块。 5. 速度检测模块设计 速度检测模块设计智能小车的两个驱动轮上加装增量光电编码器，随被测轴一起转动，在轴旋转一周中编码器在固定位置上产生一个脉冲，通过检测单位时间的脉冲数，即可确认电机的转速。速度检测采用M/T测速法，也称为频率/周期法，即同时测量时间以及在此时间内脉冲发生器发出的脉冲个数得到转速。 6. 通信扩展模块设计 通信扩展模块设计主控制器STM32F103C有各种通信外围接口可供扩展，包括UART、SPI、I2C、CAN、USB等接口，能够实现智能小车与外部设备的通信。 智能小车控制系统设计基于STM32微控制器的智能机器人系统，能够实时感知环境和自身状态，自主运动避障，完成一定的作业功能。该设计涵盖机械、电子技术、传感器技术、控制等多学科的创意设计，具有广泛的应用前景。