基于STM32F103C8T6的智能搜救红外小车设计.pdf

一、STM32F103C8T6微控制器 STM32F103C8T6是一款32位的微控制器，是ST公司生产的ARM Cortex-M3核心系列中的一员。它具备72MHz的处理速度和64kB的程序存储容量。在2.0~3.6V的工作电压范围内，其功耗低，能够稳定工作在-40~85℃的温度区间内，满足抗震救灾恶劣环境下的应用需求。它的外围设备接口丰富，能够直接与多种外设进行连接，如DMA（直接内存存取）、PWM（脉冲宽度调制）等，并且支持使用温度传感器。另外，它也支持使用NRF24L01无线模块进行无线通信，以及OLED显示模块来显示当前状态和剩余电量。 二、BMI160惯性传感器 BMI160是博世公司生产的一款惯性测量单元传感器模块，它集成了16位的加速度传感器和16位的陀螺仪传感器，可以实现体感遥控的功能。它兼容Android系统，并且具有低功耗特性，电压支持范围为1.71~3.6V。BMI160内部设有1024字节的FIFO（先进先出）缓冲区，支持最高达到1MHz的I2C通信速率。数据同步可以通过控制时间戳的高精度实现，也可以通过中断或FIFO数据同步来实现。 三、NRF24L01无线模块 NRF24L01是NORDIC公司推出的一款无线通信模块，它使用FSK调制技术，能够实现点对点或一点对六点的无线通信。在本设计中，NRF24L01用于实现无线通信模块的发送与接收功能。采集到的数据首先通过体感检测转换为单片机能够识别的数据命令，再通过单片机控制机械臂运动，实现全方位、多角度的无线通信控制。在数据传输过程中，为了保证指令发送和状态返回包的及时响应，规定在接收到状态返回包后，主控制器才能发送下一条机械臂指令。 四、OLED显示模块 本设计中采用了OLED液晶显示模块来显示当前状态和机械臂的剩余电量。该模块选用的是具有UEXT连接器的低功耗OLED显示屏，通过I2C接口进行控制。在电源的睡眠模式下，其功耗仅为1uA；在工作模式下为200uA；当显示ON模式时，功耗为7mA。SSD1306控制器的OLED液晶显示模块提供了一个4针头的接口，可以通过MOD-OLED-128x64模块与面包板进行连接焊接。 五、机械臂控制模块 在机械臂控制模块中，通过16路PWM驱动模块和L298N电机驱动器来实现对小车和机械臂的信号控制。PWM（脉冲宽度调制）的控制方式是通过控制逆变电路开关器件的通断，从而产生一系列幅值相等的脉冲，这些脉冲可以代替正弦波或其他所需的波形，得到一个平滑且低次谐波少的输出。通过调整各脉冲的宽度，可以改变逆变电路输出电压的大小和输出频率。在一定的周期内，通过控制高电平的持续时间来实现电机的调速。 六、系统软件设计 系统软件方面，设计了严谨的逻辑处理机制，考虑了系统可能出现的各种状态，并对每种状态进行了闭环处理，以提高系统的效率和稳定性。 七、系统方案及整体构架 主控制器采用了ST公司的ARM控制器STM32F103C8T6，传感器模块使用了BMI160惯性传感器来实现体感遥控功能。电机驱动模块使用了L298N电机驱动，无线通信模块使用了NRF24L01无线模块。生命探测模块采用BISS0001热释电红外传感器，而显示模块则是OLED液晶显示屏，可显示当前状态及机械臂的剩余电量。 八、关键词解析 关键词包括嵌入式控制、红外探测技术、BMI160惯性模块、无线控制，这些关键词准确地描述了智能搜救红外小车设计的关键技术和应用特点。 以上内容详尽展示了基于STM32F103C8T6的智能搜救红外小车设计的各个方面，包括硬件选择、软件设计、系统方案以及实施中的各个关键模块和传感器的应用和作用，旨在通过技术手段提高地震后搜救工作的效率和安全性。