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基于STM32的小车控制_毕业设计论文

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。

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图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室(或答辩小组)及教学系意见摘要对于小车的控制,即是对于电机的控制。

电机作为机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中,所以怎么更好的对电机进行控制就显得尤为重要。

基于Cortex- M3内核的STM32F10x系列芯片是新型的32位嵌入式微处理器,其性能优良,移植性好,提高了对直流电机的控制效率,并对控制系统进行模块化设计,有利于智能小车的功能扩展和升级。

本论文主要分析了基于STM32F103的小车控制系统的设计过程。

此系统主要包括STM32F103控制器、液晶显示电路、键盘控制电路、电机驱动电路、红外探测电路、触角检测电路等。

以STM32F103主控芯片及其外围扩展电路实现系统整体功能;小车基本运动模式的选择及速度调节用按键开关式的键盘输入实现;同时液晶模块实时显示小车运动参数;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IAR EWARM 5.3下编写了控制程序。

关键词:PWM,STM32F103,电机,传感器ABSTRACTThe controlling to the car is the controlling to the motor. As a mechanical and electrical energy conversion devices, motor applied in every field of national economy and people's daily life, therefore, Cortex-M3 kernel is the new 32-bit embedded MCU, which of control system is expansion and upgrades.This paper mainly analyzes the design process of the ca r’s control system ,which uses the STM32F103 as a master chip. This system primarily contains the STM32F103 controller, LCD circuit, the control circuit of keyboard, the circuit of motor-driven, the infrared detection circuit, the circuit of tentacles sensor etc. In this design, the whole system is controlled by the chip STM32F103 and its peripheral extended circuit; the basic mod el’s selection and speed accommodation can realize by the input of keyboard; at the moment , LCD module display the car’s moving parameters real-timely; the infrared detection realize car’s tracing function; tentacles sensor module complete the car’s simpl e obstacle-avoidance function. Based on Hardware design, the paper puts forward a software design scheme to realize the motor controlling, LCD display function , t he car’s simple trace and obstacle avoidance function. Then the control code is written on IAR EWARM 5.3 which is an IDE of STM32F103.KEY WORDS: PWM, STM32F103, motor, sensor目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 STM32芯片介绍 (2)1.1.1STM32处理器的分类 (2)1.1.2 STM32处理器的内部结构及特点 (3)1.1.3 TIMx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)2.2.1 STM32F103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)3.1 IAR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)3.2.5 LCD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。

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