智能小车系统设计-基于STM32 课件【ch01】智能小车简介

第一章智能小车简介智能小车系统设计——基于STM32嵌入式系统的学习是一个非常复杂的过程，从电路(包括数字电路、电路分析和模拟电路)相关课程开始，到微机原理和C语言程序设计，再到嵌入式系统综合应用相关课程。01为什么选择智能小车为什么选择智能小车

嵌入式系统是一种包括硬件和软件的完整计算机系统，它的定义是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可剪裁，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。请替换文字内容，点击添加相关内容文字，修改文字内容，也可以直接复制你的内容到此。

随着科学技术日新月异的发展，智能化和自动化技术越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。智能小车运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶，它是一个多种高新技术的集成体，融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等多种学科的知识，涉及当今许多前沿领域的技术，具有非常重要的实际意义。为什么选择智能小车为什么选择智能小车

智能小车运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶，它是一个多种高新技术的集成体，融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等多种学科的知识，涉及当今许多前沿领域的技术，具有非常重要的实际意义。请替换文字内容，点击添加相关内容文字，修改文字内容，也可以直接复制你的内容到此。由于嵌入式系统结构复杂，初学者很难在较短的时间内掌握全部。通过智能小车的设计，分析其与嵌入式系统设计所需知识点之间的关系，分解出一系列的应用模块，然后再将分解出来的简单模块组合成一个完整的智能小车。为什么选择智能小车为什么选择智能小车嵌入式技术是现代电子信息技术发展的重点，和人工智能一起作为智能机器人领域的核心技术。嵌入式系统开发人才已经成为智能型社会人才需求的热点。这样做不但可以快速熟悉各知识点的应用方法，提高学习兴趣，还可以训练动手设计能力，从而达到较好的学习效果。另外，全国大学生电子设计竞赛和各省的电子设计竞赛几乎每年都有智能小车相关的题目，各高校也都很重视对该题目的研究。02为什么选择STM32为什么选择STM32嵌入式技术起源于微控制器技术，是各类数字化的电子、机电产品的核心，主要用于实现对硬件设备的控制、监视或管理。在微控制器选型过程中，工程师常常会陷入一个困局：一方面抱怨8位/16位微控制器有限的指令和性能，另一方面抱怨32位微控制器的高成本和高功耗。基于ARM公司2006年推出的Cortex-M3内核，ST公司于2007年推出的STM32系列微控制器就很好地解决了上述问题。因为Cortex-M3内核的计算能力是1.25DMIPS/MHz,而ARM7TDMI只有0.95DMIPS/MHz。为什么选择STM32STM32拥有丰富的外设、强大的开发工具、易于上手的固件库，在32位微控制器选型中，STM32已经成为许多工程师的首选。据统计，从2007年到2016年，STM32系列微控制器出货量累计约20亿个，十年间ST公司在中国的市场份额从2%增长到14%。isuppli的2016下半年市场报告显示，STM32系列微控制器在中国Cortex-M市场的份额约占45.8%。为什么选择STM32尽管STM32系列微控制器已经推出十余年，但它依然是市场上32位微控制器的首选，经过十余年的积累，各种开发资料都非常完善，降低了初学者的学习难度。为什么选择STM32STM32系列微控制器可用于开发多种产品，除智能小车外，还可以用于开发无人机、电子体温枪、电子血压计、血糖仪、胎心多普勒、监护仪、呼吸机、智能楼字控制系统、汽车控制系统等。STM32拥有丰富的外设、强大的开发工具、易于上手的固件库，在32位微控制器选型中，STM32已经成为许多工程师的首选。为什么选择STM3203智能小车系统简介智能小车系统简介智能小车主要由车架、核心板、电机、车轮和各个模块组成，如图1-1和图1-2所示。

车架决定了小车的基本形态，为小车的核心板和各个模块提供保护；核心板是小车的控制终端，提供了大量的模块接口；各个模块相当于智能小车的四肢和眼睛，负责收集信息，协助小车完成各种动作。智能小车系统简介智能小车系统简介智能小车核心板系统框图如图1-3所示。智能小车系统简介STM32微控制器与计算机之间的交互可通过JTAG/SWD仿真-下载器和通信-下载模块完成，这两种方式都可以实现程序下载。通信-下载模块可以实现通信功能，另外计算机可通过JTAG/SWD仿真-下载器对STM32微控制器进行仿真调试。(1)STM32微控制器。

智能小车上的微控制器型号为STM32F103RCT6,该芯片为Cortex-M3内核，拥有256KB的Flash和48KB的SRAM,主频高达72MHz。(3)舵机模块。

智能小车采用了TS90A舵机，如图1-4所示。(2)电源接口。

通过电源接口连接两节18650电池，为智能小车供电。单节电池标称电压为3.7V,两节电池串联，总电压约为7.4V。(4)电机模块。

智能小车的核心板有两个电机驱动芯片，每个芯片有4个输出通道，每个输出通道可以输出600mA电流，峰值为1.2A,为电机提供了强大动力。智能小车系统简介智能小车系统简介(5)独立按键。

智能小车提供了3个独立按键和1个复位按键。独立按键KEY₁用于调节小车状态，KEY₂用于切换模式，KEY₃用于启动执行。(7)蓝牙模块。

蓝牙模块为常用的HC-05,波特率取值范围为2400～1382400baud,用于小车与手机进行通信。(6)OLED模块。

智能小车搭载了一个分辨率为128×64像素的OLED模块，可用于模式、电压、距离和小车速度的显示。(8)蜂鸣器。

用于低压报警，及时提醒用户小车电量不足。智能小车系统简介(9)电压检测。

用于检测电池电压。(11)超声测距模块。

智能小车正前方装配了一个超声测距模块，如图1-6所示。(10)电流检测。

电流检测芯片检测流经整个核心板的电流，用于监测智能小车的工作功率。(12)测速模块。

智能小车左右后轮上各有一个测速模块，如图1-7所示，可以实时监控车轮的转动速度，然后在OLED模块或手机上显示车速。智能小车系统简介智能小车系统简介(13)避障模块。

智能小车左右前方各有一个避障模块，如图1-8所示，可用于检测障碍物和光强。(14)寻迹模块。

智能小车前方配备了一个四路寻迹模块，如图1-9所示。智能小车系统简介智能小车系统简介04智能小车玩法简介智能小车玩法简介启动小车前，先检查各种配件是否完整，车身有无受到损伤。检查无误后将电量充足的两节18650电池装入小车底部的电池盒，打开电源开关可以看到智能小车核心板上的5V和3V3电源指示灯正常工作。智能小车玩法简介通过通信-下载模块连接小车和计算机，然后在本书配套的资料包“02.相关软