基于单片机的遥控可变速小车设计

毕业论文(设计)题目基于单片机的遥控可变速小车设计目录TOC\o"1-3"\h\u32781绪论1321411.1本课题的研究目的及意义126771.2本课题的国内外研究现状1288001.3本课题的研究内容1229232总体方案设计2185832.1防碰撞系统中两小车的分别功能2189032.2小车控制方案2133393系统硬件设计2245043.1单片机主控模块216469主控模块MSP430 319471摄像模块STM32单片机4226243.2无线通信模块715457性能介绍7284693.2.2nRF905引脚介绍833623.2.3NRF905工作模式8223533.3蓝牙控制模块9305403.3.1BT-HC-06性能介绍972833.3.2BT-HC-06引脚介绍9234653.3.3BT-HC-06与单片机的硬件连接1061963.3.4BT-HC-06与的连接1085743.4摄像显示模块12144性能介绍1229353.4.2OV7670引脚介绍13265263.5液晶显示模块13156173.5.1SSD1289液晶显示芯片介绍1376803.5.2SSD1289引脚介绍15152283.6稳压模块16137773.6.178M05性能介绍16209653.6.278M05引脚介绍1746433.7电机驱动模块1713033性能介绍1739113.7.3电机驱动原理1821637.3.7.3L298N与稳压模块78M05的硬件连接19293024系统软件设计2065494.1主程序209114.2子程序编写功能流程图21166524.2.1无线模块2125714.2.2蓝牙控制模块2140004.2.3摄像模块22282485设计成果调试和实物图2241515.1设计步骤总结2228705.2设计成果实物图2326710总结2322220参考文献2426972致谢25基于单片机的遥控可变速小车设计黄健南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京210044摘要：随着汽车工业的不断进步，行驶在道路的汽车越来越多，随之而来的交通事故也越来越多，为提高汽车运行的平安性，本文讲述了一种无线控制的防碰撞小车系统。系统中以MSP430单片机为核心，利用远程蓝牙控制，能够实现巡迹、测距、报警、实时摄像监控等功能。整个系统中包括1号巡迹匀速小车和快速、能够变速的2号小车组成。本论文主要对其2号小车局部进行理论的论述。关键词：MSP430单片机；STM32单片机；无线通信；蓝牙远程控制；ov7670摄像头DesignofAnti-collisionSystemRadioControlCarHuangJianSchoolofInformationandControl,NUIST,Nanjing210044,ChinaAbstract:Astheautomotiveindustrycontinuestoprogress,withmoreandmorecarsontheroad,followedbyagrowingnumberoftrafficaccidents,inordertoimprovethesafetyofvehicleoperation,thepaperdescribesaradio-controlledpreventioncarcollisionsystem.SystemtoMSP430microcontrollercore,theuseofremotecontrolhandsetBluetooth,enablingpatroltrack,distance,alarms,real-timevideosurveillanceandotherfunctions.ThewholesystemincludingtheNo.1trackuniformpatrolcar,andfast,capableofshiftingthecompositionoftheNo.2car.ThispapermainlydiscusseditsNo.2cartheory.Keywords:MSP430microcontroller;STM32microcontroller;wirelesscommunications;Bluetoothremotecontrol;ov7670camera1绪论30261.1本课题的研究目的及意义随着现代社会汽车普及度的迅速增加，公路交通平安的情况将会一天一天的变得恶化起来。而模拟汽车的智能化的研究以及开发，将会提高汽车的可控制性和道路交通的平安性，保障驾驶的平安，促进交通的健康开展。所以研究和开发智能车辆控制技术将是未来车辆技术的核心问题。因此在智能车控和智能交通课题中，智能防碰撞汽车将是一个重要的开发研究局部。本设计所实现的是两小车系统中，在1号车循迹行驶中能够实现智能报警，2号小车能够蓝牙遥控、变速〔也就是防碰撞功能〕和实时摄像。282701.2本课题的国内外研究现状由于经济的不断进步,全球汽车数量每年都在增多,当然这也一并带来了世界道路交通的平安问题。为了减少交通事故的发生,每个国家都在加强对智能汽车的研究。自从20世纪70年代起，日本最先开始了对于智能化公路系统的研究，并开始了SmartWay方案，开始了世界各国的研究先河。而在美国，联邦公路管理局出版了一本“公路设计的灵活性〞的书，主要介绍了公路设计的灵活性。它提出了道路建设要考虑到地理位置、地形地质条件、沿线社会环境特点等因素，灵活地进行道路建设，这也富含了未来智能交通系统的理念。而我国公路始建于上个世纪八十年代，现已成为我国交通运输系统的重要局部。自1988年我国建成了第一条高速公路，经过各位工程师和无数劳动人民的30多年的努力，我国高速公路事业得到了飞速的开展，使我国成为了全球道路运输交通大国。当现代科技、经济、人口的开展，车辆的数目越来越多，与之而来的，当然是日趋严重的交通平安问题。在交通事故的研究中，我国交通事死亡人数逐年小幅度的上升趋势。而在人民网的《2023年国民经济和社会开展统计公报》统计中，我国2023年底全国民用汽车保有量到达历史新高，为15447万辆，比2023年末增长了12.4%。其中，民用轿车数量增长了16.6%，达8307万辆；私人轿车增长了18.4%，达7590万辆【1】。这用数据说明了现在的公路交通事故和汽车保有量的现状，说明未来的智能化公路系统的研究将有重大意义。87611.3本课题的研究内容在设计的防碰撞系统中，有两个智能小车组成，1号小车可以进行循迹、测距的动作，在实时测距后与规定的警报数值进行比照，如果超过，将会利用无线模块发出报警信号给正在后面追逐的2号小车，在2号小车接收到报警信号后，将在自主作出减速动作，两个小车的主控局部都利用MSP430单片机进行控制，整个系统有信息采集模块、信号处理模块、无线通信模块、稳压电机驱动模块等。两小车防碰撞报警系统的原理为：利用安装在1号小车后部的超声波传感器来测量自车与前方2号小车间的距离信息，发送到信号处理模块；利用安装在1号车前的光电传感器，进行循迹控制；制动和转向以开关量的形式输入到信号处理模块，然后把所有传感器的信息发送给主控模块子系统；在1号小车的采集、处理完信号后，判断是否超出报警距离并向2号车发出无线报警信号；在2号小车接收到1号小车发出的距离警报信号后，作出变速动作。在整个系统运行过程中，2号小车要实时通过摄像模来显示前方的路况【2】。2总体方案设计2.1防碰撞系统中两小车的分别功能整个系统中包括1号巡迹匀速小车，和初始速度快、能够变速和蓝牙控制的2号小车组成。(1)、能够使得1号小车按照规定轨迹行驶。(2)、能使用超声波测1号车与2号车之间的距离，并且通过无线信号传递到2号小车。(3)、能够使得2号小车在感知1号小车报警后变速。(4)、能够使用蓝牙远程控制2号小车出发、停止、后退和转弯。2.2小车控制方案本文主要讲解整个系统中的2号小车它是做出防碰撞动作的主要小车。其2号小车是通过蓝牙控制的，能够通过按键使其“启动〞、“向左转〞、“向右转〞、“后退〞、“停止〞。其总体设计框图如图2.2所示。STM32单片机蓝牙控制模块STM32单片机蓝牙控制模块按键模块Msp430单片机主控模块摄像显示模块电机驱动模块超声波测距模块小车运行小车减速无线通信模块无线通信模块Msp430单片机主控模块小车运行巡迹模块电源模块按键模块电源模块电机驱动模块1号小车局部2号小车局部图2.2总体设计框图3系统硬件设计3.1单片机主控模块在单片机的选用上，主控模块，也就是稳压模块、无线通信模块、蓝牙控制模块、按键电源模块使用的是MSP430单片机。而在摄像模块，因为我要实现的是一个有实时摄像功能的智能小车，但是在设计时发现，如果要实现长时间摄像的功能，并且要防止失真的图像，那就在摄像模块单独使用拥有ARM的STM32单片机。下文将分别介绍这两个单片机的性能和引脚等。主控模块MSP430单片机性能介绍MSP430F149最小开发板实物图如图3.1.1.1所示。MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)的一种16位超低功耗的混合信号处理器(Mixed

Signal

Pocessor)。之所以称之为混合信号处理器，是由于它把多种功能的各种电路全都附加在一个芯片上，大大的提高了芯片的集成化，减小了占用空间【3】。MSP430F149是超低功耗微处理器，有60KB+256字节FLASH，2KBRAM，包括根本时钟模块、看门狗定时器、带10个捕获/比拟存放器和2个PWM输出的16位定时器、2个具有中断功能的8位并行端口、4个8位并行端口、模拟比拟器、12位A/D转换器、2个串行通信接口等模块【4】。图3.1.1.1MSP430最小系统实物图MSP430F149具有如下的特点【5】：图3.1.1.1MSP430最小系统实物图功耗低：电压2.2V、时钟频率1MHz，活动模式为200μA；关闭模式下只为0.1A，且具有5种节能工作方式。高效16位RISC-CPU,27条指令,8MHz时钟频率,指令周期时间为125ns,绝大多数指令在一个时钟周期完成;32kHz时钟频率时。低电压供电、宽工作电压范围:1.8~3.6V;灵活的时钟系统:具有两个外部时钟系统及一个内部时钟系统;低时钟频率时能够实现高速通信；具有串行在线编程能力；强大的中断功能；唤醒时间很短，在低功耗模式下时唤醒只要6μs;ESD保护，抗干扰力强；运行的环境温度范围为-40~+85℃,这说明能够适应工业环境。3.1.1.2MSP430引脚介绍图3.1.1.2MSP430F149引脚图由于MSP430F149引脚众多，公有64个，MSP430F149的引脚图如图3.1.1.2所示。AVcc和AVss端为模拟供电电源的正负极，DVcc和DVss端为数字供电电源的正负极。P1、P2、P3、P4、P5、P6为通用数字I/O引脚，共用48个。RST为复位引脚，TCK、TDI、TDO、TMS分别为测试所用，功能分别为：测试时钟、测试输入、测试输出、测试模式选择。VeREF+、VREF+分别为外部参考电压的输入和输出端。VREF-/VeREF-为内部参考电压引脚。而XIN、XOUT/TCLK、XT2IN、XT2OUT分别为晶体振荡器XT1、XT2的输入输出端。摄像模块STM32单片机STM32单片机性能介绍图F103Z最小系统实物图意法半导体公司于2007年推出了基于Cortex-M3内核的STM32处理器，其特点是功耗低，而且时钟频率高，中断延迟短。Cortex-M3是属于ARM7系列的32位处理器，结构上包括处理器内核、存储单元、总线接口及跟踪调试单元。本设计所要使用的STM32F103ZET6单片机，为了学习使用方便，直接使用了最小开发板，实物图如上图3.1.1所示。STM32其特点有以下几条：①内部集成了强大的硬件系统，使其在工作时功耗较低。②所用的Thumb-2指令集有着很高的指令效率和强大的性能，它是一种16/32位的混合编码指令，能够兼容Thumb指令。③NVIC是Cortex-M3的一个紧耦合局部，可配置240个中断，分为256个优先级，Cortex-M3的中断延迟只有12个时钟周期；Cortex-M3还使用尾链技术，使得背靠背中断的响应只需要6个时钟周期，因此中断响应更加迅速。④MPU为处理器中的存储模块，是通过定义和检查存储区属性来实现存储功能。⑤Cortex-M3采用了ARMCoresight调试跟踪体系结构，内部有跟踪接口和调试访问接口。其中调试访问接口可以作为串口线或串行JTAG调试端口使用。串口线调试端口只需要时钟和数据两个引脚就可以完成调试，从而保证低本钱【6】。STM32处理器分为标准型、增强型和最新系列产品。其中STM32F101是标准型，频率为36MHz；STM32F103为增强型，频率为72MHz，与标准型比有更多的外部设备和片内随机存储器；STM32F105和STM32F107是最新系列产品，增加了USB和以太网接口【7】。选择STM32单片机作为设计开发的芯片，由于它的强大的存储性能、功耗小、又能满足较复杂的程序功能的要求，并且本钱较低。3.1.2.2STM32单片机最小系统电路及引脚介绍本设计所使用的为增强型STM32F103ZET6，频率为72MHz，拥有4个16位定时器，3个12位的模拟转换器、2通道的12位D/A转换器，112个快速I/O端口，共有引脚144个，在所使用的最小开发板上，接入的为5V电压，自带一个ASM1117-3.3稳压管，可以提供主板工作的3.3V电源。STM32根本上每个引脚都有8种配置模式：浮空输入、带弱上拉输入、带弱下拉输入、模拟输入、推挽输出、开漏输出、复用推挽输出、复用开漏输出【8】。下面分别介绍了主控时钟电路、RTC时钟电路、主控复位电路、备份电源电路和启动模式选择电路。(1)STM32单片机最高工作频率为72MHz，系统主时钟使用的为无源晶振，频率为8MHz，并可以通过片内锁相环实现倍频，更换得到所需的频率，其时钟电路图如图3.1.3.a所示。图3.1.3.a主控电路主时钟图3.1.3.bRTC时钟电路(2)RTC时钟，频率为32.768KHZ，可以为实时时钟模式提供时钟信号。如图3.1.3.b所示。图3.1.3.a主控电路主时钟图3.1.3.bRTC时钟电路电阻加电容的复位电路如图3.1.3.c所示。图3.1.3.c主控复位电路备份电源电路，3.3V输入，当系统端电时，可备份存放器的数据。图3.1.3.c主控复位电路单片机启动方式模式电路，如果BOOT0和BOOT1的电平上下的不同，那单片机运行程序的地址就不同。如表3.1.3.e所示。表3.1.3.e不同地址运行方式BOOT0BOOT1启动模式x0从用户闪存启动01从系统储存器启动11从SARM启动3.2无线通信模块性能介绍图3.2.1nRF905实物图nRF905无线芯片是挪威NORDIC公司推出的无线芯片，由频率合成器、功率放大器、晶体振荡器等构成【9】。nRF905无线芯片有3款类型，本设计使用的是RF905SE，其实物图如图3.2.1所示。此模块的好处是使用简单方便。该模块不仅能够实现一个点与一个点之间的无线通信，还可以实现一对多甚至多对多形式的无线通信。其模块性能特点很强大【10】，抗干扰能力强；能够满足多点通信；能够实现低功耗工作；可直接接各种单片机使用，软件编程非常方便；有着的标准双排DIP接口，更加方便嵌入式的开发；配套了主流单片机的开发代码，方便使用者的自我学习和使用；RF905SE的通讯距离可达200-300米。图3.2.1nRF905实物图3.2.2nRF905引脚介绍图3.2.2nRF905芯片引脚图nRF905芯片共用14个引脚，其电路图如图3.2.2，各个引脚的功能如表3.2.2所示。表3.2.2nRF905引脚介绍管脚名称管脚功能说明1VCC电源电源+3.3~3.6VDC2TX_EN数字输入TX_EN=1TX模式TX_EN=0RX模式3TRX_CE数字输入使能芯片发射或接收4PWR_UP数字输入芯片上电5uCLK时钟输出本模块该脚废弃不用，向后兼容6CD数字输出载波检测7AM数字输出地址匹配8DR数字输出接收或发射数据完成9MISOSPI接口SPI输出10MOSISPI接口SPI输入11SCKSPI时钟SPI时钟12CSNSPI使能SPI使能13GND地接地14GND地接地使用时VCC脚接电压范围为3.3V~3.6V之间，最好电压为3.3V左右。由于主控模块单片机为3.3V的低压MSP430，所以可以直接和RF905的IO口线连接。3.2.3NRF905工作模式nRF905一共有四种工作模式,包括两种活动RX/TX模式〔ShockBurstRX、ShockBurstTX〕和两种节电模式〔掉电、STANDBY〕。nRF905工作模式由TRX_CE、TX_EN、PWR_UP的设置来设定。其功能介绍如表3.2.3。表3.2.3nRF905工作模式PWR_UPTRX_CETX_EN工作模式0XX掉电和SPI编程10XStandby和SPI编程110ShockBurstRX111ShockBurstTX3.3蓝牙控制模块3.3.1BT-HC-06性能介绍蓝牙透传模块可以在10米范围内实现无线串口通信。使用该模块不需要深入理解的蓝牙底层协议，便可以方便快捷的进行无线通信，这也是设计选用HC-06的原因。在该模块只有4个AT指令，分别为测试通讯，改名称，改波特率和改配对密码指令。其HC-06的实物图如下列图3.3.1所示。图3.3.1HC-06实物图3.3.2BT-HC-06引脚介绍其引脚介绍如下表3.3.2所示。表3.3.2HC-06引脚介绍PIN1UART_TXD,TTL/CMOS电平，串口发送脚PIN2UART_RXD,TTL/COMS电平，串口接收脚〔无上拉，需外加上拉〕PIN11复位引脚，低电平复位，可以悬空PIN12VCC，典型值3.3V，可以工作于3.1~4.2V之间PIN13GNDPIN22GNDPIN24LED，工作状态灯。从机：配对完毕前输出周期为102ms的方波，配对完毕后输出高电平主机：无记忆从机配对信息的情况下，配对完毕前输出110ms周期的方波，有记忆从机配对信息的情况下，配对完毕前输出750ms周期的方波，配对完毕后输出高电平。续表PIN26主机用于清空主机对从机的配对信息，清空之后，主机将随机搜索从机，配对后将记忆从机地址，下次开机将只搜索该地址的从机。3.3.3BT-HC-06与单片机的硬件连接图3.3.3HC-06与单片连接图该模块与3.3V的MSP430单片机串口的接线方法，如图3.3.3所示。HC-06只要接上UART_TXD、UART_RXD、VCC、GND这4根线就可以工作了。接LED、KEY可用于测试主机。在与MSP430硬件连接时，单片机的TXD接到UART_RXD，单片机的RXD接到UART_TXD，最后接3.3V电源和GND，就可接线完成了。3.3.4BT-HC-06与的连接图3.3.4.b模式选择图图3.3.4.b模式选择图3.3.4.a搜索截图开启蓝牙模块电源后，开始搜索，截图如图3.3.4.a；找到对应的蓝牙名字后进行密钥匹配，所置密码为8888；选择操作模式“键盘模式〞，进行设备连接，截图如图3.3.4.b和3.3.4.c；观察HC-06模块的指示灯，假设从闪烁状态变为稳定常亮，表示连接成功；设置盘模式下输入不同的地址a,b,c,d,e,f的“0〞、“1〞值即可实现远程控制，各个按钮设置如下：前进-a，后退-b，左转-c，右转-d，停止-e。图3.3.4.c连接截图3.4摄像显示模块图3.3.4.c连接截图图3.4.1OV7670实物图性能介绍图3.4.1OV7670实物图OV7670图像传感器，体积小、工作电压低，其实物图如图3.4.1所示。通过SCCB总线控制，可以输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率8位影响数据。该产品VGA图像最高到达30帧/秒。用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式。所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、饱和度、色度等都可以通过SCCB接口编程。OmmiVision图像传感器应用独有的传感器技术，通过减少或消除光学或电子缺陷如固定图案噪声、托尾、浮散等，提高图像质量，得到清晰的稳定的彩色图像【11】。OV7670有着高灵敏度，可以在低照度使用；它使用低电压，能够运用于嵌入式的开发和应用；有自动影响控制、图像缩放、光线补偿、50/60Hz自动检测、饱和度自动调节等功能。本设计运用的图像采集方法是单片机直接采集法，这种方法是最简单，最直接，但也是最不好实现的方法，因为大多数的CMOS芯片的时钟速度会到达惊人的24M，大多数的单片机的IO端口速度达不到这种高速，因此本设计选用了具有高速MCU的ARM单片机STM32。3.4.2OV7670引脚介绍OV7670视频口有八根数据线,SCCB总线SIO_C和SIO_D会外加上拉电阻，常见的是4.7K。Reset#低电平有效，当不使用时可连到DOVDD。如果Reset#连到DOVDD，就需要通过写SCCB存放器来进行软件复位【12】。各个引脚功能说明如下表3.4.2所示：表3.4.2OV7670引脚介绍引脚名字类型功能/说明A1AVDD电源模拟电源A2SIO_D输入/输出SCCB数据口A3SIO_C输入SCCB时钟口A4D1〔a〕输出数据位1A5D3输出数据位3B1PWDN输入〔0〕〔b〕POWERDOWN模式选择0：工作1：POWERDOWNB2VREF2参考参考电压-并0.1UF电容B3AGND电源模拟地B4D0输出数据位0B5D2输出数据位2C1DVDD电源核电压+1.8VDCC2VREF1参考参考电压-并0.1UF电容D1VSYNC输出帧同步D2HREF输出行同步E1PCLK输出像素时钟E2STROBE输出闪光灯控制输出E3XCLK输入系统时钟输入E4D7输出数据位7E5D5输出数据位5F1DOVDD电源I/O电源，电压〔1.7~3.0)F2RESET#输入初始化所有存放器到默认值0：RESET模式1：一般模式F3DOGND电源数字地F4D6输出数据位6F5D4输出数据位4注：a.YUV或RGB用8位D[7:0]〔D[7]高位,D[0]低位〕b.输入〔0〕表示有内部下拉电阻3.5液晶显示模块3.5.1SSD1289液晶显示芯片介绍图3.5.1SSD1289实物图SSD1289是一种TFTLCD驱动控制器。内部构成有RAM、电源电路、门驱动器和驱动。实物图如图。SSD1289自带变压器和电压转换器，内一个通用电压发生电路用来驱动TFT显示器的反电极。另外还有一个整合的伽马控制电路，用于配合软指令以提供最大的灵活性和最正确的显示效果【13】。DS1289的最低工作电压为1.16V，具有不同的节电模式。可进行长时间运行。其特点如下：工作电压：VDD=1.65V-1.95V〔不规那么的逻辑输入〕VDDIO=1.4V-3.6V〔规那么的逻辑输入〕VCI=2.5V-3.6V〔内部模拟电路的电源供给〕最大的门驱动输出电压：30Vp-p驱动源输出电压：0-5V低电流睡眠模式以及节能显示模式显示尺寸：240RGB×320显示颜色支持：26.2万色RGB非晶TFT面板支持动画显示的18位RGB接口〔VSYNC,HSYNC,DOTCLK,DEN,andD0-17〕片上172800字节的图形显示数据区RAM写同步功能支持线性和帧转换可以使用软件进行不同的中心滚屏、顶部滚屏、底部滚屏以及全部滚屏。片内电平发生器片内电压转换器高达6x/-6x可编程的伽马矫正曲线对VCOM标准的稳定存储可编程的公共电极电压幅度和一般结构的Cs水平支持Cs的门结构COG包可用SSD1289由STM32最小系统的电源扩展插针供电。SSD1289、OV7670和STM32构成了整个小车系统中的一个重要模块-实时摄像显示模块，在设计和电路连接时可以发现，它和蓝牙牙控制、电机驱动、无线接收所构成的控制模块，分别独立。3.5.2SSD1289引脚介绍SSD1289的接线引脚较多，具体的实物和摄像头、单片机的接线图将在硬件连接和调试局部进行介绍。下表3.5.2为其主要引脚的介绍和功能说明。表3.5.2SSD1289引脚介绍续表3.6稳压模块3.6.178M05性能介绍78M05中文名是三端中电流正固定电压稳压器，具有过流过热关断保护功能。输出电压：5V，输出电流:500mA(最大值)，输入偏置电流:3.2mA(典型值)，输入电压：35V(最大值)。78M05为最常用到的稳压芯片，可以快捷的在输入直流稳压时源,输出5v电压，为大多数的5V单片机运行所需的电压。在本次设计使用中，并没有使用常见的5V的51单片机，而是3.3V的STM32和MSP430单片机，由于在使用单片机时，方便程序的烧写和调试，所以都在其单片机的最小系统上进行，在最小系统上，它们自带了稳压变压元件，可以方便的接入5V电压，而输出使用的是3.3V电压。对于稳压芯片78M05，有不同的系列，比方ka7805，ads7805，cw7805等，性能有微小的差异，用的最多的还是lm7805。图3.6.178M05电路图其电路图如图3.6.1所示。图3.6.178M05电路图3.6.278M05引脚介绍12123图3.6.278M05实物图3.7电机驱动模块性能介绍L298N是SGS公司推出的一款全桥型能够承受高电压大电流的电机驱动控制器，有四个逻辑电路。它可以驱动两个直流电机或者一个两相步进电机。它具有承受高电压、大电流、操作简单快捷、稳定性好等特点。L298N的适用范围很广，大局部单片机都可以对其控制【14】。L298N芯片输出电压最高可达50V，它可以通过电源电路来变换所需输出电压；当然也能使用单片机的IO口提供信号，并且电路简单，使用方便【15】。在系统的小车设计中，我需要用L298N来驱动两个电机从而带转轮子，小车的第三个轮子由可旋转的多向轮子代替。因此需要把L298N的四个输出端分别接至两个直流电机，电机内通过电流后进行正反转动或停止。比方要实现左转，就【16】。电机控制逻辑表电机旋转方式控制端IN1控制端IN2控制端IN3控制端IN4输入PWM信号改变脉宽可调速调速端A调速端BM1正转10//1/反转01//1/停止00//1/M2正转//10/1反转//01/1停止00///13.7.2L298N引脚介绍图3.7.2L298N驱动引脚图图3.7.2为其引脚图，表3.6.2为其引脚功能表。L298N的VSS可接4．5～7V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为＋2.5～46V。输出电流可达2.5A，可驱动电感性负载。将引脚接输入控制电平，控制电机的正反转【17】。表3.7.2L298N引脚编号与功能引脚编号名称功能1电流传感器A此管脚与地相连用来测电流，并反响信号2输出引脚1全桥驱动器A的输出端1，用来接负载3输出引脚2全桥驱动器A的输出端2，用来接负载4电机电源端电源输入端5输入引脚1输入逻辑信号，来控制驱动开关A6使能端A使能控制逻辑电平信号，低电平时驱动不工作7输入引脚2输入逻辑信号，来控制驱动开关A8逻辑地接地端9逻辑电源端逻辑控制电路的电源输入端10输入引脚3输入逻辑信号，来控制驱动开关B11使能端B使能控制逻辑电平信号，低电平时驱动不工作12输入引脚4输入逻辑信号，来控制驱动开关B13输出引脚3全桥驱动器B输出端，连接负载14输出引脚4全桥驱动器B输出端，连接负载15电流传感器B在该引脚和地之间接小阻值电阻可用来检测电流3.7.3电机驱动原理L298N是一个典型的H桥驱动电路，它由四个三极管、一个电机的电路构成。接下来将具体介绍桥型电路原理，其原理图如图3.7.3所示。图3.7.3H桥电路原理图如下图，H桥中的直流电机要想转动，就需要单独导通Q1Q4或者Q2Q3。当电流从左到右流过直流电机或者从右到左流过时，电机将会有两个不同方向的转动动作。如图3.7.3所示，当Q1、Q4导通时，电流会从正极流入，流过Q1管、电机和Q4管后从负极流出，此时电机将顺时针转动。当Q3、Q2导通时，电流分别从Q3、图3.7.3H桥电路原理图电机正常驱动时，需要保证同一侧的三极管不能同时导通。如果同侧的两个三极管Q1和Q2同时导通，电流会直接流过Q1和Q2，产生很大的电流，可能会使三极管烧毁。所以为了保护电路，将会增加一个控制电路，防止三极管被烧坏【18】。.L298N与稳压模块78M05的硬件连接图3.7.3稳压驱动模块实物图为了使用连接的方便和美观，在78M05的芯片板上有一个专门的连接电机驱动的插孔，得到如上图3.7.3所示的实物图。这也是大多数的设计中常见的一个模块，可以有两个3.5V的干电池供电，等到5v的稳定电压输出，它可以直接使用于单片机和直流电机。图3.7.3稳压驱动模块实物图4系统软件设计4.1主程序图4.1主程序流程图在防碰撞系统的两个小车系统中，2号小车所要执行的是：能够实现远程蓝牙控制起停以及左右转弯、无线接收1号小车信号并作出防碰撞反响、实时摄像并显示前方路况。因此2号小车的主程序局部流程图4.1。图4.1主程序流程图4.2子程序编写功能流程图4.2.1无线模块无线模块所要实现的功能就是在接收到1号小车发出的无线报警信号后，作出回复，实现驱动模块的减速效果，从而实现整个防碰撞系统的主要功能。而蓝牙控制模块所要实现的是通过按钮实现小车的启动、停止、转弯等功能。初始化接受到1号小车无线信号初始化接受到1号小车无线信号小车电机模块进行减速停止接受到蓝牙停止信号YESYESNONO4.2.2蓝牙控制模块开始初始化开始初始化HC-06蓝牙连接请求建立连接电机做不同动作是否发送不同地址01信号终止NOYESYESNO蓝牙控制模块主要需要在开启小车电源后，使用蓝牙APP进行密码输入连接，待连接成功后，HC-06芯片指示灯会从闪烁变得稳定，这时就可以通过“键盘模式〞事先录入的不同按键所代表的地址，远程输入0、1信号，控制小车的前进、后退、左转、右转、停止。其流程图如图4.2.2所示。4.2.3摄像模块初始化电源是否开启STM32单片机工作停止初始化电源是否开启STM32单片机工作停止电源是否关闭YESNO图4.2.3无线模块流程图摄像头OV7670采集数据1SSD1289显示STM32处理信号循环子程序摄像5设计成果调试和实物图5.1设计步骤总结整个系统的硬件搭建工作大致分为以下几个阶段进行：(1)指导老师商议确定设计题目。(2)查阅相关文件及资料，了解当前课题的研究现状，并整理成文。(3)在确定整个2号小车的所要实现的功能前提下，选择所要使用的个模块芯片材料，进行购置。(4)学习各个元器件的使用，以及单片机STM32的根底学习。(5)使自己能够掌握主程序及各个模块的子程序编辑。(6)进行模拟的仿真搭建，绘制原理电路图。(7)在原理电路图的根底上进行硬件搭建，其中重要的是了解各个引脚的功能。(8)进行主程序、子程序的流程图绘制工作。(9)编写、烧写、调试程序。图智能小车实物图5.2设计成果实物图图智能小车实物图硬件搭建、连接完成后，〔实物图如图5.2.a所示〕为了能够实现原本所期望的功能，还需要进一步的硬件调试，实现远程蓝牙控制起停、转弯及实时摄像显示等功能。通电调试时，可以得到如下的摄像效果图，如图5.2.b。由于选材的问题，摄像头的性能不是太好，它的成图不是很清楚。图5.2.b摄像取景效果图总结图5.2.b摄像取景效果图通过本次的毕业设计的有关学习，了解了当前汽车化的快速开展，交通矛盾的逐渐严重，道路交通平安问题的日趋严重。在智能化汽车的研究和开发的进程种，我相信在不久的将来，社会日渐严重的交通问题、汽车控制问题将得到明显的改善，会大大的促进社会交通的和谐和平安。通过这次的毕业设计，我学到了不少的东西，不单单是在课堂上学习的51、52这些根本的单片机，而且去全新学习