整个程序应用了STM32大量的资源:
ADC模块:采集电阻分压后的电池电压,采集模拟CCD摄像头数据;
TIM1:初始化为PWM输出,CH1,CH4输出双路10KHZ的PWM控制电机;
TIM2:初始化为正交编码器模式,硬件采集编码器1数据;
TIM3:CH3初始化为超声波的回波采集接口;
TIM4:初始化为正交编码器模式,硬件采集编码器2数据;
USART1:通过串口1把数据发到串口调试助手;
USART3:通过串口3接收蓝牙遥控数据,接收方式为中断接收。并发送数据给app;
IIC:利用IO模拟IIC去读取MPU6050的数据,原理图上MPU6050链接的是STM32的硬件IIC接口,但是因为STM32硬件IIC不稳定,所以默认使用模拟IIC;
SPI:利用IO模拟SPI去驱动OLED显示屏,硬件SPI驱动NRF2401;
GPIO:读取按键输入,控制LED,控制电机使能和正反转;
SWD:提供用于在线调试的SWD接口;
EXTI:由MPU6050的INT引脚每5ms触发一次中断,作为控制的时间基准。
MPU6050传感器芯片融合了3轴MEMS陀螺仪、3轴MEMS加速度计,且还有一个IIC端口供连接其他传感器使用。MPU6050的加速度计和陀螺仪分别有3个16位AD转换器将采集的数据数字化输出。
MPU6050的主要作用是进行姿态信息数据的采集。主控器STM32通过IIC总线读取MPU6050采集的加速度和角速度的数据信息,将采集到的姿态数据信息通过软件算法处理得到维持平衡电机所需要的PWM控制量,主控器STM32同时还有两个按键中断信号进行是否转弯的判断,同时也会产生小车转向时电机所需要的PWM控制量,将这俩个控制量同时作用于电机驱动电路,使得直流电机进行对小车保持平衡以及转向的工作,然后返回到MPU6050进行姿态信息采集处理的过程,如此循环,使得电动车能够保持平衡。本文设计的硬件电路主要有主控器STM32最小系统电路,MPU传感器模块,LED模块,按键中断电路,STLINK接口电路,启动模式选择电路,线性CCD接口电路,无线模块接口电路,4线SPIOLED接口电路,电机控制接口电路,电源电路,电机驱动电路,OLED显示屏电路。文献综述
2。2。2锂电池及充电方式
小车选择的是航模锂电池供电,当电池过放时,会永久损坏电池,小车设有电池电压检测功能,当显示屏上显示电压低于11。1V时,在默认的程序里系统会自己关闭电机。如果使用APP,当电量剩余30%时,APP会提醒您充电的。充电的时候,刚开始是快速充电部分,最后是涓流充电部分,但是涓流充电部分需要很多时间,所以在显示灯有俩个绿灯常亮的时候就可停止充电。如图2-4所示为充电电源示意图:
图2-4 充电电源 图2-5 直流无刷电机
2。2。3电机简介
如图2-5所示,这个电机的额定电压是12V,如果工作在更高的的电压下,容易造成电机损坏。如果在低于12V的电压,如8V下面工作,电机达不到额定功率,扭矩和转速都会下降。一般11-13V的电压可以让电机达到理想的工作状态。电机尾部自带了13线的磁(霍尔)编码器,电机减速比1:30,故车轮转一圈,电机输出390个脉冲,倍频之后是1560。编码器集成上拉电阻和比较整形功能,可以直接输出方波。编码器一般使用5V供电即可。电机配有金属减速箱,额定电压下,减速后空载330RPM(转每分钟)电机不可长时间超载运行或者堵转,容易造成电机损坏。
2。2。4 OLED显示屏
OLED可以显示小车的基本信息,如图2-6所示
图2-6 OLED显示屏
OLED器件的核心层厚度很薄,厚度可以小于1mm,为液晶的1/3。OLED器件为全固态机构,无真空,液体物质,抗震性好,可以适应巨大的加速度,震动等恶劣环境。主动发光的特性使OLED几乎没有视角限制,视角一般可达到170度,具有较宽的视角,从侧面看也不会失真。OLED显示屏的响应时间超过TFT-LCD液晶屏。TFT-LCD响应时间时间大约是几十毫秒,现在做得最好的TFT-LCD响应时间也只有12秒。而OLED显示屏的响应时间大约是几微秒到几十微秒。OLED低温特性好,在零下40摄氏度都能正常显示,目前航天服上也使用OLED作为显示屏。而TFT-LCD的响应速度随温度发生变化,低温下,其响应速度变慢,因此,液晶在低温下显示效果不好。OLED采用有机发光原理,所需材料很少,制作工序少,成本大幅降低。OLED采用的二极管会自行发光,因此不需要背面光源,发光转化率高,能耗比液晶低,OLED能够在不同材质的基板上制造,厂家甚至可以将电路印刷在弹性材料上——做成能弯曲的柔软显示器。低压直流驱动,5V以下,用点电池就能点亮。高亮度可达300明流以上。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766- STM32单片机智能小车控制系统设计+源程序(4):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_100199.html