1、基于M3的智能车红外遥控系统设计摘要在自动化技术不断改进的情况下，智能汽车的增长在大环境下取得了前所未有的增长。智.能作为现.代的新发明，是以后.的发.展方向，它可以按.照预.先设定.的模式在一个环.境.里自.动的运作，不需要人为的.管理，可应.用.于科.学勘.探等用途。智能遥控小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、左右转、停止和倒车的精确控.制。因此，智.能小车具有再编.程的特性，是机器人的.一种。本设.计采.用STM32单片.机加电机.驱.动.电.路和红外遥.控模.块，选用.模.块化的设计方案，运用红外.遥.控器控.制小.车的前.进、倒.车、左.转、右.转、启.动和停
2、止。关键词：智能度；遥控小车；STM32；红外遥控；Design of Infrared Remote Control Car Based on STM32ABSTRACTAccording to the rapid. progress of .computer, micro.electronics and .information technology, the development speed of intelligent. technology is faster and faster, the intelligence is higher and higher, and the ap
3、plication scope has been greatly expanded. Smart as a modern invention, is the development direction of later, it can be according to the preset mode automatically in an environment of operation, without the need of human management, can be used in scientific exploration and other purposes. The inte
4、lligent remote control car is one of them. The designer can realize the precise control of moving, turning and stopping by software programming. Therefore, the intelligent car has the characteristics of reprogramming and is a kind of robot.This design adopts the STM32 MCU and motor drive circuit and
5、 the infrared remote .control module., adopting. modular design, using the infrared. remote .control car for.ward, back.ward, turn left, turn right, start and stop.Key words: intelligence.; remote control car,;STM32; infrared. remote. control;目录摘要1ABSTRACT21 绪论41.1课题研究背景及意义41.2课题研究现状41.2.1国外研究现状41.2
6、.2国内研究现状51.3课题研究内容52 控制系统方案设计52.1系统组成框图52.2元器件选型62.2.1 主控制器62.2.2 供电单元62.2.3 驱动电机72.2.4 遥控单元72.3 本章小结83 系统硬件电路设计83.1主控制器83.2复位电路103.3时钟电路113.4电机驱动模块113.5红外遥控模块153.5.1红外发射器153.5.2红外接收器153.6电源模块163.7系统整体电路173.8 PCB板设计173.9 本章小结184 系统软件设计194.1系统使用软件简介194.2软件调试平台194.3系统流程图设计204.4 本章小结205 系统实现与调试21结论21参考
7、文献221 绪论1.1课题研究背景及意义在自动化技术不断改进的情况下，智能汽车的增长在大环境下取得了前所未有的增长。综合系.统感.知周围环.境变化、计划和控.制决.策以及自.动驾.驶仪构成了今天的智.能车。在原.有车.辆.系.统的.基.础上，智.能.汽车在一些高.科.技智.能技术.和设.备方面增添许多，如1）一种计算机处理系统，用于执行诸如从外部传感器获得的道路信息的预处理，分析，识别和辨别等任务；2）用来获得实时状况信息的各种传感智能车的主要的发展大方向是智能汽车领域，主要体现为汽车的驾驶主要通过对周围环境的感受、控制计划决策和决议实行三个进程实现。随着微电子技术的不断发展，单片机不仅具有更
8、高的集成度，而且还可以将CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、A/D转换器、D/A转换器集成在芯片上，体积越来越小，功耗更小，非常方便。这一.技术.推.动.了机.器人技术的.发展，机.器.人技.术的发.展非.常迅.速。机器人的设计和制造并不困难，它已经变得流行起来。通过.构.建.智.能.汽车系统，设.计并实施了自.动.控.制系统。在实.践中，我们熟.悉以单.片机.为核.心的控.制.芯片，完成汽车检.测，驱.动，显.示等外围电路设计。利用相关学科的理论知识了解，结合相关电路设计的实际实施，实现理论与实践的统一。在这个阶段过程中，你可以加深你对理.论知.识的理解和感受。因此，这种.设计与
9、现.实.生.活.相.结.合，具.有很.强的现.实.意义。它是一个综.合系统，结合了感知，计.划和决策功能，以及自.动.驾.驶。计.算.机，传.感，信.息，通.信，导航，人.工智.能和自.动.控.制技术相结合，是典.型的高.新.技.术.综.合.体。1.2课题研究现状 1.2.1国外研究现状发达国家对智能汽车的研究始于70年代,在这些国家当中，对智能车最为看重的国家当属美国和日本，通过开发基金投入大量资金，欧洲也支持智能车的研发。例如，2014年4月，在纽约举行的车展上，丰斯汽车展出了一款名为FV2的智能车。领先的 google公司在智能车行业颁布发表将搭载本身的 Android体系到合作伙伴出产
10、的汽车，这将对智能汽车产业产生巨大影响。奥迪、宝马、丰田和其他九大十世界汽车制造商在发布会上展示了他们最新的自驾车汽车。在汽车产业智能化发展的大背景下，国内外主要汽车厂商、互联网公司和汽车驾驶技术公司加大了研发和推广力度，加强了跨行业的合作。1.2.2国内研究现状与国外先.进的智.能.汽车.技.术相比，中.国的智.能.汽.车.产品.还比.较落.后。在一些大.型企.业中，工.业.AGV.车.辆.的应用相对.比较成熟。许多大学.都在不.断探索智.能.汽.车。在军.事.领.域，我国十分重视.遥.控.车.辆的研.制。高技术研究与发展计划纲要列举了智能机器人作为自动化技术的第二大主题，一些关键技术也在这
11、方面取得了很大的进步。无线遥控器专用车辆的运行频率是通过无线电传，传送给操作人员。目前，有比较成熟的山东理工大学和产麦子的空气涡轮机、持股机械股份有限公司联合的无线遥控器、科学技术大学研究的无线遥控器、拖拉机等。1.3课题研究内容红.外遥.控智.能车可分为三.大部分：红.外.遥.控.部分，执行.部分，控.制器。智能车应按按钮指示完成所需路线。该设计主要通过查阅大量文献资料，首先学习单片机 STM32的基本原理与电路图，然后分析智能车遥控系统的原理，并画出其硬件连接示意图，完成智能车的遥控系统总体方案的设计。通过.硬.件.电路的设计，包括系.统.主.电.路.的.设.计和遥.控.系.统电.路的软.
12、硬件设计，绘.制.软件设计.流.程图，完.成.软件的总.体设计.和程序的编写。通过硬.件和.软.件的设计.和.调试，实现了汽车的远.程.控制功能，使.汽车能够快.速、稳.定地.运行。这种智.能.遥控车既可应用于工业生产，又便于商场、家庭等商品的运输。2 控制系统方案设计2.1系统组成框图本设计的基本功能是：利用红外遥控器代替开关键来控制汽车的启停，可以方便地实现启动、停车、左转、右转、倒车等功能。为此，确定STM32F103.微.控.制.器.为.主控芯片，主要包括电.源.模块，电机驱.动模块.和红.外遥控模块。通过红.外遥控器.输入信息，红外接.收器反.馈给CPU.，通过主控制处理，来控.制.
13、电.机的.运行，实.现运.行，实.现智能驱动。为了更好.地完成.这项设.计任务，我们在.前.轮的两侧使.用了前.轮驱动和.电机.驱动的四.轮汽车。调整两个.车轮的转.速以控.制.转.向的目的。经.过软.件程序控.制和硬.件架构，结.合.远.程控.制。系统方案设计图如图2-1。STM32F103L298N电机驱动红外接收器红外遥控器电源 图2-1 系统方案设计图2.2元器件选型2.2.1 主控制器根.据设计要求，控.制.器主要用于.控制.电机，通过相关传.感器处.理道.路信息，并将处理后的.信号传递.给控制器。然后控制器执行相应的处理，以实现电机的前进和后退，从而确保汽车在允许范围内灵巧驾驶。方
14、案一：ARM.公.司CORTEX.-.M3.可作为系统的控.制器。该系统的优势在于其强大的系统功能，高集成度，稳定性和系统处理速度。它适宜作为大.规模实时.系.统的核.心.部.件。M3.处理器中的STM32.微控制.器专为高性.能，低.成本，低功耗.的嵌.入.式应.用.而设计。目前，该芯片的外部资源丰富、开源，满足了项目完成的设计要求。方案二：选用51单片机，智能车不仅可以达到预期的性能指标，还可以改善汽车的运行环境，并且易于启动。但它主要用于教学场合，性能要求低，且保护能力极差，容易烧毁芯片。虽然I/O.微.控.制器使用简单，但在高.电.平下没.有输.出功率，需.要.扩.展AD和EEPROM
15、.的功.能，增加了.硬件和软.件的负担。总之，该设计选择使用M3处理器中的STM32系列作为控制器。2.2.2 供电单元方案一：单.电.源用.于提.供.微.控制.器和.直.流.电机。这种解决.方案的.优点是减.轻了机身重.量，操.作简.单。这会使单片机产生震荡，影响单片机的工作性能，稳定性相对较弱。方案二：采用双电.源供.电方式，分别.使用两个独.立的电.源.给单片机和直流电.机供电。这种解决方案的优点是波动小，稳定性更好，使汽车运行更好。综合考虑，选择单电源供电。2.2.3 驱动电机方案一：DC电机的使用具有硬件电路设计简单的优点。施加额定直流电压时，车轮转速几乎相等，调速更方便，性价比高，可以很好地控制小车的运行。方案二：步进机电。步进电机可以实现精确的旋转角度输出，只要采用适当的脉冲序列，电机就可以按照预定的速率或方向继续反转。控制速率很慢，但软件程序的编程比直流机电更庞大。直流电机和步进电机的性能比较如表2.1所示。表2.1 电机性能对比对比项直流电机步进电机调速性能较好较差位置控制精度较差好控制难易程度简单
