基于STM32的远距离遥控自动避障小车设计

目录
  1. 引言
  2. 系统设计
    • 硬件设计
    • 软件设计
  3. 系统功能模块
    • 遥控控制模块
    • 自动避障模块
    • 驱动控制模块
    • 电源管理模块
  4. 控制算法
    • 遥控接收与解析
    • 避障算法
  5. 代码实现
    • 5.1 遥控接收与解析
    • 5.2 自动避障控制
    • 5.3 驱动控制
    • 5.4 电源管理
  6. 系统调试与优化
  7. 结论与展望

1. 引言

随着智能硬件的发展,遥控小车在教育、娱乐和机器人领域的应用越来越广泛。尤其是结合自动避障功能的遥控小车,不仅能提高小车的智能性,还能提升用户体验。本文设计了一款基于STM32的远距离遥控自动避障小车,能够通过遥控器进行远距离控制,并且具备自动避障的功能。


2. 系统设计

硬件设计

本系统主要由以下几个硬件模块构成:

  • 主控芯片:STM32F103系列单片机,作为系统的核心,负责控制各个模块的协调工作。
  • 遥控接收模块:通过红外接收模块或无线通信模块(如RF模块、蓝牙模块)接收遥控信号。
  • 避障传感器:超声波传感器用于检测前方的障碍物,激光雷达可以提供更高精度的障碍物信息(如果需要)。
1.时钟源 外部时钟 2.GPIO (实验:点亮LED灯,获取引脚的电平高低,将对应引脚置高置低)。 3.PWM-脉宽调制 主要是调节占空比(在小车中用来实现小车的加减速)。 4.TIMX定时器 5.红外遥控 主要运用了EXTI(外部中断/事件控制器),系统延时(系统滴答定时器SysTick)。 6.超声波避障 了解了超声波工作的原理,主要运用了TIM2定时器(用来定时测距),GPIO口。 7.红外探测 通过对障碍物和光的感应来返回电平的状态,从而达到避障和巡线效果。 8.测速码盘 (通过检测码盘上的凹槽数来获取脉冲数,通过计算公式得到小车当前速度) TIM3定时器(定时测速)。 9.PID算法 为了使小车的速度更快的达到目标值,获取更稳定的速度。 10.系统的使用 我们在小车加入系统,对小车的数据获取,状态实现任务化,使小车内的运作更加有序。我们主要使用μC/OS-II系统内核来实现系统。在实现过程中,我们了解了系统的任务调度以及任务运行和处理器之间的关系(多任务同时运行)。 μC/OS-II内核中的任务控制块,任务状态,以及多任务和任务的优先级类似操作系统中的进程操作。 11.任务间的通信 主要用到信号量(主要就是PV操作 P操作:占用资源。V操作:释放资源);邮箱(邮箱可以使一个任务或者中断服务子程序向另一个任务发送指针型的变量,通常该指针指向包含了“消息”特定的数据结构)。
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