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2014—2015学年第二学期期末考试 《嵌入式系统原理及应用》实践考核 项目设计说明书 专 业： 电子科学与技术 学 号： 20120510104 姓 名： 游 建 雷 任课教师： 陈 立 刚 2015年 5 月 25 日 2014—2015学年第二学期期末考试 《嵌入式系统原理及应用》实践考核 项目设计说明书 专 业： 电子科学与技术 学 号： 20120510124 姓 名： 郑旭 任课教师： 陈 立 刚 2015年 5 月 25 日 考核项目及要求 项目一：上机仿真 1．考核要点 掌握嵌入式系统原理基本知识； 包括嵌入式最小系统知识，定时器应用，中断应用、接口模块电路应用、PWM及方波的应用； 熟练使用keil编程软件编写各模块电路的调试程序。 2．仿真要求 学生上机综合设计调试，硬件电路及程序设计合理，实现预定的功能。 项目二：智能小车硬件电路模块的选型与制作 1．考核要点 掌握嵌入式系统、电机模块及驱动、避障模块在实际操作中的基本知识； 实验板包括嵌入式最小系统、复位电路、电机驱动模块电路、避障模块电路等的选型与制作； 熟练使用keil编程软件编写各模块电路的调试程序。 2．作品要求 学生自行运用工具进行作品的设计、仿真及演示，达到正确实现、布局合理、美观整洁。 项目三：智能小车底盘设计 1．考核要点 理解电机的工作原理； 了解部分机械机构的设计方法； 掌握智能小车的整体安装方法。 2．作品要求 学生独立设计安装，车身结构美观，布局合理，功能实现。 目录 一．避障小车功能设计说明 4 二．硬件设计 5 2.1 元器件选择 5 2.2小车整体架构原理设计处理 5 三．软件设计 8 3.1功能设计流程图 8 3.2程序设计目录 9 四．测试与总结 12 五．实物展示 13 基于ARM的避障小车 一．避障小车功能设计说明 基于ARM避障小车是运用STM32F103C8T6为核心芯片、以3个传感器、以及2个L298N电机为基本构架。通过传感器模块精确测距离远近，将模拟电流信号转化成数字信号，通过改变高低电平，向STM32芯片传送高电平1，表示前方无障碍。遇到障碍时，正前方传感器由1变0，表示前方有障碍，通过32芯片驱动电机，两轮反转，向后行驶。当左侧遇到障碍，左侧传感器由1变0，左轮正常行驶，右轮停转，车子向右转。当右侧遇到障碍，右侧传感器由1变0，右轮正常行驶，左轮停转，车子向左转。 二．硬件设计 2.1 元器件选择 元件数量STM32F103C8T6芯片1个L298N电机2个小车车轮2个小车底座1个电源模块1个红外传感器3个传感器模块1个万向轮1个杜邦线若干螺丝螺母若干开关1个 2.2小车整体架构原理设计处理 嵌入式最小系统即是在尽可能减少上层应用的情况下，能够使系统运行的最小化模块配置。以ARM内核嵌入式微处理器为中心，具有完全相配接的Flash电路、SDRAM电路、JTAG电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统总线扩展等，保证嵌入式微处理器正常运行的系统，可称为嵌入式最小系统。对于一个典型的嵌入式最小系统，以ARM处理器为例，其构成模块及其各部分功能如图1所示，其中ARM微处理器、FLASH和SDRAM模块是嵌入式最小系统的核心部分。 使用L298N芯片驱动电机?L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用的IO口提供信号，而且带有使能端，方便PWM调速，电路简单，性能稳定，使用比较方便。L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，正好符合我们小车两个二相电机的驱动要求。 电源电路中使用了大量的去耦电容，用于滤除交流成分，使输出的直流电源更平滑。同时，每个芯片的电源引脚和地之间都连接了这样的去耦电容，以防止电源噪声影响元件正常工作。 红外位置传感器，用漫反射式光电开关进行避障。红外线光电开关（光电传感器）属于光电接近开关的简称，它是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，由同步回路选通而检测物体的有无，其物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均可检测。漫反射式光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开