STM32單片機出租車計價器設計

ID:456914 · 發(fā)表于 2019-2-23 03:00

目錄

1             設計要求
2             方案設計
  3 硬件設計

3.1             總體硬件框圖
3.2             單元模塊設計
4             軟件設計

4.1 總體軟件框圖
4.2主程序
5             系統(tǒng)調(diào)試與測試

5.1 硬件調(diào)試
5.2 軟件調(diào)試
5.3軟硬件聯(lián)合調(diào)試
6             設計總結(jié)

附錄

附錄A：元器件清單
附錄B：程序清單

         1 設計任務與要求

1.1 設計任務

通過組內(nèi)討論以及題目的要求，在下面的文章中我們總體介紹出租車計價器的設計方案和用到的硬件和軟件如下：

（1）無線模塊：NR2401無線通信

（2）電機驅(qū)動模塊：由于單片機輸出的電流有限，無法直接驅(qū)動電機工作，因此需要通過專業(yè)的電路進行驅(qū)動，本小車采用L298芯片驅(qū)動電機。

（3）單片機模塊：根據(jù)使用的傳感器和控制策略的不同，單片機的選擇也不同。本設計主要采用CHD1807-STM32單片機。

（4）顯示模塊：本設計主要使用TFT顯示屏；

（5）電源模塊：通過2940穩(wěn)壓芯片得到5v電壓使能驅(qū)動橋，再通過1117穩(wěn)壓芯片得到3.3V電壓給單片機供電，驅(qū)動橋直接用7.2V電池供電；

（6）光電碼盤：通過脈沖計數(shù)來測量速度。

1.2 設計要求

（1）能顯示里程，單位為公里，最后一位為小數(shù)位。

（2）能顯示金額數(shù)，單位為元，最后一位為小數(shù)位。

（3）可設定單程價格和往返價格，單程價格為2元/公里，往返價格為1.5元/公里。

（4）車速<5公里/小時的時間累積為總等待時間，每5分鐘等待時間相當于里程數(shù)增加1公里。

（5）起步公里數(shù)為3公里，價格為5元，若實際距離大于3公里，按規(guī)則3計算價格。

（6）按暫停鍵，計價器可暫停計價，按查詢鍵，可顯示總等待時間。

2．發(fā)揮部分

2 方案比較與論證
2.1方案設計

根據(jù)題目的要求和組內(nèi)討論，本設計采用了CHD1807-STM32為控制核心，采用L298芯片驅(qū)動電機，主要用7.2V/2000mAh的鋰電池給電機供電。通過光電碼盤計數(shù)，然后使用TFT液晶屏來顯示速度、時間和路程。

3 硬件設計3.1小車實物模型

3.2總體硬件框圖

3.3單元模塊設計
電機驅(qū)動模塊

L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機驅(qū)動芯片。該芯片采用15腳封裝，主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達到45V；輸出電流大，瞬間峰值電流課達到3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機。

單片機模塊：

圖為單片機實物

單片機是小車的控制核心，也是TFT屏顯示的核心。

電源模塊

本設計的電源為車載電源。為保證電源工作可靠，單片機系統(tǒng)與動力伺服系統(tǒng)的電源采用了大功率、大容量的7.2V/2000mAh蓄電池。

無線模塊

圖 1.引腳說明

圖 2.硬件接口

nRF2401 有工作模式有四種：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關機模式。n RF2401 的

工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN 和CS 三個引腳決定。

nRF2401 的收發(fā)模式有ShockBurstTM 收發(fā)模式和直接收發(fā)模式兩種，收發(fā)模式由器

件配置字決定。

光電碼盤

通過電機的轉(zhuǎn)動帶動碼盤轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生方波脈沖，在給定時間內(nèi)對脈沖計數(shù)，就可以得出小車行駛的速度。然后通過對速度進行積分就可以得出小車行駛的路程。得出的路程通過TFT屏顯示出來。

1 軟件設計
4.1軟件設計總框圖

4.2總程序

（見附錄）

5 系統(tǒng)調(diào)試與測試

5.1 硬件調(diào)試

軟件KEIL4用于調(diào)試軟件；

直流穩(wěn)壓電源在測試期間為各待測系統(tǒng)供電；

掌握電機運行速度與軟件設定值的關系，與軟件算法協(xié)調(diào)調(diào)試，使靜態(tài)誤差最小。

5.2 軟件調(diào)試

本程序較大且復雜，因此采用C語言編寫，通過keil軟件的不斷修改，采用自下而上的調(diào)試方法，先調(diào)試功能電路，再調(diào)試整個系統(tǒng)。在調(diào)試的過程中與硬件的調(diào)試相結(jié)合，提高了調(diào)試的效率。

5.3軟硬件聯(lián)合調(diào)試

當軟件和硬件的基本功能分別調(diào)試后，進行軟硬件聯(lián)合調(diào)試及優(yōu)化。

6 設計總結(jié)

團隊合作：

我們是一個團隊，也許我們不是每個方面都是那么優(yōu)秀，但是我們組合在一起，卻都發(fā)揮了大家最大的力量。這不是一個人的游戲，這是一個需要團隊密切配合才能完成的任務，我們相互幫助，發(fā)揮自己擅長的一面，盡自己最大的努力在為這個團隊付出著，我們分工明確，力求讓每一步都完美，我相信，我們能做到。

2. 態(tài)度

性格決定命運，氣度影響格局，態(tài)度決定高度，細節(jié)決定成敗。對于電子競賽，我們應該有正確的認識，我們要以學知識為目的，拿獎為動力。只有我們有豐富的知識和經(jīng)驗的積累，才能在賽場上贏得勝利。培訓到競賽是一個漫長的過程，期間心態(tài)很重要，會遇到很多問題，比如：做訓練時不懂的知識，硬件、軟件調(diào)不出來，隊員之間的矛盾，外界壓力等，都需要我們?nèi)タ朔�。其中，最重要的是處理好隊員之間的矛盾和心態(tài)；不懂的知識可以去學習；硬件、軟件調(diào)不出來，只要有耐心，認真分析就能找出原因；阻礙我們發(fā)展的往往是自己心情，心胸開闊，善于接受意見和容忍別人的錯誤，才能在培訓和競賽中有所收獲。

3. 回報：

我們是為了什么而參加，我們都有想過，我們付出了，究竟能得到什么，不管結(jié)果如何，我們都是勝利者，我們獲得了經(jīng)驗知識，也深刻的體會了“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”這句話的含義。

總之，我們學到了很多，我們學會很多。

附錄

附錄A：元器件清單

CHD1807-STM32單片機、E18-D80NK傳感器、TCRT5000光電傳感器、L298N電機驅(qū)動芯片、7.2V/2000mAh蓄電池、TFT顯示屏等。

全部資料51hei下載地址(程序+資料)：

http://www.denmoz.com/bbs/dpj-148238-1.html

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