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標(biāo)題: STM32單片機(jī)出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) [打印本頁(yè)]
作者: poliuy    時(shí)間: 2019-2-23 03:00
標(biāo)題: STM32單片機(jī)出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)
目錄

1              設(shè)計(jì)要求
2              方案設(shè)計(jì)
  3   硬件設(shè)計(jì)

3.1              總體硬件框圖
3.2              單元模塊設(shè)計(jì)
4              軟件設(shè)計(jì)

4.1 總體軟件框圖
4.2主程序
5              系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)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(shè)計(jì)總結(jié)

附錄

附錄A：元器件清單
附錄B：程序清單

           1    設(shè)計(jì)任務(wù)與要求
            1.1     設(shè)計(jì)任務(wù)
通過(guò)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(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)方案和用到的硬件和軟件如下：

（1）無(wú)線模塊：NR2401無(wú)線通信

（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：由于單片機(jī)輸出的電流有限，無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，因此需要通過(guò)專業(yè)的電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，本小車采用L298芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

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

（4）顯示模塊：本設(shè)計(jì)主要使用TFT顯示屏；

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

（6）光電碼盤：通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量速度。

           1.2     設(shè)計(jì)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(shè)定單程價(jià)格和往返價(jià)格，單程價(jià)格為2元/公里，往返價(jià)格為1.5元/公里。
              （4）車速<5公里/小時(shí)的時(shí)間累積為總等待時(shí)間，每5分鐘等待時(shí)間相當(dāng)于里程數(shù)增加1公里。
              （5）起步公里數(shù)為3公里，價(jià)格為5元，若實(shí)際距離大于3公里，按規(guī)則3計(jì)算價(jià)格。
              （6）按暫停鍵，計(jì)價(jià)器可暫停計(jì)價(jià)，按查詢鍵，可顯示總等待時(shí)間。

2．發(fā)揮部分


2             方案比較與論證
2.1方案設(shè)計(jì)
根據(jù)題目的要求和組內(nèi)討論，本設(shè)計(jì)采用了CHD1807-STM32為控制核心，采用L298芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，主要用7.2V/2000mAh的鋰電池給電機(jī)供電。通過(guò)光電碼盤計(jì)數(shù)，然后使用TFT液晶屏來(lái)顯示速度、時(shí)間和路程。

           3            硬件設(shè)計(jì)3.1小車實(shí)物模型

3.2總體硬件框圖

3.3單元模塊設(shè)計(jì)
電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝，主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)到45V；輸出電流大，瞬間峰值電流課達(dá)到3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。



單片機(jī)模塊：
  圖為單片機(jī)實(shí)物

單片機(jī)是小車的控制核心，也是TFT屏顯示的核心。



電源模塊

本設(shè)計(jì)的電源為車載電源。為保證電源工作可靠，單片機(jī)系統(tǒng)與動(dòng)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(wú)線模塊



                               圖 1.引腳說(shuō)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(guān)機(jī)模式。n RF2401 的
工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN 和CS 三個(gè)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(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生方波脈沖，在給定時(shí)間內(nèi)對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，就可以得出小車行駛的速度。然后通過(guò)對(duì)速度進(jìn)行積分就可以得出小車行駛的路程。得出的路程通過(guò)TFT屏顯示出來(lái)。



1         軟件設(shè)計(jì)
4.1軟件設(shè)計(jì)總框圖






4.2總程序
（見附錄）
                5     系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)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(cè)試期間為各待測(cè)系統(tǒng)供電；

掌握電機(jī)運(yùn)行速度與軟件設(shè)定值的關(guān)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(fù)雜，因此采用C語(yǔ)言編寫，通過(guò)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(gè)系統(tǒng)。在調(diào)試的過(guò)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(dāng)軟件和硬件的基本功能分別調(diào)試后，進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調(diào)試及優(yōu)化。


                 6       設(shè)計(jì)總結(jié)

我們是一個(gè)團(tuán)隊(duì)，也許我們不是每個(gè)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(gè)人的游戲，這是一個(gè)需要團(tuán)隊(duì)密切配合才能完成的任務(wù)，我們相互幫助，發(fā)揮自己擅長(zhǎng)的一面，盡自己最大的努力在為這個(gè)團(tuán)隊(duì)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(yùn)，氣度影響格局，態(tài)度決定高度，細(xì)節(jié)決定成敗。對(duì)于電子競(jìng)賽，我們應(yīng)該有正確的認(rèn)識(shí)，我們要以學(xué)知識(shí)為目的，拿獎(jiǎng)為動(dòng)力。只有我們有豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累，才能在賽場(chǎng)上贏得勝利。培訓(xùn)到競(jìng)賽是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，期間心態(tài)很重要，會(huì)遇到很多問(wèn)題，比如：做訓(xùn)練時(shí)不懂的知識(shí)，硬件、軟件調(diào)不出來(lái)，隊(duì)員之間的矛盾，外界壓力等，都需要我們?nèi)タ朔Ｆ渲�，最重要的是處理好�?duì)員之間的矛盾和心態(tài)；不懂的知識(shí)可以去學(xué)習(xí)；硬件、軟件調(diào)不出來(lái)，只要有耐心，認(rèn)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(cuò)誤，才能在培訓(xùn)和競(jìng)賽中有所收獲。

3. 回報(bào)：

我們是為了什么而參加，我們都有想過(guò) ，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(yàn)知識(shí)，也深刻的體會(huì)了“紙上得來(lái)終覺淺，絕知此事要躬行”這句話的含義。


總之，我們學(xué)到了很多，我們學(xué)會(huì)很多。


附錄
附錄A：元器件清單

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


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