基于STM32的智能汽车的发展
关键词：智能汽车，颜色识别，无限遥控器
摘要：随着工业自动化的发展，智能汽车已经广泛应用于工业生产中。智能汽车具有自动跟踪，自动避障，色彩识别，无限遥控等功能。而且能够在潮湿，多尘，油腻的地方和其他恶劣环境中工作。本篇文章研究如何实现自动控制跟踪和避障，颜色识别，并实现远程控制。实现汽车的智能化工作，可以代替人们进行劣的环境工作。
介绍：在电子设计大赛中经常出现多种智能车。具有自动跟踪，自动避障，颜色识别和无限遥控功能。自动跟踪和避障是基本功能，根据了光电传感器跟踪或图形图像识别技术，避障同时也可以通过光电传感器或超声波传感器完成。颜色识别也用于图像识别或光电传感器，无限遥控器可以实现对汽车的远程控制。
硬件电路设计：
直流电机的驱动电路设计
TB6612的引脚图如图1所示，图中PWMA,AIN2,AIN1控制整个电机，PWM2,BIN2和BIN1控制另外一路电机。PWMA和PWMB输出PWM波来控制电机的速度。AIN2 = 1，AIN1 = 0控制电机输顺时针旋转，AIN2 = 0,AIN1 = 1控制电机逆时针旋转。BIN2和BIN1控制逻辑带AIN2,AIN1。
控制逻辑
控制逻辑
TB6612引脚图
电机控制电路
电机控制电路如图2所示，从图中可以看出，BIN2,BIN1,AIN2,AIN1,PWMB,PWMA与微处理器相连，微处理器发出控制逻辑和PWM波 ，A01,A02驱动DC电机旋转，B01,B02和直流电机驱动旋转。
电机控制电路图
软件设计：
在本设计中，在KEIL 5下用C语言变成，完成TB6612的初始化和电机速度测量和跟踪，避障，颜色检测，无限遥控软件变成。
void TIM3_PWM_Set(u16 T_pwm,u16 psc_pwm,u8 re_map,u8 channel,u16 pwm_duty) {
RCC-gt;APB2ENR|=1;
switch (re_map)
{ case 0:
AFIO-gt;MAPRamp;=0XF8FFFFFF; AFIO-gt;MAPR|=0X04000000; AFIO-gt;MAPRamp;=0XFFFFF3FF; AFIO-gt;MAPR|=0lt;lt;10; RCC-gt;APB2ENR|=1lt;lt;2; RCC-gt;APB2ENR|=1lt;lt;3; GPIOA-gt;CRLamp;=0X00FFFFFF; GPIOA-gt;CRL|=0XBB000000; GPIOB-gt;CRLamp;=0XFFFFFF00; GPIOB-gt;CRL|=0X000000BB;
break;
case 2:
AFIO-gt;MAPRamp;=0XF8FFFFFF; AFIO-gt;MAPR|=0X04000000; AFIO-gt;MAPRamp;=0XFFFFF3FF; AFIO-gt;MAPR|=2lt;lt;10; RCC-gt;APB2ENR|=1lt;lt;3; GPIOB-gt;CRLamp;=0XFF00FF00; GPIOB-gt;CRL|=0X00BB00BB; break; case 3: AFIO-gt;MAPRamp;=0XF8FFFFFF; AFIO-gt;MAPR|=0X04000000; AFIO-gt;MAPRamp;=0XFFFFF3FF; }
在上诉的代码中，实现了PWM波形的输出控制，并调整了参数以实现PWM的占空比的调节，从而实现电机速度的调整。
总结：本文介绍了智能车的实现方法，给出了硬件电路设计，并用Keil语言进行了C语言编程，实现了汽车自动跟踪和避障，色彩检测，无线遥控功能。 由于空间有限，仅给出了调整PWM波形的代码。 通过测试，它符合设计要求，具有一定的实用价值。
超声波测距
摘要：本文涉及在当前环境中验证测量距离超声波传感器的精度。 作为测量传感器，选择SFR08型，配备I2C通信接口，允许寻址。 这一事实使得创建传感器阵列变得简单。 控制和可视化系统是基于PC的。 由于使用了通信卡NI USB 8451.验证测量的目的是确定实际的传感器精度，尤其是在测量较长距离时。 当评估传感器的精度时，不包括在测量数据的温度补偿中。
关键词：超声波传感器，I2C通信接口，虚拟仪器
- 介绍
通常用于自动化任务中，以测量距离，位置变化，例如存在探测器或在特殊应用中。在测量透明材料的纯度时。它们基于测量超声波传播时间的原理。该原理确保可靠的检测与物体的颜色再现或设计及其表面类型无关。甚至可以可靠地检测诸如液体，散装材料，透明物体，玻璃等材料。使用它们的另一个理由是它们在侵蚀性环境中使用，对污垢的敏感性不是很高并且还有测量距离的可能性。超声波传感器以许多机械设计制造。对于实验室用途，用于发射器和接收器的简单用途通常构造坚固的金属壳体。某些类型允许使用电位计或数字调整灵敏度。此外，输出可以是统一版本或直接以数字形式的模拟信号。对于可以通过通信接口连接到PC的传感器，可以设置所有传感器工作范围和测量距离的参数。
- 超声波测距
超声波在环境中具有与可听声音类似的传播特性。 这是机械振动粒子环境。 超声波传播可以是气态，液态和固态。 对于超声波通常被认为是频率高于20kH的声音。根据用途，超声波可分为两组：主动超声波，当运用时表现出物理或化学作用。生成的输出达到更高的值。超声波用于清洁，焊接，钻孔等。无源超声输出是在通常很小的值下产生的对比度。 他的主要应用领域是测量距离，检测材料缺陷和材料厚度，测量液体和气体的流量以及医疗保健中的诊断。 声速取决于其移动的环境类型以及环境的当前温度。 某些材料的声速如表1所示
|
气态 |
固态 |
液态 |
|||||
|
（m/s） |
（m/s） |
（m/s） |
|||||
|
空气（0°C） |
331 |
铝 |
5100 |
水（20°C） |
1481 |
||
|
空气（20°C） |
343 |
钢 |
5000 |
水（25°C） |
1497 |
||
|
氦（25°C） |
965 |
混凝土 |
1700 |
汽油（20） |
1170 |
||
|
氢气（25） |
1284 |
铜 |
3500 |
汞（25） |
1450 |
||
2.1超声波传感器
超声波传感器的工作原理是测量通常发送几个非常短的脉冲和接收发射信号的反射之间的时间。 基本构建块是发送器和接收器。 发射器块可以由两种类型的换能器组成：磁致伸缩换能器，在低频下工作，其原理基于磁性材料长度的机械变化。压电换能器，在高频下工作，其原理基于逆压电效应。 超声波接收器基于将机械波反射回电信号的原理。
2.2超声波传感器SRF08
超声波传感器SRF08有时也称为声纳。 它是一种超声波障碍物探测器。 它能够测量最远11米的距离。 传感器的测量原理是第八周期的超声波信号和40kHz的频率。声纳测量发送测试信号和接收反射之间的时间。 测量值（单个反射）最多存储16个寄存器，然后可以从中读取数据主系统。 从这个原理出发，它遵循这种传感器的最大优点之一为仅在所需距离测量物体的可能性。传感器通过I2C总线进行通信。 这一事实允许寻址传感器并创建传感器阵列。 除了更改生产中设置的基址之外，传感器还可以选择测量环境光的单位和输出变量，纳也适用于神经网络。
2.3SRF08传感器基本参数
电源电压：5V 电流消耗12mA
等待频率：40kHz 测量范围：43mm-11000mm
通信总线：12C 基地址：0xE0
测量模式：多重回波
传感器SRF08寄存器列表如下表所示，第一个寄存器只允许写（0-2），其他寄存器只读和写，SRF08总共有36个寄存器。
表2：SRF08寄存器
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地址 |
读 |
写 |
|
|
0 |
修订版SW |
命令注册表 |
|
|
1 |
灯光 |
获得信号 |
|
|
2 |
增益回声MSB |
||
|
3 |
增益回声LSB |
||
|
~ |
~ |
~ |
|
|
34 |
增益回声MSB |
||
|
35 |
增益回声LAB |
||
2.4解决传感器和测量问题
测量过程首先在命令寄存器中写入80到82的内容。 根据适当单位的测量值的内容（英寸，厘米）， 在人工神经网络的情况下，必须以属于给定命令的单元格式之一指定命令83至85中的一个，其与测量模式中的命令相同。 可以通过将值160到170写入下表中的命令寄存器来完成传感器地址的更改。
表3：测量和解决SRF08
|
命令 |
描述 |
|||
|
Dec |
Hex |
|||
|
80 |
50 |
测量（英寸） |
||
|
81 |
51 |
测量（厘米） |
||
|
82 |
52 |
测量（微米） |
||
|
83 |
53 |
神经网络模式（英寸） |
||
|
84 |
54 |
神经网络模式（厘米） |
||
|
85 |
55 |
神经网络模式（微米） |
||
|
160 |
A0 |
地址1字节 |
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