1、 课课 程程 设设 计计 报报 告告 课题名称 基于 ARM 平台的智能遥控小车 专 业 电子信息工程技术 班 级 电子 B1512 班 姓 名 同 组 人 指导教师 2017-11-02 目目 录录 1.1.设计题目、要求及分工设计题目、要求及分工 . 3 1.1 设计题目 3 1.2 设计要求 3 1.3 分工 3 2.2.设计方案设计方案 3 3.3.硬件电路设计硬件电路设计 . 4 3.1 硬件系统整体分析 . 4 3.2 各模块功能介绍 . 4 3.2.1 L298N 驱动模块 . 4 3.2.2 NRF24L01 无线通信模块 5 3.2.3 STM32 处理器. 5 3.2.4
2、液晶屏显示模块 6 3.2.5 显示屏与微控制器通信方式 6 3.2.6 本章小结 7 4.4.软件系统的分析与设计软件系统的分析与设计 . 7 5.5.调试结果记录及分析调试结果记录及分析 . 9 5.1 作品编译环境 . 9 5.2 结果记录及分析 . 10 5.2.1 电阻式触摸屏调试记录 10 5.2.2 2.4G 无线通信模块调试记录. 10 5.2.3 直流电机调试记录 . 10 参考文献 11 附录附录 1 1. 12 附录附录 2 2. 21 3 1.设计题目、要求及分工 1.1 设计题目 本课程设计题目是基于 ARM 平台的智能遥控小车。在嵌入式高速发展，ARM 独占一席的今
3、天，熟练运用 ARM 对于电科大学生至为重要。 1.2 设计要求 由无线通信 NRF24L01 发射装置、STM32F103 微处理器和电阻式触摸屏构成 的遥控装置向主体小车发送信息,控制小车的运行。 由无线通信 NRF24l01 接收装 置、STM32F103 微处理器、L298N 直流电机驱动、直流电机组合的智能小车接收 遥控装置信息来达到主机遥控从机的目的。 1.3 分工 在本次设计中，张荣俊同学主要负责软件的设计与分析，赖庆鹏同学和汤青 红同学负责硬件电路的设计以及课程报告的撰写， 最后由我们三个人共同交流分 析，对整个系统以及设计报告进行了优化和改良。 2.设计方案 方案一：采用 S
4、TC89C52 单片机作为主控芯片，ESPP8266WIFI 模块作无线通 信、以及采用继电器对电动机进行控制,通过切换电动机的开关来调整小车的速 度。 该方案的优点是电路相对比较简单,但是它的缺点也比较多， 如： ESP8266WiFi 模块通信协议较为复杂，而继电器的响应时间偏慢,寿命较短,容易损坏,可靠性 也不是很高。故决定放弃此方案。 方案二：采用 STM32F103 系列单片机作为主控芯片，NRF24L01 模块作无线 通信、以及专用的电机驱动芯片 L298N 来控制直流减速电机，L298N 芯片是一个 具有高电压大电流的全桥驱动芯片，通过单片机的 IO 口输出电平来改变芯片控 制端
5、的输入电平，即可以实现对电机进行正转、反转和停止操作。用该芯片作为 电机驱动，驱动能力大、操作方便、稳定性好、性能优良。故决定采用该方案。 3.硬件电路设计 3.1 硬件系统整体分析 智能小车的硬件系统主要由电源模块、 MCU、 电阻式触摸屏模块、 电机驱动、 直流电机、2.4G 无线通信模块、车架等组成。其硬件系统框图如下： 图 3.1 硬件系统主机框图 图 3.2 硬件系统从机框图 3.2 各模块功能介绍 3.2.1 L298N 驱动模块 L298N 是 SGS 公司的产品,比较常见的是 15 脚 Multiwattt 封装的 L298N,内 部包含 4 通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两
6、个直流电机,或一个两相步进电 机。 L298N 可接受标准 TTL 逻辑电平信号 VSS，VSS 可接 4.57V 电压。4 脚 VS 接电源电压,VS 电压范围为+2.546V。输出电流可达 2.5A,可驱动电感性负载。1 脚和 15 脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信 号。L298N 可驱动 2 个电动机,OUT1,OUT2 和 OUT3,OUT4 之间可分别接电机。 电源模块 液晶显示模块 MCU 无线发送模块 MCU 无线接收模块 电机驱动模块 直流电机 电源模块 图 3.3 L298N 驱动模块原理图 图 3.4 L298N 驱动模块实物正面图 图 3.5 L298N 驱动模块实物背面图 3.2.2 NRF24L01 无线通信模块 本设计无线通信用到了 NRF24L01 模块，2.4G 通信是无线通信技术的一种, 因为其工作在 2.400GHz2.4835GHz 频段之间,所以被称为 2.4G 无线通信技
