标题: STM32单片机出租车计价器设计 [打印本页]
作者: poliuy    时间: 2019-2-23 03:00
标题: STM32单片机出租车计价器设计
目录

1              设计要求
2              方案设计
  3   硬件设计

3.1              总体硬件框图
3.2              单元模块设计
4              软件设计

4.1 总体软件框图
4.2主程序
5              系统调试与测试

5.1 硬件调试
5.2 软件调试
5.3软硬件联合调试
6              设计总结

附录

附录A：元器件清单
附录B：程序清单

           1    设计任务与要求
            1.1     设计任务
通过组内讨论以及题目的要求，在下面的文章中我们总体介绍出租车计价器的设计方案和用到的硬件和软件如下：

（1）无线模块：NR2401无线通信

（2）电机驱动模块：由于单片机输出的电流有限，无法直接驱动电机工作，因此需要通过专业的电路进行驱动，本小车采用L298芯片驱动电机。

（3）单片机模块：根据使用的传感器和控制策略的不同，单片机的选择也不同。本设计主要采用CHD1807-STM32单片机。

（4）显示模块：本设计主要使用TFT显示屏；

（5）电源模块：通过2940稳压芯片得到5v电压使能驱动桥，再通过1117稳压芯片得到3.3V电压给单片机供电，驱动桥直接用7.2V电池供电；

（6）光电码盘：通过脉冲计数来测量速度。

           1.2     设计要求
    （1）能显示里程，单位为公里，最后一位为小数位。
              （2）能显示金额数，单位为元，最后一位为小数位。
              （3）可设定单程价格和往返价格，单程价格为2元/公里，往返价格为1.5元/公里。
              （4）车速<5公里/小时的时间累积为总等待时间，每5分钟等待时间相当于里程数增加1公里。
              （5）起步公里数为3公里，价格为5元，若实际距离大于3公里，按规则3计算价格。
              （6）按暂停键，计价器可暂停计价，按查询键，可显示总等待时间。

2．发挥部分


2             方案比较与论证
2.1方案设计
根据题目的要求和组内讨论，本设计采用了CHD1807-STM32为控制核心，采用L298芯片驱动电机，主要用7.2V/2000mAh的锂电池给电机供电。通过光电码盘计数，然后使用TFT液晶屏来显示速度、时间和路程。

           3            硬件设计3.1小车实物模型

3.2总体硬件框图

3.3单元模块设计
电机驱动模块
L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装，主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达到45V；输出电流大，瞬间峰值电流课达到3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机。



单片机模块：
  图为单片机实物

单片机是小车的控制核心，也是TFT屏显示的核心。



电源模块

本设计的电源为车载电源。为保证电源工作可靠，单片机系统与动力伺服系统的电源采用了大功率、大容量的7.2V/2000mAh蓄电池。


无线模块



                               图 1.引脚说明
                               图 2.硬件接口
nRF2401 有工作模式有四种：收 发模式、配 置模式、空 闲模式和关机模式。n RF2401 的
工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN 和CS 三个引脚决定。
nRF2401 的收发模式有ShockBurstTM 收发模式和直接收发模式两种，收发模式由器
件配置字决定。


光电码盘





通过电机的转动带动码盘转动，从而产生方波脉冲，在给定时间内对脉冲计数，就可以得出小车行驶的速度。然后通过对速度进行积分就可以得出小车行驶的路程。得出的路程通过TFT屏显示出来。



1         软件设计
4.1软件设计总框图






4.2总程序
（见附录）
                5     系统调试与测试
5.1 硬件调试

软件KEIL4用于调试软件；

直流稳压电源在测试期间为各待测系统供电；

掌握电机运行速度与软件设定值的关系，与软件算法协调调试，使静态误差最小。


5.2 软件调试

本程序较大且复杂，因此采用C语言编写，通过keil软件的不断修改，采用自下而上的调试方法，先调试功能电路，再调试整个系统。在调试的过程中与硬件的调试相结合，提高了调试的效率。


5.3软硬件联合调试

当软件和硬件的基本功能分别调试后，进行软硬件联合调试及优化。


                 6       设计总结

我们是一个团队，也许我们不是每个方面都是那么优秀，但是我们组合在一起，却都发挥了大家最大的力量。这不是一个人的游戏，这是一个需要团队密切配合才能完成的任务，我们相互帮助，发挥自己擅长的一面，尽自己最大的努力在为这个团队付出着，我们分工明确，力求让每一步都完美，我相信，我们能做到。

2. 态度

性格决定命运，气度影响格局，态度决定高度，细节决定成败。对于电子竞赛，我们应该有正确的认识，我们要以学知识为目的，拿奖为动力。只有我们有丰富的知识和经验的积累，才能在赛场上赢得胜利。培训到竞赛是一个漫长的过程，期间心态很重要，会遇到很多问题，比如：做训练时不懂的知识，硬件、软件调不出来，队员之间的矛盾，外界压力等，都需要我们去克服。其中，最重要的是处理好队员之间的矛盾和心态；不懂的知识可以去学习；硬件、软件调不出来，只要有耐心，认真分析就能找出原因； 阻碍我们发展的往往是自己心情，心胸开阔，善于接受意见和容忍别人的错误，才能在培训和竞赛中有所收获。

3. 回报：

我们是为了什么而参加，我们都有想过 ，我们付出了 ，究竟能得到什么，不管结果如何，我们都是胜利者，我们获得了经验知识，也深刻的体会了“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”这句话的含义。


总之，我们学到了很多，我们学会很多。


附录
附录A：元器件清单

CHD1807-STM32单片机、E18-D80NK传感器、TCRT5000光电传感器、L298N电机驱动芯片、7.2V/2000mAh蓄电池、TFT显示屏等。


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