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文件编号：项目编号：机密级别：绝密机密内部文件部门：11组拟制：龙操玉年月日校对：年月日审核：年月日批准：年月日手机遥控智能小车设计技术设计方案文档修订记录日期版本说明作者2017.9.25V1.0文档生成龙操玉2017.9.26V1.1文档修订完成龙操玉一、项目名称《基于STM32F407的手机遥控智能小车的设计》二、设计要求及性能指标设计一个基于STM32F407的手机遥控智能小车，选用STM32F407作为主控芯片进行设计和实现。具体任务包括项目的可行性分析，硬件电路的设计，系统软件设计，仿真调试，实际测试等。具体要求如下：（1）根据提供的原理图和相关资料，了解、掌握小车运行的工作原理，熟悉所用到的硬件模块工作原理（2）学习掌握STM32F407库函数编程环境，掌握相关的库函数（3）编写STM32F407程序，应用电机驱动模块、蓝牙模块和语音模块，实现小车根据接收到的指令（手机发出）完成相应的动作，并通过语音模块告知指令内容三、项目总体方案设计1、系统总体方案根据课程设计的要求，系统设计方案如下：以STM32F407作为微控制器，以电机驱动电路和两个直流减速电机构成电机驱动模块；语音模块作为语音控制电路、以在特定的操作下产生相应的语音；以蓝牙模块和手机蓝牙相连接，以接收手机相应的指令；以7805稳压管构成电源电路。手机遥控智能小车系统结构框图如图1所示。图1手机遥控智能小车系统结构框图手机遥控小车就是通过手机蓝牙和智能小车无线连接，通过蓝牙发送指令，小车接送到指令后，就会按照预先设定的程序，执行相应的操作，并由语音模块发出一系列相应的语音。为了实现这一目的，就需要有信息处理功能的微处理器来接收手机蓝牙发送的相应指令，然后将处理的指令发送到执行机构来执行，这就需要电机驱动模块，来实现小车的行走功能，而一个完整的系统，还需要有电源模块来提供能量。系统的基本原理：预先在单片机内编程，使得相应的指令对应控制小车相应的轮子。然后手机通过蓝牙将相应的指令发送到单片机，以控制小车的运行。2、关键技术、设计难点及其解决方案关键技术：1、能做到小车和手机无线连接，控制方便。2、需要一个中央大脑，既能接收到手机的指令，又能奖指令传送给小车。3、小车的接收到相应的指令后，可以做出相应的运用或者操作。难点：1、如何选择相应的中央大脑，选好之后怎么设置指令能做到简单和准确。2、如何选择相应的驱动电路。如何操作。解决方案1、选择单片机芯片作为中央控制大脑，2、通过学习相关芯片的技术手册对芯片进行初始化调试。3、根据小车具体的相应过程进行能进一步的优化。四、项目详细方案设计1、核心器件选型（分析核心器件有哪些？选型的依据和原则是什么？有哪些可以选择的器件？为什么要选择最终的那个器件？)（1）STM32F407主控芯片（2）BLE100蓝牙芯片（3）JQ8400语音芯片(4)L298N驱动芯片2、硬件电路设计（给出系统的硬件电路设计，并分析其工作原理。)(1)手机遥控智能小车硬件设计手机遥控智能小车的硬件电路主要由稳压电路模块、电机驱动模块、蓝牙模块、控制模块等组成，语音播报模块组成，小车硬件电路如图2所示。图2手机遥控智能小车硬件电路(2)单片机模块和电源电路设计单片机模块只需要复位电路和晶振电路就能满足控制要求，其中复位操作完成单片机片内电路的初始化，使单片机从一确定的状态开始运行，当单片机的复位引脚RST出现5ms以上高电平时单片机就完成了复位操作；时钟电路就是在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器构成内部振荡方式，内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。电源电路由L7805和电容组成，最大输入电压可达35V，最大输出电流为1.5A，输出电压为5V，这里输入用7.2V充电电池组。由于其输出电压为5V，因此作为单片机的稳压电路芯片非常合适，而且价格便宜，其输出可直接给单片机供电。单片机模块和电源模块如图3所示。图3单片机模块和电源电路(3)电动机驱动模块电机驱动选用电机专用驱动芯片L298N，L298N是专用驱动集成电路，属于H桥集成电路，其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。为了避免电机对单片机的干扰，本模块加入光耦，进行光电隔离，从而使系统能稳定可靠的工作。电机调速通常用的是PWM调速，即脉宽调制方式驱动，通过改变占空比来改变电动机转速。具体控制方式如下：input1~input4接单片机，控制电动机转向，若单片机一I/O口输出PWM信号到使能端EnableA，当EnableA为高电平时电动机则转动，若为低电平则不转动，通过调节PWM波的占空比可以改变EnableA的高低电平时间从而可以改变电动机的转速。电机驱动电路如图4所示。图4电机驱动电路3、系统软件设计（给出系统的软件设计，画出程序流程图，并给出关键部分的程序说明。）（1）系统程序流程图（画出项目的系统程序流程图并做详细的说明）手机遥控智能小车通过蓝牙接收手机的指令，要求单片机对4个电机驱动进行控制，从而控制小车轮子的运动，进而控制小车整体的运动。具体程序流程图如图6所示。（2）主要子程序流程图（画出主要子程序的程序流程图并做详细的说明）五、项目实施计划及说明（用甘特图的方式将项目进行规划，并做详细说明。）项目进度计划甘特图项目任务23号24号25号26号27号29号30号1号2号3号4号项目导入技术设计方案原理图设计PCB设计余下的自己填写六、参考文摘（相关文摘不少于3篇，记录每篇文献的作者姓名.文献名称.文献发行城市：文献出版社，出版年）[1]吴友宇.模拟电子技术基础.北京：清华大学出版社，2009[2]周新民.工程实践与训练教程.武汉：武汉理工大学出版社，2009[3]刘原.电路分析基础.北京：电子工业出版社，2011