代码收藏家 基于STM32智能循迹送货小车（一）项目介绍及硬件部分
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简介
基于stm32的智能送货小车，能够按照地面固定路线进行送货。设置起点及三个送货点，遥控器给出送货指令后，按照地面的黑色标记进行，达到送货点取出货物后，小车可自行回到起点。车上配oled显示器，实时显示小车任务何当前运行状态。
各模块设计要求
- 遥控模块。遥控模块可取红外、wifi、蓝牙等其中一种通信方式。通信距离2m以上，建议用手机、PAD等便携设备发出控制信号。
- 检测模块。可选用红外检测模块进行循迹，完成小车送货等任务。货物取出检测模块用于检测货物是否在车上，可选择任何一种可行的方案。
- 驱动模块。选取适合的小车电机并设计驱动电路，可实现小车启动，前进，转向，后退，停止等动作。
- 主控制器。选取一款单片机或嵌入式芯片，实现小车的传感器信号获取、遥控接口、电机驱动、控制算法、液晶显示等功能。
- 液晶显示模块。实现小车状态的实时显示。完成液晶显示驱动的正常显示。
- 设计各模块电路，画电路原理图和PCB并仿真。
模块清单
- 主控：stm32f10c8t6核心板
- 显示：oled，0.96寸，I2C
- 驱动：L298N（若做PCB可选择TB6612FNG）
- 循迹：TCRT5000红外反射传感器
- 蓝牙：HC-05蓝牙模块
- 电源：18650锂电池（12V，＋充电器）
- 智能小车底盘 4WD
- 降压模块：LM2596S DC-DC降压电源模块
- OTHERS：RFID射频识别模块、HX711压力传感器、HC-SR04超声波模块、舵机、超声波支架、XH254单头连接线若干、杜邦线若干、面包板、254单排直插母座若干、排针、254跳线帽若干、杜邦线若干
整体思路：
模块设计
1、stm32f103c8t6
STM32F103C8T6是一款由ST公司的，推出的基于Cortex-M3内核的32位微控制器。目前来说，该控制器的价格较低，基本能满足本项目的要求，所能找到的资源也十分丰富。
具体参数：
| 内核 | Cortex-M3 |
| ADC |
2个12bit ADC合计12路通道 外部通道：PA0到PA7+PB0到PB1， 内部通道：温度传感器通道ADC_Channel_16和内部参考电压通道ADC_Channel_17 |
| Timers |
4个16bit定时器/计数器，分别为TIM1、TIM2、TIM3、TIM4 TM1带死区插入，常用于产生PWM控制电机 |
| 2个看门狗定时器（独立看门狗IWDG、窗口看门狗WWDG） | |
| 1个24bit向下计数的滴答定时器systick | |
| GPIO | 37个GPIO，分别为PA0-PA15、PB0-PB15、PC13-PC15、PD0-PD1 |
| 系统时钟 | 内部8MHz时钟HSI最高可倍频到64MHz，外部8MHz时钟HSE最高可倍频到72MHz |
| 通信串口 | 2*IIC，2*SPI，3*USART，1*CAN |
（以上参数并不是全部参数，而是在本项目中所需的参数）
核心板供电需5V，可以输出3.3V。
2、电机驱动模块
目前在此类项目中，直流电机驱动的选择主要是两种：L298N和TB6612FNG。
先上图：
①输出A、输出B
这两个输出口各接一个电机，可以输出较大电流约2A，峰值可达到3A。
在本项目中，由于小车有四个电机，我们通过将同侧的电机连接起来，以此达到通过一个L298N来驱动四个电机。
②板载5V使能
对于这个跳线帽的作用网上众说纷纭。但根据我自己的测试发现：当跳线帽插入，给模块使用12V供电时，5V供电端口可以输入5V可用来给核心板供电，此时需注意，单片机的要与模块共地。
（若是制作PCB则需要载PCB上放置足够的GND接口。若是不制作PCB我们则可以单独制作一块小型的洞洞板，将所有需要共地的都接上面）
③逻辑输入
通过单片机输入高低电平来控制电机正转、反转、停止。对应关系如下：
④通道A使能、通道B使能
如果不用PWM时不需要拔掉跳线帽，如果需要PWM时，将需要拔掉跳线帽，接到单片机可以输出PWM波的引脚上，通过输出PWM的占空比来控制电机的转速。
TB6612FNG相较于L298N体积大幅减小，这更便于我们集成到PCB上，其效率也更高，在额定范围内芯片基本不发热（L298N因为芯片的原因会严重发热，因此需要较大的散热板，也就增加了体积）。
TB6612FNG的引脚相较于L298N更为复杂。其各引脚功能如下图：
在实际使用中为了方便，我们通常将VM和VCC都接入5V，当然你也可以将VM接入更大电压以提高电机转速。
STBY引脚是工作状态的控制，输入高电平时驱动正常工作，当STBY为低电平的时候，驱动进入待机状态（也就是不工作）。
而剩下的引脚和L298N基本一直。对应工作状态图如下：
3、红外循迹模块
在这里我们选用的是寻迹传感器 TCRT5000红外反射传感器。
模块供电电压：3.3~5V
总共有四个引脚，其中DO输出的是模拟量，AO输出的是数字量。
模块上有电位器可以用来调节灵敏度。
检测反射距离：1mm~25mm 。
循迹原理非常简单，模块上配有一个输出指示灯，部分模块还有电源指示灯，我们主要关注输出指示灯。红外发射器一直发射红外线，红外线经发射后被接收，此时输出低电平，输出指示灯点亮。
黑色是不反射红外线的，也就是说循迹模块遇到黑线，模块输出高电平，输出指示灯熄灭。
当然除了遇到黑线熄灭，当距离太远红外线反射后检测不到，此时指示灯也会熄灭。
那么如果要循迹，模块离地面要近，在没有遇到黑线时确保指示灯长亮，一旦指示灯熄灭就说明遇到黑线了。
通常我们会选用4个红外循迹模块，当然现在网上还有八路循迹的模块，其感应精度大大体上，配合合理的算法，可以是大大提升小车的速度和流畅度。
由于此模块缺少了 LM393 电压比较器，所以只能输出模拟量，因此需要ADC采样后，在程序中设置一个阈值进行判别。
4、超声波避障模块
HC—SR04超声波测距模块，其测距范围大约是2cm-400cm，精度可以达到３ｍｍ。
基本工作原理
(1)采用 IO 口 TRIG 触发测距，给最少 10us 的高电平信呈。
(2)模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；
(3)有信号返回，通过 IO 口 ECHO 输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;
测距原理图：
引脚功能：
该模块有多种模式：
默认为GPIO模式：
在此模式下时序图为：
从图中可知：需要提供一个不小于10us的脉冲信号，模块会发射8个40KHZ的脉冲信号，并接收返回的信号，返回的信号是一个与距离成比例的高电平，通过检测高电平的持续时间，通过相应的公式便可测出距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;
注意：被测物体的面积应不小于0.5m²且表面平整。
