一种基于STM32的超声波测距教学小车控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于STM32的超声波测距教学小车控制系统，包括电机驱动模块、电源模块、PS2手柄信号接收模块、超声波测距模块、STM32单片机和LCD显示模块。本发明专利技术设计了一种基于STM32超声波测距的教学小车，并在该教学小车内设置了控制系统，通过控制系统控制教学小车运动的同时完成STM32超声波测距，能够激发初学微型MCU的同学的学习热情，解决了传统STM32超声波测距教学枯燥乏味的问题。本发明专利技术具有操作简单、安全可靠、显示清晰、检测精度高、响应速度快，稳定性好等特点，通过引入SMT32单片机对超声波信号进行计算处理，简化了硬件电路，教学小车伴随运动控制，作用显著、易懂。易懂。易懂。

【技术实现步骤摘要】
一种基于STM32的超声波测距教学小车控制系统


[0001]本专利技术属于电子测量设备领域，具体为一种基于的超声波测距教学小车控制系统。

技术介绍

[0002]传统的STM32超声波测距的教学方法是采用老师课堂教学，不仅枯燥乏味，更是没有让学生体会到STM32的强大魅力，无法充分让学生发挥他们的动手能力和思维创意。目前高校嵌入式系统设计教学中，通常使用实验箱，教学效果比较单一，缺少直观性。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于STM32的超声波测距教学小车控制系统，能够提高STM32的教学效果，通过该控制系统控制教学小车运动的同时完成STM32超声波测距，具有操作简单、安全可靠、显示清晰、检测精度高、响应速度快，稳定性好等特点。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种基于STM32的超声波测距教学小车控制系统，包括：电机驱动模块，接收STM32单片机发送的控制信号，驱动直流电机和转向电机完成对教学小车的加减速控制和转向控制；PS2手柄信号接收模块，包括手柄和接收器，手柄上设置有若干按键，通过按键发送控制信号，接收器接收从手柄传来的控制信号，并将控制信号传递给STM32单片机；超声波测距模块，实现超声波的发射与接收功能，并把接收的超声波信号传递给STM32单片机；STM32单片机，将接收的控制信号传递给电机驱动模块，并对接收的超声波信号进行处理，计算出教学小车与障碍物之间的距离，实时传递给LCD显示模块；LCD显示模块，将测得的教学小车与障碍物之间的距离在屏幕上实时显示；电源模块，为电机驱动模块、PS2手柄信号接收模块、超声波测距模块、STM32单片机和LCD显示模块提供电源。
[0005]所述电机驱动模块使用TB6612FNG芯片。
[0006]所述超声波测距模块包括SR04超声波传感器，SR04超声波传感器带有两个超声波探头，分别用作发射和接收超声波。
[0007]所述电源模块中使用TL431、LM393、LM2596S三种芯片供电。
[0008]所述手柄上设有加速键、减速键、方向按键、MODE键、小车左旋键、小车右旋键、鸣笛键、左摇杆和右摇杆。
[0009]所述MODE键用于红灯模式和绿灯模式的切换；红灯模式下左摇杆和右摇杆输出0x00~0xFF之间的模拟值，且按下左摇杆和右摇杆时的按键值有效；
绿灯模式下左摇杆和右摇杆的模拟值无效，且按下左摇杆和右摇杆时的按键值无效，左摇杆对应方向按键，右摇杆对应功能按键，所述功能按键包括小车左旋键、小车右旋键和鸣笛键。
[0010]所述左摇杆对应前、后、左、右、左上、左下、右上、右下8个方向识别；所述右摇杆用于控制转向电机的左旋右旋。
[0011]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：为了解决传统STM32超声波测距教学枯燥乏味的问题，本专利技术提供了一种基于STM32超声波测距的教学小车，并在该教学小车内设置了控制系统，通过控制系统控制该教学小车的运动，并在教学小车运动的过程中同时完成STM32超声波测距。能够激发初学微型MCU的同学的学习热情，由学生动手实践完成实际项目案例掌握STM32微控制器的常用功能，达到良好的教学效果。本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统，具有操作简单、安全可靠、显示清晰、检测精度高、响应速度快，稳定性好等特点，通过引入SMT32单片机对超声波信号进行计算处理，简化了硬件电路，并能将检测到的超声波信息通过计算处理得到距离，并通过液晶屏显示出来，提高了距离检测的精度和稳定性，教学小车伴随运动控制，作用显著、易懂。
附图说明
[0012]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0013]在附图中：图1是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统的模块示意图；图2是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统中的电机驱动模块的电路图，其中（a）为直流电机接口电路，（b）为转向电机接口电路，（c）为电机驱动芯片；图3是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统中的电源模块的电路图，其中（a）为供电电路，（b）为3.3V供电电路，（c）为电压检测电路，（d）为3.3V/5V电平转换电路；图4是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统中的PS2手柄信号接收模块中的接收器；图5是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统中的PS2手柄信号接收模块的电路图，其中的数字
①
~
⑦
为接收器引脚，箭头表示与相应的接收器引脚连接；图6是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统中的PS2手柄信号接收模块中的手柄侧面图；图7是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统中的PS2手柄信号接收模块中的手柄正面图；图8是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统中的超声波测距模块的电路图；图9是超声波测距模块发射和接收超声波的示意图，其中左侧为被测物体，右侧为超声波传感器；图10是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统中的LCD显示模
块的电路图；图11是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统中的STM32单片机的电路图，其中（a）为STM32核心板，（b）为启动按键电路，（c）为复位按键电路；图12是本专利技术提供的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统的工作流程图；图13是STM32单片机发送触发信号的示意图；图14是超声波测距模块发送信号的示意图。
具体实施方式
[0014]有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
[0015]下面将参照附图描述本专利技术的各示例性的实施例。
[0016]为了解决传统STM32超声波测距教学枯燥乏味的问题，开发设计了一种基于STM32超声波测距的教学小车，在该教学小车内设置控制系统，通过控制系统控制该教学小车运动，并在教学小车运动的过程中同时完成STM32超声波测距。该教学小车的控制系统主要由SMT32微处理器、LCD显示器、电路板、接线端子等部分构成，具有操作简单、显示清晰、检测精度高、响应速度快，稳定性好等特点。
[0017]基于STM32超声波测距的教学小车适用于激发初学微型MCU的同学的学习热情。从基础项目开始，逐步完成多个功能项目，通过实际项目案例掌握STM32微控制器设计的编程方法与编程调试过程，掌握STM32微控制器最常用的功能，以实践操作与理论讲解相结合的方式，由学生动手实践完成每个项目，在完成过程中熟练应用STM32的功能库函数，以项目为载体组织教学，层层递进，由简入繁，实现“做中学、做中教”。
[0018]本专利技术提出一种操作简单、安全可靠、检测精度高、稳定度高的模块化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于STM32的超声波测距教学小车控制系统，其特征在于，包括：电机驱动模块，接收STM32单片机发送的控制信号，驱动直流电机和转向电机完成对教学小车的加减速控制和转向控制；PS2手柄信号接收模块，包括手柄和接收器，手柄上设置有若干按键，通过按键发送控制信号，接收器接收从手柄传来的控制信号，并将控制信号传递给STM32单片机；超声波测距模块，实现超声波的发射与接收功能，并把接收的超声波信号传递给STM32单片机；STM32单片机，将接收的控制信号传递给电机驱动模块，并对接收的超声波信号进行处理，计算出教学小车与障碍物之间的距离，实时传递给LCD显示模块；LCD显示模块，将测得的教学小车与障碍物之间的距离在屏幕上实时显示；电源模块，为电机驱动模块、PS2手柄信号接收模块、超声波测距模块、STM32单片机和LCD显示模块提供电源。2.根据权利要求1所述的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统，其特征在于：所述电机驱动模块使用TB6612FNG芯片。3.根据权利要求1所述的基于STM32的超声波测距教学小车控制系统，其特征在于：所述超声波测距模块包括SR04超声波传感器，SR04超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洁，赵炳涛，王锐，
申请(专利权)人：江苏信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：