关于STM32平台,如何设计并实际构建一个汽车倒车防撞系统的详细步骤及其代码是什么?
时间: 2024-11-23 14:48:59 浏览: 1
基于STM32和超声波测距的倒车雷达预警系统设计.pdf
5星 · 资源好评率100%
基于STM32平台设计并实现一个汽车倒车防撞系统的主要步骤如下:
### 设计目的
1. **掌握使用KEIL MDK5进行软件开发的具体流程**。
2. **掌握硬件电路的设计方法**。
3. **掌握STM32微控制器的程序设计及代码编写方法**。
### 设计具体要求
1. **测量距离**:
- 使用超声波传感器(如HC-SR04)测量汽车尾部与物体的距离。
2. **显示信息**:
- 在OLED屏幕上实时显示时间、物体与汽车尾部的距离,并提示注意事项。
3. **报警机制**:
- 当障碍物在0.5m到1m范围内时,1个LED灯闪烁。
- 当障碍物在0.2m到0.5m范围内时,2个LED灯闪烁。
- 当距离小于0.2m时,启动无源蜂鸣器音乐报警,并且3个LED灯闪烁,督促司机停止倒车。
- 每个同学需采用不同的声光报警方式。
4. **扩展功能**:
- 每个同学必须再增加一个不一样的功能。
5. **制作PCB电路板**:
- 制作PCB电路板,不能出现一根导线和杜邦线。
### 提供的器材清单
- ARM核心板(STM32F103C8T6核心板)
- 按键
- 加速度传感器(GY-521 MPU6050)
- OLED显示屏(0.96寸)
- 无源蜂鸣器
- 色环电阻(1kΩ)
- PNP型三极管(S9012直插PNP封装TO-92)
- 温湿度传感器(Risym DHT11)
- 超声波传感器(HC-SR04 US-100 US-015)
- 烟雾气敏传感器(MQ-2)
- PCB覆铜板(10*15cm覆铜板,单面)
- PCB热转印纸(A4)
- 单排插针(间距2.54MM/ 1*40P/直插插针)
- 单排排母(2.54mm单排排母)
- 双排插针(间距2.54MM/2*40P/直插插针)
### 实现步骤
1. **硬件设计**:
- 根据提供的器材清单,设计PCB电路图。
- 使用PCB热转印纸将电路图转移到覆铜板上。
- 进行蚀刻、钻孔等操作,完成PCB板的制作。
- 安装所有元器件,焊接好电路。
2. **软件开发**:
- 使用KEIL MDK5创建一个新的项目,选择STM32F103C8T6作为目标芯片。
- 编写初始化代码,配置GPIO、定时器、USART等外设。
- 编写超声波传感器的测距代码,获取距离数据。
- 编写OLED屏幕的驱动代码,显示时间和距离信息。
- 编写LED和蜂鸣器的控制代码,实现不同距离下的报警机制。
- 添加额外的功能模块,根据个人需求进行定制。
### 示例代码
以下是一个简单的示例代码,展示了如何使用STM32F103C8T6和HC-SR04超声波传感器进行距离测量,并在OLED屏幕上显示结果。
#### 初始化代码
```c
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#include "ultrasonic.h"
void SystemInit(void) {
// 系统时钟初始化
RCC_Configuration();
// GPIO初始化
GPIO_Configuration();
// USART初始化
USART_Configuration();
// OLED初始化
LCD_Init();
// 超声波传感器初始化
Ultrasonic_Init();
}
int main(void) {
SystemInit();
while (1) {
float distance = Ultrasonic_GetDistance();
char buffer[32];
sprintf(buffer, "Distance: %.2f cm", distance);
LCD_Clear(BLACK);
LCD_DisplayStringLine(Line0, buffer);
if (distance < 0.2) {
// 启动蜂鸣器和3个LED灯
Buzzer_On();
LED_On(3);
} else if (distance < 0.5) {
// 2个LED灯闪烁
LED_On(2);
} else if (distance < 1.0) {
// 1个LED灯闪烁
LED_On(1);
} else {
// 关闭所有LED灯和蜂鸣器
Buzzer_Off();
LED_Off();
}
Delay(500); // 延时500ms
}
}
```
#### 超声波传感器驱动代码
```c
#include "stm32f10x.h"
#define TRIG_PIN GPIO_Pin_9
#define ECHO_PIN GPIO_Pin_8
#define TRIG_PORT GPIOA
#define ECHO_PORT GPIOA
void Ultrasonic_Init() {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 使能GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 配置TRIG引脚为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TRIG_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(TRIG_PORT, &GPIO_InitStructure);
// 配置ECHO引脚为浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ECHO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(ECHO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
float Ultrasonic_GetDistance() {
uint32_t start_time, end_time;
float duration, distance;
// 发送触发信号
GPIO_SetBits(TRIG_PORT, TRIG_PIN);
DelayUs(10);
GPIO_ResetBits(TRIG_PORT, TRIG_PIN);
// 等待ECHO引脚变为高电平
while (!GPIO_ReadInputDataBit(ECHO_PORT, ECHO_PIN));
// 记录开始时间
start_time = SysTick->VAL;
// 等待ECHO引脚变为低电平
while (GPIO_ReadInputDataBit(ECHO_PORT, ECHO_PIN));
// 记录结束时间
end_time = SysTick->VAL;
// 计算脉冲持续时间
duration = (end_time - start_time) * 1000000.0 / SystemCoreClock;
// 计算距离
distance = duration / 58.0;
return distance;
}
```
#### OLED屏幕驱动代码
```c
#include "stm32f10x.h"
// OLED初始化函数
void LCD_Init() {
// 初始化I2C接口
I2C_Init();
// 初始化OLED屏幕
// 具体初始化代码省略
}
// 显示字符串
void LCD_DisplayStringLine(uint8_t line, const char* str) {
// 设置显示位置
// 发送字符串到OLED
// 具体显示代码省略
}
// 清除屏幕
void LCD_Clear(uint8_t color) {
// 清除屏幕
// 具体清除代码省略
}
```
### 总结
以上是基于STM32平台设计并实现汽车倒车防撞系统的基本步骤和部分示例代码。具体的代码实现可能需要根据实际情况进行调整和完善。希望这些信息对你有所帮助!
阅读全文