STM32F103RCT6驱动的电脑鼠测距控制系统设计与实验验证

本文主要探讨了基于ARM Cortex-M3的电脑鼠控制系统的设计与实现，该系统针对传统数字式红外传感器的局限性进行了改进，增强了电脑鼠在迷宫搜寻冲刺任务中的性能。系统的核心是STM32F103RCT6增强型处理器，它集成了高性能计算能力和丰富的外设接口，能有效处理复杂的实时数据。 在硬件电路设计方面，系统的关键组件包括： 1. ARM微处理器：作为控制系统的中心，STM32F103RCT6负责协调各个模块的协同工作，如路径信息的采集、算法计算和实时控制信号的输出，确保了系统的稳定性和灵活性。 2. 电机及驱动模块：通过定时器输出PWM信号，精确控制空心杯直流电机，实现电脑鼠的移动，包括避障、转弯和加速等动作。 3. 红外检测模块：利用六组红外传感器进行环境感知，通过接收反射光的光强来判断电脑鼠与墙壁的距离，实现了测距功能，增强了系统的导航能力。 4. 电源管理：采用了开关电源调节器（如LM2596和AMS1117）来提高电源效率，提供了稳定的12V、5V和3.3V电压，满足不同模块的需求，同时兼顾了便携性和低功耗。 5. 导航辅助模块：陀螺仪和指南针用于确定电脑鼠的方位，结合距离信息，构建了精确的位置坐标系。 在软件设计上，采用了模块化的方法，使得代码结构清晰，易于维护和升级。智能算法被用于迷宫搜索，通过遍历和优化路径，帮助电脑鼠找到最短或最高效的路径，从而实现从起点到终点的冲刺。 实验结果显示，该设计方案成功解决了红外传感器的测距问题，提高了电脑鼠的导航精度和运动效率，达到了预期的系统性能要求。这一研究对于提升小型机器人在复杂环境中的自主导航能力具有重要意义。