STM32电磁曲射炮模拟系统：融合FreeRTOS、FATFS与EMWIN

"这篇文档是2019年全国大学生电子设计竞赛陕西赛区的一个设计报告，涉及的主题是模拟电磁曲射炮的制作。项目使用STM32F407ZGT6微控制器作为核心，结合FreeRTOS实时操作系统、FATFS文件系统和emwin图形界面进行开发。系统能够通过用户输入或OpenMV摄像头获取目标信息，然后通过PID控制舵机调整发射角度，以线圈电磁炮原理实现炮弹发射。同时，利用电容的充放电控制发射能量，并通过ADC采集电容电量以确定最佳发射时机。" 该报告详细介绍了电磁炮的工作原理和设计思路，具体包括以下知识点： 1. **线圈电磁炮原理**：基于法拉第电磁感应定律，通过线圈产生的涡旋电流形成磁场，吸引金属炮弹加速移动，适时断开电流以发射炮弹。 2. **炮弹运动分析**：电磁炮炮弹运动遵循斜抛运动规律，在无空气阻力的理想情况下，可以通过固定初始条件探讨最佳发射速度和角度。 3. **STM32嵌入式系统**：使用STM32F407ZGT6微控制器作为系统核心，具备处理复杂计算和实时控制的能力。 4. **用户交互**：通过矩阵按键进行数值输入，或使用OpenMV摄像头获取目标信息，实现了人机交互和自动瞄准功能。 5. **串口通信**：OpenMV摄像头与STM32之间通过串口通信传输偏差量数据，实现精确瞄准。 6. **PID控制**：运用PID算法调整舵机角度，以适应不同目标距离和偏差角，确保精确发射。 7. **电容储能与放电**：电容用于储存能量，通过继电器控制充电和串联放电，确保稳定且可调节的发射能量。 8. **ADC采集**：使用STM32内置ADC监测电容充电状态，达到预设阈值时触发发射。 9. **硬件与软件实现**：涵盖了电源模块、电机选择、显示模块、发射器和摄像头的硬件设计，以及FreeRTOS任务调度、FATFS文件管理、emwin图形界面的软件开发。 10. **系统集成**：所有组件和模块协同工作，形成一个完整的智能电磁炮系统，能够自动或手动操作，具有较高的精度和实用性。 这个设计报告全面展示了电子工程在实际项目中的应用，涵盖了嵌入式系统设计、控制理论、传感器技术等多个领域的知识，对于学习和理解现代电子设计有很高的参考价值。