STM32控制的模拟电磁曲射炮设计与实现

"2019年电赛H题模拟电磁曲射炮技术报告" 这篇技术报告详述了2019年全国大学生电子设计竞赛陕西赛区的一个项目——模拟电磁曲射炮的设计与制作。该电磁炮是一款由STM32F407ZGT6单片机控制的智能设备，其任务是在30秒内通过电磁力发射弹丸，击中位于200cm至300cm远处、角度在±30°范围内的环形靶。系统设计包括多个关键组成部分。 1. 控制系统：STM32F407ZGT6单片机作为核心控制器，负责处理输入和输出。用户可以通过矩阵按键手动输入目标距离和偏差角度，或者使用OpenMV摄像头模块自动检测目标并计算偏差，通过串口通信将数据传输给单片机。单片机依据这些信息调整舵机，使炮管对准目标。 2. 发射机制：采用了线圈式发射技术，基于平抛运动的数学模型计算射程，并优化发射参数。储能部分利用电容，通过继电器控制电容的充放电，实现并联充电、串联放电，确保能量有效传递。 3. 电源模块：报告中可能涉及电源模块的选择和论证，但具体内容未给出，通常需要考虑电源稳定性、效率和电压适应性等因素。 4. 电机与显示模块：电机可能用于调整炮管的方向，而显示模块可能用于显示目标信息、炮管状态或设置参数，但具体型号和功能未详述。 5. 摄像头模块：OpenMV摄像头用于自动获取目标信息，提供精确的偏差量。 6. 软件实现：软件部分可能包括单片机的固件开发，涉及到ADC采集（模数转换）以监控电容充电状态，以及串口通信协议的编程。 7. 硬件实现：硬件搭建涵盖了电磁线圈炮的构造、电容充放电电路、电机和舵机的连接，以及单片机与其他组件的接口设计。 8. 方案设计与论证：报告可能详细阐述了各个组件的选取理由、性能评估和改进措施。 9. 总体方案描述：概述了整个项目的总体设计思路，包括系统架构、功能分配和预期性能。 这个项目不仅考验参赛者对电子设计和控制理论的理解，还涉及到机械结构、能量转换和传感器应用等多个工程领域，展示了综合性的技术实力。