STM32控制下的智能小车传感与控制架构详解

本文档深入探讨了"传感和控制设计架构"在物联网智能小车项目中的关键应用，以STM32作为核心控制器，构建了一个集成了红外光电传感、霍尔编码反馈和直流电机伺服驱动的机电控制系统。这款智能小车平台旨在提供一个综合性的学习环境，让学生能够学习嵌入式处理器STM32F103CBT6的基本原理和实际操作。 STM32F103CBT6是一款高性能的32位哈佛架构处理器，具备48个引脚，128K字节的闪存存储器，适用于工业级温度范围(-40°C~85°C)，特别适合对实时性和效率要求高的应用。它支持多种功能模块，如ADC (模拟数字转换器)与DMA (直接内存访问)技术，这些模块能实现高效的数据传输，避免CPU资源占用，对于实时数据采集和处理非常关键。 实验部分分为九个阶段，涵盖了基础到高级功能的开发。例如： 1. 实验一（ADC_DMA）：重点在于演示ADC如何配合DMA进行数据转换，提高数据处理速度和效率。 2. 实验二（ADC_Temperature）：利用STM32内置的温度传感器，学习如何采集并处理环境温度数据，这对于实时监控和控制具有重要意义。 3. 实验三（Encoder）：涉及电机编码器的使用，通过捕捉编码器的脉冲信号，实现精确的位置跟踪和运动控制。 4. EXTI (外部中断事件)：实验展示了如何响应外部事件，如按钮或传感器输入，以实现灵活的交互和智能行为。 5. GPIO (通用输入输出)：通过GPIO控制各种外部设备，包括电机和传感器的接通与断开，实现硬件与软件的交互。 6. IMU_MotorCar（惯性测量单元与电机车）：介绍了集成惯性测量单元，提升智能小车的定位和姿态感知能力。 7. PWM (脉宽调制)：用于精确控制电机的速度和方向，是电机控制的重要手段。 8. Timer：定时器在智能小车中的应用，比如定时任务、延时和计数，确保系统的精确运行。 9. USART (通用异步收发传输)：实现通信功能，便于与外部设备或远程服务器交换数据。 通过这些实验，学生们不仅能掌握STM32处理器的使用，还能锻炼他们的算法编写和实际操作技能，为后续的物联网和嵌入式系统开发打下坚实的基础。整个设计架构既实用又富有挑战性，能够帮助学习者逐步理解和掌握复杂的智能控制系统设计。