嵌入式系统程设计 简易智能小车

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1、江西理工大学机电工程学院自动化0837号钟延江西理工大学嵌入式系统课程设计题目：简易智能小车学院：机电工程学院专业：自动化班级：083学生：钟延学号：07号指导教师：王祖麟温如春i江西理工大学机电工程学院自动化083班7号钟延摘要本设计采用ARM7系列的LPC2103作为智能小车的检测和控制核心。我们使用L298来驱动直流电机的转动；我们使用三端稳压集成电路7805、7812做成的稳压电源作为电机、H桥的工作电源。引脚13、19接ARM7系列LPC2103的两路PWM来控制整个电路的导通、断开、速度的大小，当PWM输出为高电平时，整个电路处于导通，实现电机可以转动；当PWM输出为低电平时

2、，整个电路断开，实现电机不能转动；当PWM的占空比发生变化时，实现电机的速度发生大小改变。综上所述：实现了电机的驱动，分别使用了ARM上的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3作为GPIO控制两个电机的正反转；分别使用ARM上的P0.13、P0.19作为PWM来控制电机的转速。同时，在调速时，可以利用示波器，方便看出，PWM输出的占空比，使得调节更加直观。【关键字：2103L298PWM电机】19江西理工大学机电工程学院自动化083班7号钟延目录第1章设计概述11.1设计目的11.2设计任务和要求11.3设计方案1第2章器件选择22.1ARM内核22.2电机选择3第3章功能模块描述43.

3、1电源模块43.2H桥模块53.3键盘显示板模块7第4章软件设计9第5章功能实现描述10第6章实践感悟11第7章致谢12第8章参考文献13第9章附录1419江西理工大学机电工程学院自动化083班7号钟延第1章设计概述1.1设计目的采用ARM7系列的LPC2103作为智能小车的检测和控制核心，利用PWM技术来调节输出电压的占空比，实现直流调速的功能模块。并且通过键盘显示板控制小车的转向，学会使用键盘显示板实现人机对话。最终达到动态控制小车电动机的转速，使得小车可以实现前进，后退，转弯的功能。1.2设计任务和要求（1）.掌握各种H桥来驱动电机的常用方法，理解各种H桥的驱动原理本，掌握对原器件

4、要求的选择。（2）.自己焊接一个L298电路模块，从而更加了解其工作原理，并且能更加熟练掌握锡焊。（3）.熟练使用ARM7系列LPC2103开发板，熟习ARM7系列的开发板的工作特性和功能模块，对LPC2103开发板的GPIO、PWM、定时器的捕获及匹配、SPI这几个模块的熟练掌握，学会使用ADS的开发环境开发和调试程序。1.3设计方案基于ARM7系列LPC2103开发板的功能特性和我们的设计目的，以及我们对2103板有一定的学习了解，我们选择LPC2103作为本课程设计的控制器，它能够很好的实现该课题设计的要求。我们使用L298来驱动直流电机的转动，并可以方便控制电动机的正反转。我们使

5、用三端稳压集成电路7805、7812做成的稳压电源作为电机、H桥的工作电源，供应电机12V的电源。我们使用74HC164是串行输入,并行输出的8位移位寄存器做成的键盘显示板结合ARM的SPI模块实现了人机对话的功能模块。实现用按键控制小车转向。19江西理工大学机电工程学院自动化083班7号钟延第1章器件选择1.1ARM内核ARM内核采用精简指令集计算机（RISC）体系结构，具有大量的通用寄存器，指令格式使用统一和长度固定，寻址方式简单，内含2套指令系统（ARM指令集和Thumb指令集）。极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品。能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。L

6、PC2103有丰富的接口资源、处理速度快、内部存储空间大及具备功率控制模块，是一种低耗器件，因此本设计微处理选用LPC2103。LPC2103内嵌32KB的高速Flash存储器和8KB的RAM，具有丰富的外设资源：2个32位定时器(带捕获、匹配通道)；1个10位DAC；7个PWM通道；47路GPIO；4个边沿或电平触发的外部中断；具有独立电源和时钟的RTC；多个串行接口(UART、I2C、SPI、SSP)。它内含向量中断控制器，可配置中断优先级和向量地址，片内Boot装载程序可以实现在系统/在应用编程(ISP/IAP)，通过片内PLL可实现60MHz的CPU操作频率，具有空闲和掉电2种低

7、功耗模式，并且可通过外部中断唤醒。图2.1ARM系列LPC2103的MCU引脚19江西理工大学机电工程学院自动化083班7号钟延1.1电机选择直流电机的控制很简单，性能出众，直流电源也容易实现，因此我们选择使用直流电机。图2.2电机结构图2.3安装在车架上的电机19江西理工大学机电工程学院自动化083班7号钟延第1章功能模块描述1.1电源模块通过变压器，将电网的220V电压变为12V输出给稳压电路，见图3.1。图3.1变压器交流电经