視覺(jué)導(dǎo)引智能尋跡小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目 視覺(jué)導(dǎo)引智能尋跡小車系統(tǒng)設(shè)計(jì) 如需要源代碼或者其他資料可以聯(lián)系我（1163776101 OR m201570436）姓 名 學(xué) 號(hào) 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 日 期 年 月 日 摘 要 智能車作為現(xiàn)代社會(huì)的新產(chǎn)物，以及它的安全、節(jié)能、環(huán)保、智能化和信息化越來(lái)越受到人們的關(guān)注，在智能車的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品已經(jīng)成為自動(dòng)化物流運(yùn)輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。本設(shè)計(jì)是一種基于單片機(jī)控制的簡(jiǎn)易智能尋跡小車系統(tǒng)，對(duì)智能車自主行駛的決策以及算法也進(jìn)行了相應(yīng)的研究。 本論文主要從總體方案設(shè)計(jì)、硬件和軟件設(shè)計(jì)。硬件方面以Cortex

2、-m3為控制核心，使用STM32F103RBT6單片機(jī)，輔助模塊包括電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊，圖像采集模塊以及為了調(diào)試方便而采用的輔助調(diào)試模塊。軟件設(shè)計(jì)方面重點(diǎn)介紹了尋跡小車如何解決軌道檢測(cè)和線路跟隨問(wèn)題。單片機(jī)將CMOS攝像頭對(duì)路面黑色軌跡進(jìn)行檢測(cè)的信號(hào)，通過(guò)一定的算法分析，通過(guò)調(diào)整PWM占空比控制小車左右兩輪的速度以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，從而使小車能夠沿著黑色軌跡自動(dòng)行駛，到達(dá)自動(dòng)尋跡的目的。關(guān)鍵字：智能車，圖像處理，STM32abstractAs the new product of modern society, intelligent vehicle, and its safety, energy s

3、aving, environmental protection, intelligence and information technology, is paid more and more attention，The product has become the key equipment of the automation logistics transportation, the flexible production organization and so on. This design is a simple intelligent tracing car system based

4、on microcontroller control, and the autonomous driving decision and algorithm of the intelligent vehicle are also studied.This paper mainly from the overall scheme design ,hardware and software design. Hardware to Cortex-M3 as the control core, use stm32F103RBT6 microcontroller, auxiliary module inc

5、luding power supply module, a driving module, image acquisition module and to facilitate the debugging and the auxiliary debug modul . The design of the software focuses on how to solve the track detection and line following problem. SCM CMOS camera on the road to detect the black trajectory of the

6、signal, through a certain algorithm analysis.By adjusting the duty ratio of PWM to control the speed of the car around two wheels to achieve the steering, so that the car can automatically travel along the black track, reaching the purpose of automatic tracing.Keywords: smart car, image processing,

7、stm32目 錄1 緒論11.1 課題背景11.2 本課題的研究現(xiàn)狀11.3 本課題研究的目的和意義22 視覺(jué)導(dǎo)引智能尋跡小車系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)32.2 系統(tǒng)工作原理43 視覺(jué)導(dǎo)引智能尋跡小車硬件設(shè)計(jì)53.1 電源模塊設(shè)計(jì)53.1.1 電源電壓分配53.1.2 正向低壓降穩(wěn)壓器AMS117簡(jiǎn)介53.1.3 AMS117-5V和3.3V穩(wěn)壓電路圖63.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)63.3 道路圖像采集模塊93.3.1 OV5116 CMOS攝像頭的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)103.3.2 攝像頭的工作原理103.3.3 圖像的采集113.3.4 圖像的處理133.4 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊144 視覺(jué)導(dǎo)引

8、智能尋跡小車軟件設(shè)計(jì)174.1 STM32 I/O口與外設(shè)的連接簡(jiǎn)介174.2 單片機(jī)各個(gè)模塊的初始化174.3 圖像信號(hào)的采集204.3.1 行數(shù)據(jù)的采集204.3.2 場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集204.3.3 電機(jī)的控制205 系統(tǒng)的測(cè)試255.1 系統(tǒng)測(cè)試的目的255.2 系統(tǒng)測(cè)試的原則255.3 系統(tǒng)測(cè)試的結(jié)果256 結(jié)論277 謝辭288 參 考 文 獻(xiàn)29 1緒論1.1 課題背景 目前，在企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高、對(duì)自動(dòng)化技術(shù)要求不斷加深的環(huán)境下，智能車輛以及在智能車輛基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品已成為自動(dòng)化物流運(yùn)輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。世界上許多國(guó)家都在積極進(jìn)行智能車輛的研究和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。智能車輛

9、也叫無(wú)人車輛，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策和多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)。它具有道路障礙自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)制動(dòng)、自動(dòng)保持安全距離、車速和巡航控制等功能。智能車輛的主要特點(diǎn)是在復(fù)雜的道路情況下，能自動(dòng)地操縱和駕駛車輛繞開(kāi)障礙物并沿著預(yù)定的道路(軌跡)行進(jìn)。智能車輛在原有車輛系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一些智能化技術(shù)設(shè)備: 1) 計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，主要完成對(duì)來(lái)自攝像機(jī)所獲取的圖像的預(yù)處理、增強(qiáng)、分析、識(shí)別等工作。2) 攝像機(jī)，用來(lái)獲得道路圖像信息。3) 傳感器設(shè)備，車速傳感器用來(lái)獲得當(dāng)前車速，障礙物傳感器用來(lái)獲得前方、側(cè)方、后方障礙物等信息。智能車輛作為移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)重要分支正得到越來(lái)越多的關(guān)注

10、1.2 本課題的研究現(xiàn)狀目前，國(guó)際上很多的研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注智能交通系統(tǒng) (ITS)方面的研究工作了，并且也取得了很大的成果，已經(jīng)研發(fā)出了一些智能化的原型車輛，并且進(jìn)行了相應(yīng)的測(cè)試。然而這種智能化原型車研發(fā)，其整個(gè)過(guò)程得益于一些交叉學(xué)科的相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)，如機(jī)器人技術(shù)、人工智能、自動(dòng)控制、電子通訊、信號(hào)處理技術(shù)等，從中得到許多新觀點(diǎn)，新方法。從近來(lái)幾年的發(fā)展來(lái)看，汽車電子的迅猛發(fā)展必將逐步滿足人們對(duì)節(jié)能、安全、環(huán)保以及信息化和智能化的需求。 智能化作為現(xiàn)代社會(huì)的新產(chǎn)物，是以后的發(fā)展方向，他可以按照預(yù)先設(shè)定的模式在一個(gè)特定的環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)作，無(wú)需人為管理，便可以完成預(yù)期所要達(dá)到的或是更高的目標(biāo)。同

11、遙控小車不同，遙控小車需要人為控制轉(zhuǎn)向、啟停和進(jìn)退，比較先進(jìn)的遙控車還能控制其速度，而智能小車，則可以通過(guò)計(jì)算機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)行駛方向、啟停以及速度的控制，無(wú)需人工干預(yù)，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策，自動(dòng)行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體?，F(xiàn)在的智能控制在很多工廠和車間都有很大的應(yīng)用舞臺(tái)；人性化，智能化是下一代智能控制的研究方向，目前，我國(guó)的研究廣度和深度還是不夠大，在很多領(lǐng)域幾乎是零，需要我們進(jìn)一步的加深對(duì)智能控制的研究，比如汽車電子控制，航天控制，輪船控制等等，在芯片性能上，國(guó)內(nèi)的研究和開(kāi)發(fā)也是欠缺的，芯

12、片的穩(wěn)定性在很大程度上限制了很多領(lǐng)域的進(jìn)展，大多都是被國(guó)外壟斷，這些都是需要我們來(lái)面對(duì)和改進(jìn)的地方，也正是發(fā)展的重點(diǎn)。此外，智能汽車在高速公路，山地，野外，現(xiàn)代物流業(yè)，現(xiàn)在制造系統(tǒng)及柔性制造系統(tǒng)中都有廣泛運(yùn)用，該研究已成為人工智能領(lǐng)域的一個(gè)非常重要的熱點(diǎn)之一。 1.3本課題的研究目的和意義隨著人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，智能化的電子玩具深受人們的喜愛(ài)，尤其是各種智能小車，由于這類玩具具有較好的交互性，可控性，能夠給人們帶來(lái)很好的娛樂(lè)以及參與其中的體驗(yàn)，高科技智能化的電子類玩具逐漸成為市場(chǎng)的主流。與此同時(shí)，智能小車可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面，尤其在足球機(jī)器人研究方面具有很好的

13、發(fā)展前景。因此，智能化小車的研究不僅具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，還具有極為廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來(lái)越受人關(guān)注。全國(guó)電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國(guó)各高校也都很重視該題目的研究?？梢?jiàn)其研究意義很大。通過(guò)構(gòu)建智能小車系統(tǒng)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。在實(shí)踐過(guò)程中，熟悉以單片機(jī)為核心控制芯片，設(shè)計(jì)小車的檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)和顯示等外圍電路，采用智能控制算法實(shí)現(xiàn)小車的智能循跡。靈活應(yīng)用機(jī)電等相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)，聯(lián)系實(shí)際電路設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)方法，達(dá)到理論與實(shí)踐的統(tǒng)一。在此過(guò)程中，加深對(duì)控制理論的理解和認(rèn)識(shí)。本文所研究的智能車是一個(gè)比較好的智能

14、模型，通過(guò)攝像頭循跡來(lái)獲得路面的信息，通過(guò)處理后從而來(lái)引導(dǎo)小車的運(yùn)行，達(dá)到一定的智能化。2 視覺(jué)導(dǎo)引智能尋跡小車系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)按照題目要求，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是利用主控芯片控制電機(jī)，通過(guò)CMOS攝像頭傳感器對(duì)路面的軌跡信息進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)信號(hào)傳輸給控制器，然后控制器做出相應(yīng)的處理，實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)尋跡行走，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要問(wèn)題即解決路徑檢測(cè)和小車轉(zhuǎn)向。2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 采用與地面顏色有較大差別的線條（如跑道表面通過(guò)白紙來(lái)覆蓋，其中心有30mm寬度左右的連續(xù)黑線）作為小車運(yùn)行的引導(dǎo)線，同時(shí)也作為識(shí)別道路狀況的標(biāo)志、該論文的整體智能車就可以看作是一個(gè)控制的系統(tǒng)。 一個(gè)完整的智能尋跡小車包括機(jī)械結(jié)構(gòu)，硬

15、件和軟件三部分。機(jī)械結(jié)構(gòu)是尋跡小車能夠行駛的根本。尋跡小車有了一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，再加上相應(yīng)的硬件和軟件，就構(gòu)成了一個(gè)完整的系統(tǒng)。圖2.1系統(tǒng)模型框圖該系統(tǒng)通過(guò)面陣CMOS攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)路徑識(shí)別功能，將CMOS攝像頭采集過(guò)來(lái)的視頻信號(hào)二值化后送入微處理器進(jìn)行處理，根據(jù)路面信息來(lái)決定智能小車的行駛方向；而車速控制采用一定的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)車速的調(diào)節(jié)。另外，在軟件設(shè)計(jì)中，本課題采用實(shí)時(shí)采集路況信息方法和實(shí)時(shí)控制智能小車的速度，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制，使小車可以自主的按照路面信行駛。智能車首先將路面上的白紙黑線信息進(jìn)行檢測(cè)，再將該智能車的姿態(tài)信息一起送給控制器STM32，控制器STM32將采集過(guò)來(lái)的路面黑線

16、信息和智能小車的行駛信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理、分析、決策、最終分別得出對(duì)電機(jī)的控制量和對(duì)智能小車的控制量，并對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向加以控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能小車的合理控制，即達(dá)到實(shí)時(shí)性也達(dá)到對(duì)精度的控制。為了實(shí)現(xiàn)上述對(duì)智能車的控制，尋跡小車硬件系統(tǒng)可分為四大模塊：32 位微控制器STM32F103RBT6核心控制模塊，電源管理模塊，道路圖像采集模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。首先要實(shí)現(xiàn)對(duì)路面信息采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且要達(dá)到一定的抗干擾能力，從而給控制器STM32提供一個(gè)很好的決策依據(jù)。要達(dá)到一定的實(shí)時(shí)性，首先控制器的處理速度要快，只有控制器的處理速度達(dá)到一定的速度了，才能相應(yīng)的使小車的行駛速度快，實(shí)現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定

17、的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。再次，該智能小車需要一個(gè)穩(wěn)定的電量來(lái)源，給行駛的小車一個(gè)可靠的能量?jī)?chǔ)備，來(lái)驅(qū)動(dòng)小車電機(jī)模塊和該智能小車的控制器等模塊的能量利用。還有就是電源管理部分，對(duì)于該智能小車中的不同的模塊，需要不同級(jí)別的電壓情況，需要采取一些措施來(lái)合理的分配電源的電壓，供給不同的應(yīng)用模塊，是小車正常的行駛。2.2系統(tǒng)工作原理本次設(shè)計(jì)采用的是OV5116CMOS攝像頭作為圖像傳感器，運(yùn)用LM1881視頻同步信號(hào)分離芯片，分離出行步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)，供單片機(jī)來(lái)采集圖像；同時(shí)運(yùn)用AD模塊AD8032高速比較器來(lái)進(jìn)行硬件二值化，單片機(jī)由此來(lái)信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定的算法來(lái)識(shí)別路徑。整個(gè)系統(tǒng)上電后，STM32單片機(jī)開(kāi)始不停的掃

18、描與檢測(cè)電路相連接的I/O口狀態(tài)，一旦檢測(cè)到相應(yīng)I/O口有信號(hào)變化，就會(huì)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的中斷程序和判斷程序，并將輸出電機(jī)控制信號(hào)，通過(guò)L9110H雙橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)左右兩個(gè)電機(jī)，以此通過(guò)控制電機(jī)的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)小車尋跡的功能。小車轉(zhuǎn)向主要通過(guò)兩個(gè)不同占空比的PWM波來(lái)控制左右兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，由于占空比不同因此左右兩輪的速度也就不同，右輪快則尋跡小車向左轉(zhuǎn)，反之則右轉(zhuǎn)， 從而實(shí)時(shí)的控制小車的行駛狀態(tài)，是沿著黑色軌道行駛的。直流電機(jī)晶振雙L9110HAD8032OV5116CMOS攝像頭LM1881電源復(fù)位MCUSTM32F103RBT6圖2.7 系統(tǒng)原理圖3 視覺(jué)導(dǎo)引智能尋跡小車硬件設(shè)計(jì)視覺(jué)導(dǎo)引

19、智能尋跡小車的硬件設(shè)計(jì)在整個(gè)智能車的設(shè)計(jì)過(guò)程中占有非常重要的位置，它是尋跡小車可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。選擇不同的硬件電路及器件，對(duì)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)影響很大。盡管很多硬件電路和器件都能實(shí)現(xiàn)同樣的功能，但是遵循電路簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、方便調(diào)試等原則，結(jié)合上一章所選擇的硬件模塊，在這些基礎(chǔ)之上。選擇了最佳的硬件電路和器件。3.1 電源模塊設(shè)計(jì)3.1.1電源電壓分配本設(shè)計(jì)中，本著環(huán)保節(jié)能、實(shí)用經(jīng)濟(jì)的原則，選擇的是兩個(gè)3.7V可充電的鋰電池串聯(lián)來(lái)為系統(tǒng)提供7.4V的系統(tǒng)電壓。由于各個(gè)模塊所需的電壓各相同，需要一些電壓的轉(zhuǎn)換電路來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)電壓的需要。在電源分配的電路中，要供給OV5116CMOS攝像頭圖像傳感器

20、5V的直流電壓、主控芯片STM32F103RBT6最小系統(tǒng)的3.3V電壓、以及雙L9110H直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電壓（直接電源供電即可）。5V電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊道路圖像采集模塊電源管理模塊STM32F103RBT63.3V7.4V圖3.1 電源電壓分配3.1.2正向低壓降穩(wěn)壓器AMS117簡(jiǎn)介AMS117系列是輸出電壓固定的正向低壓降穩(wěn)壓器，在1A電流下壓降為1.2V。AMS1117有兩個(gè)版本：固定輸出版本和可調(diào)版本，固定輸出電壓為1.5V、1.8V、2.5V、2.85V、3.0V、3.3V、5.0V,具有1的精度；固定輸出電壓為.2的精度為。AMS1117內(nèi)部集成過(guò)熱保護(hù)和限流電路，是電池供電和便攜

21、式計(jì)算機(jī)的最佳選擇。并且AMS117芯片價(jià)格便宜，調(diào)壓電路非常簡(jiǎn)單，適合在本設(shè)計(jì)中使用。AMS117封裝和實(shí)物如下圖所示。圖3.2 AMS封裝和實(shí)物圖3.1.3 AMS117-5V和3.3V穩(wěn)壓電路圖為了確保AMS1117的穩(wěn)定性 ,輸出需要連接一個(gè)104鉭電容。圖3.3 降壓AMS117-3.3和AMS117-5電路圖3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用STM32系列單片機(jī)。這款單片機(jī)采用了Tail-Chaining中斷技術(shù)，完全基于硬件進(jìn)行中斷處理，最多可減少12個(gè)時(shí)鐘周期數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中可減少70%中斷。它具有一個(gè)32位的核，處理速度明顯優(yōu)于MSP430。并且可以直接用庫(kù)函數(shù)產(chǎn)生產(chǎn)生不同頻率

22、和占空比的PWM波形，調(diào)速很方便。在用串口對(duì)攝像頭調(diào)節(jié)焦距以及用串口顯示的路徑來(lái)確定編寫的程序時(shí)，STM32單片機(jī)都非常的方便。并且，只要學(xué)過(guò)51單片機(jī)，學(xué)習(xí)STM32很方便和容易。以STM32F103RBT6為核心的單片機(jī)最小系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)部分：時(shí)鐘電路、電源電路、復(fù)位電路、BOOT接口。其中各個(gè)部分的功能如下：1、時(shí)鐘電路會(huì)給單片機(jī)提供一個(gè)外接的8MHZ的石英晶振。2、電源電路主要是給單片機(jī)提供3.3V的電源。3、復(fù)位電路在電壓達(dá)到正常值是給單片機(jī)一個(gè)復(fù)位信號(hào)。4、BOOT接口讓用戶可以控制單片機(jī)是運(yùn)行程序還是向單片機(jī)下載程序。如圖3.4所示，該最小控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的S

23、TM32系列單片機(jī)的時(shí)鐘電路。STM32系列的控制器可以使用外部晶振或外部時(shí)鐘源，經(jīng)過(guò)內(nèi)部PLL或不經(jīng)過(guò)內(nèi)部PLL為系統(tǒng)提供參考時(shí)鐘，也可以使用內(nèi)部RC振蕩器經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò)內(nèi)部PLL為系統(tǒng)提供時(shí)鐘源。當(dāng)使用外部晶振作為系統(tǒng)時(shí)鐘源時(shí)，外部晶振的頻率為416MHZ，可以為系統(tǒng)提供精確的系統(tǒng)參考源。本系統(tǒng)使用8MHZ的外接晶振為系統(tǒng)提供精確的系統(tǒng)時(shí)鐘參考，使用32.768KHZ低速外部晶體作為RTC時(shí)鐘源，連接到芯片的PC14、PC15引腳上。圖3.4 STM32晶振電路圖在STM32系列芯片中，由于有完善的內(nèi)部復(fù)位（RESET）電路，外部復(fù)位電路就特別簡(jiǎn)單，使用阻容復(fù)位方式即可，如下圖3.5所示。圖

24、3.5 復(fù)位電路圖圖3.6 BOOT引腳的電路圖圖3.7 STM32F103RBT6引腳圖3.3 道路圖像采集模塊道路圖像采集模塊主要是通過(guò)CMOS攝像頭采集跑道信息，并對(duì)信息進(jìn)行處理，區(qū)分出不同的賽道形狀，判斷出賽車相對(duì)于黑線的位置。智能循跡小車系統(tǒng)的總體工作模式為：CMOS OV5116圖像傳感器采集跑道圖像，輸出PAL制式信號(hào)，將該信號(hào)經(jīng)過(guò)8050三極管進(jìn)行圖像模擬信號(hào)AV的放大，在經(jīng)過(guò)高速比較器AD8032的信號(hào)處理模塊進(jìn)行硬件二值化，采用LM1881進(jìn)行視頻同步信號(hào)分離，二值化圖像信號(hào)、奇偶場(chǎng)信號(hào)、行同步信號(hào)輸入到STM32F103RBT6微控制器，通過(guò)二維數(shù)組存取跑道信息并進(jìn)行處理

25、；通過(guò)獲取的道路信息，經(jīng)過(guò)一定的算法，；來(lái)判別智能循跡小車是否要左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)或者直線行走，通過(guò)改變TIM通道的PWM的占空比，以改變循跡小車的左右兩輪的速度，以實(shí)現(xiàn)按照獲取的內(nèi)道路信號(hào)來(lái)自動(dòng)行駛的功能。OV5116 CMOS攝像頭捕獲的圖像模擬信號(hào)AV視頻同步信號(hào)分離LM1881模擬信號(hào)放大到數(shù)字式電平信號(hào)高速比較器AD8032進(jìn)行硬件二值化獲得數(shù)字信號(hào)D（黑色為1，白色為0）行同步信號(hào)，場(chǎng)同步信號(hào)STM32微控制器改變TIM通道的PWM占空比電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊圖3.8 道路采集模塊的流程圖3.3.1 OV5116 CMOS攝像頭的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)(1) 攝像頭電路板的尺寸25*28mm。(2) 5V供電電

26、壓。(3) 輸出四條信號(hào)線，分別是行中斷信號(hào)HS、場(chǎng)中斷信號(hào)VS、圖像模擬信號(hào)AV、圖像二值化數(shù)字信號(hào)D。(4) 集成了模擬放大為數(shù)字式的電平信號(hào)8050三極管。(5) PAL制，每秒25幀，一幀兩場(chǎng)，那么每秒就有50場(chǎng)。意味著16.7MS左右就有一幅圖像產(chǎn)生。(6) 集成LM1881視頻分離芯片，直接輸出場(chǎng)同步信號(hào)VS、行同步HS等供采集的時(shí)序信號(hào)。3.3.2 攝像頭的工作原理攝像頭按一定的分辨率，以隔行掃描的方式采集圖像上的點(diǎn)，當(dāng)掃描到某點(diǎn)時(shí)，就通過(guò)圖像傳感芯片將該點(diǎn)處圖像的灰度轉(zhuǎn)換成與灰度一一對(duì)應(yīng)的電壓值，然后將此電壓值通過(guò)視頻信號(hào)端輸出。如下圖3.8所示，攝像頭連續(xù)地掃描圖像上的一行，

27、則輸出就是一段連續(xù)的電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)的高低起伏反映了該行圖像的灰度變化。當(dāng)掃描完一行，視頻信號(hào)端就輸出一個(gè)低于最低視頻信號(hào)電壓的電平（如0.3V），并保持一段時(shí)間。這樣相當(dāng)于，緊接著每行圖像信號(hào)之后會(huì)有一個(gè)電壓“凹槽”，此“凹槽”叫做行同步脈沖，它是掃描換行的標(biāo)志。然后，跳過(guò)一行后（因?yàn)閿z像頭是隔行掃描的），開(kāi)始掃描新的一行，如此下去，直到掃描完該場(chǎng)的視頻信號(hào)，接著會(huì)出現(xiàn)一段場(chǎng)消隱區(qū)。該區(qū)中有若干個(gè)復(fù)合消隱脈沖，其中有個(gè)持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)長(zhǎng)于其它的消隱脈沖，稱為場(chǎng)同步脈沖，它是掃描換場(chǎng)的標(biāo)志。場(chǎng)同步脈沖標(biāo)志著新的一場(chǎng)的到來(lái)，不過(guò)，場(chǎng)消隱區(qū)恰好跨在上一場(chǎng)的結(jié)尾和下一場(chǎng)的開(kāi)始部分，得等場(chǎng)消隱區(qū)過(guò)去，下

28、一場(chǎng)的視頻信號(hào)才真正到來(lái)。攝像頭每秒掃描25幅圖像，每幅又分奇、偶兩場(chǎng)，先奇場(chǎng)后偶場(chǎng)，故每秒掃描50場(chǎng)圖像。奇場(chǎng)時(shí)只掃描圖像中的奇數(shù)行，偶場(chǎng)時(shí)則只掃描偶數(shù)行。攝像頭有兩個(gè)重要的指標(biāo)：分辨率和有效像素。分辨率實(shí)際上就是每場(chǎng)行同步脈沖數(shù)，這是因?yàn)樾型矫}沖數(shù)越多，則對(duì)每場(chǎng)圖像掃描的行數(shù)也越多。事實(shí)上，分辨率反映的是攝像頭的縱向分辨能力。有效像素常寫成兩數(shù)相乘的形式，如“320x240”，其中前一個(gè)數(shù)值表示單行視頻信號(hào)的精細(xì)程度，即行分辨能力；后一個(gè)數(shù)值為分辨率，因而有效像素=行分辨能力分辨率。圖3.9 攝像頭的視頻信號(hào)3.3.3 圖像的采集由于OV5116攝像頭圖像傳感器輸出的信號(hào)是圖像模擬信號(hào)A

29、V，而圖像模擬信號(hào)AV是集行同步信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)、消隱信號(hào)的復(fù)合信號(hào)，所以 OV5116 攝像要能有效地對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行采樣,首先要處理好的問(wèn)題是如何提取出攝像頭信號(hào)中的行同步脈沖、消隱脈沖和場(chǎng)同步脈沖,否則，單片機(jī)將無(wú)法識(shí)別所接收到的視頻信號(hào)處在哪一場(chǎng)，也無(wú)法識(shí)別是在該場(chǎng)中的場(chǎng)消隱區(qū)還是視頻信號(hào)區(qū)，更無(wú)法識(shí)別是在視頻信號(hào)區(qū)的第幾行。這里有兩種可行的方法。第一，直接采用A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行提取。當(dāng)攝像頭信號(hào)為行同步脈沖、消隱脈沖或場(chǎng)同步脈沖時(shí)，攝像頭信號(hào)電平就會(huì)低于這些脈沖模式之外時(shí)的攝像頭信號(hào)電平。據(jù)此，可設(shè)一個(gè)信號(hào)電平閾值來(lái)判斷A/D轉(zhuǎn)換采樣到的攝像頭信號(hào)是否為行同步脈沖、消隱脈沖或場(chǎng)同步脈沖。第

30、二，就是給單片機(jī)配以合適的外圍芯片，此芯片要能夠提取出攝像頭信號(hào)的行同步脈沖、消隱脈沖和場(chǎng)同步脈沖以供單片機(jī)作控制之用。由于單片機(jī)的處理速度有限，而一些脈沖的間隔時(shí)間又較短，我們就采用了第二種方法進(jìn)行信號(hào)提取。LM1881視頻同步信號(hào)分離芯片可從攝像頭信號(hào)中提取信號(hào)的時(shí)序信息，如行同步脈沖、場(chǎng)同步脈沖和奇、偶場(chǎng)信息等，并將它們轉(zhuǎn)換成TTL電平直接輸給單片機(jī)的I/O口作控制信號(hào)之用。LM1881的端口接線方式如圖3.10所示。圖3.10 LM1881接線圖其中，引腳2為視頻信號(hào)輸入端，引腳1為行同步信號(hào)輸出端（下圖中的b）。引腳3為場(chǎng)同步信號(hào)輸出端，當(dāng)攝像頭信號(hào)的場(chǎng)同步脈沖到來(lái)時(shí)，該端將變?yōu)榈碗?/p>

31、平，一般維持230us，然后重新變回高電平（如圖3中的c）。引腳7為奇-偶場(chǎng)同步信號(hào)輸出端，當(dāng)攝像頭信號(hào)處于奇場(chǎng)時(shí)，該端為高電平，當(dāng)處于偶場(chǎng)時(shí)，為低電平。事實(shí)上，不僅可以用場(chǎng)同步信號(hào)作為換場(chǎng)的標(biāo)志，也可以用奇-偶場(chǎng)間的交替作為換場(chǎng)的標(biāo)志圖3.11 LM1881分離視頻信號(hào)的時(shí)序圖采用LM1881從攝像頭信號(hào)VIDEO中分離出奇偶場(chǎng)同步信號(hào)O/E和行同步信號(hào)HS。（1）行同步信號(hào)：行同步信號(hào)為一系列的脈沖信號(hào)，其直接接單片機(jī)的外部中斷口PB14引腳，每次行同步信號(hào)到來(lái)都會(huì)觸發(fā)一次外部中斷，該行中斷信號(hào)用于采集每一行數(shù)據(jù)的標(biāo)志位，該信號(hào)一般是高電平有效，并且可以對(duì)該中斷進(jìn)行計(jì)數(shù)，便可一直到當(dāng)前黑白

32、圖像信號(hào)是哪一行。（2）奇偶場(chǎng)同步信號(hào)：奇偶場(chǎng)同步信號(hào)的輸出為高/低電平，奇場(chǎng)輸出高電平，偶場(chǎng)輸出低電平，其可以直接接單片機(jī)的普通I/O口，用時(shí)只需讀取該I/O口的高低電平就可以知道攝像頭當(dāng)前輸出的圖像是奇場(chǎng)還是偶場(chǎng)。 用改口接單片機(jī)PB15口，每次場(chǎng)同步信號(hào)到來(lái)都會(huì)觸發(fā)一次外部中斷，該場(chǎng)同步信號(hào)用于判斷一場(chǎng)數(shù)據(jù)是否讀取完和進(jìn)入下一場(chǎng)的標(biāo)志位。該信號(hào)一般是低電平有效，當(dāng)檢測(cè)到場(chǎng)中斷信號(hào)時(shí)，即刻把之前寄存器累積的數(shù)據(jù)清零，使得下一場(chǎng)的數(shù)據(jù)當(dāng)檢測(cè)到行中斷信號(hào)時(shí)，即刻進(jìn)入讀取行數(shù)據(jù)。3.3.4 圖像的處理1.攝像頭信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路由于攝像頭輸出的黑白全電視信號(hào)為 PAL 制式模擬信號(hào)， 所以必須經(jīng)過(guò)相

33、應(yīng)的圖像處理模塊進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換之后才能由單片機(jī)進(jìn)行處理。解決方案有以下三種：(1) 使用單片機(jī)內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換采用單片機(jī)的 AD 口，讀取圖像數(shù)據(jù)。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是外接電路簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是受到單片機(jī) AD 轉(zhuǎn)換速率的影響，讀取的數(shù)據(jù)慢，而且數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率較高，同時(shí)嚴(yán)重的占用單片機(jī)的資源， 導(dǎo)致程序運(yùn)行慢等的缺點(diǎn)。 一般單片機(jī)超頻到 64M下，一行采集大概是 80 個(gè)點(diǎn)。其精度對(duì)于圖像的分析是不夠的，特別是前瞻 50cm以后的信號(hào)，使得圖像分辨率不高，賽道檢測(cè)信息量不足，這種方法達(dá)不到我們的要求，不放棄。(2) 使用外部 A/D 轉(zhuǎn)換采用片外AD芯片，例如是高速AD轉(zhuǎn)換芯片：TLC5511。TLC551

34、0是美國(guó)德州儀器(TI) 公司生產(chǎn)的 8 位高速A/D轉(zhuǎn)換器，它可提供最大20Msps的采樣率。使用外部A/D 轉(zhuǎn)換器電路后，我們每行圖像最多可以采集 270個(gè)點(diǎn)，大大提高了賽道檢測(cè)的信息量并提高了信息處理的靈活度。其優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)化速率快，能夠?qū)崿F(xiàn)比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。但其缺點(diǎn)是外圍電路比較復(fù)雜，同時(shí)占用8 個(gè)單片機(jī) IO 口，成本比較高等。從對(duì)圖像的黑線提取的角度考慮，比較難實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)閥值。(3) 使用模擬電路對(duì) PAL 信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化對(duì)PAL信號(hào)進(jìn)行硬件二值化是為了降低單片機(jī)的計(jì)算負(fù)荷， 通過(guò)調(diào)節(jié)閾值而將灰度圖像轉(zhuǎn)換成黑白圖像，這樣就不需要用 A/D 轉(zhuǎn)換就可以采集圖像了。其最明顯的優(yōu)點(diǎn)在于普通 I

35、O 的操作速度要比 A/D 快，使提高分辨率成為可能。由于通過(guò)模擬電路實(shí)現(xiàn)二值化比較容易實(shí)現(xiàn)，所以最后采用了此技術(shù)路線而放棄了其它方案的研究。采用高速比較器，例如是高速比較器 AD8032，通過(guò)選擇合適的電壓作為比較器的參考電壓，把圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為高低電平信號(hào)，其輸出信號(hào)直接接到單片機(jī)的 IO 口，可以讀取到圖像信號(hào)，一般可得到黑線為 1，白板為 0 的圖像信號(hào)，此方案優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化速率快， 若輸出信號(hào)接單片機(jī)低位的 IO 口， 同時(shí)單片機(jī)超頻到 64M 和使用指針程序，一行可以采集到 250 個(gè)點(diǎn)。同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（幾乎不會(huì)出錯(cuò)）。故選擇這種方法。2.硬件二值化電路攝像頭采集的圖像為

36、灰度圖像，為加快芯片的處理速度需要將圖像信息處理為黑白圖像，即二值化。圖像二值化是用灰度變換來(lái)研究灰度圖像的一種常用的方法，即設(shè)定某一閥值，將灰度圖像的像素分成大于閥值的像素群和小于閥值的像素群兩部分。二值化的方法分為軟件二值化和硬件二值化。兩種方法各有利弊，硬件二值化與軟件二值化相比，穩(wěn)定性和精度相對(duì)較高，因此本設(shè)計(jì)選用了硬件二值化的方法。硬件二值化的特點(diǎn)是采用邊沿檢測(cè)電路，通過(guò)兩個(gè)電位器大小的調(diào)整便能適應(yīng)不同情況的光線，而且能適應(yīng)CMOS的不同視野，具有較強(qiáng)的圖片分割能力，具有較強(qiáng)的場(chǎng)地適應(yīng)性，而對(duì)比片外A/D，硬件二值化具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.電路設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單；2.占用單片機(jī)I/O口只有一位，為

37、片外A/D的1/8；3.不用考慮時(shí)鐘同步的問(wèn)題；4.橫向精度可以視為無(wú)限（因?yàn)橹苯右阅M電平信號(hào)輸入，由MCU的一位端口對(duì)電平進(jìn)行讀取），在滿足要求的情況下，MCU不用超頻甚至還需要分頻，8HZ頻率讀端口便能每行采集120多個(gè)像素，所以不會(huì)存在當(dāng)視野比較遠(yuǎn)時(shí)出現(xiàn)黑線斷開(kāi)的現(xiàn)象；5.采用硬件二值化直接對(duì)圖片進(jìn)行了正確有效的分割，減少了CPU的運(yùn)算量，增加了分割的可靠性。圖3.12 攝像頭模塊整體電路圖3.4 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用集成芯片L9110H來(lái)直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。L9110H是專為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式模塊，其將分立電路集成在模塊之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。該模塊具有

38、TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)及剎車，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過(guò)750800mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá)1.52.0A；同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開(kāi)關(guān)功率管的使用上安全b可靠。此模塊適用于智能化輪式車和智能化履帶車、智能化小型機(jī)械人和智能化小型機(jī)械手、其它類型的低功率（12 伏特 800 ）毫安負(fù)載等。圖3.13 L9110H實(shí)物圖 L9110H的直流特性如下圖所示：符 號(hào)參 數(shù)最 小典 型最 大單 位VCC電源電壓2.2612VIm

39、ax電流峰值-15002000mAVHIN輸入高電平2.5512VVLIN輸入低電平00.50.7VPd max允許功耗-800mWTopr操作溫度-302525圖3.14 L9110H的直流特性圖L9110H是專為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式模塊，其將分立電路集成在模塊之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。該模塊具有TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)及剎車，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過(guò)750800mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá)1.52.0A；同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流，使

40、它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開(kāi)關(guān)功率管的使用上安全可靠。L9110H的邏輯功能真值表如下圖所示：AIAAIBMOTOR ABIABIBMOTOR BHLLHHLLHLHHLLHHLLL剎車LL剎車HH高阻HH高阻圖3.15 L9110H芯片的邏輯功能本設(shè)計(jì)的直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路采用H型PWM電路，用STM32微控制器來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路，使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的精確調(diào)整。其實(shí)就是把波形作用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸入端，PWM控制是一種在控制領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的控制方式，通過(guò)對(duì)波形或者說(shuō)是脈沖的占空比加以控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的控制，靈活應(yīng)用合理分配是PWM波的一種很強(qiáng)的優(yōu)

41、勢(shì)，因此對(duì)于電機(jī)運(yùn)行的速度，我們可以通過(guò)對(duì)PWM波的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖頻率的控制，來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)速的合理控制。圖3.16為L(zhǎng)9110H驅(qū)動(dòng)尋跡小車左右兩輪直流電機(jī)的電路圖。圖3.16 L9110H驅(qū)動(dòng)電路圖圖2.4 L9110H直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊4 視覺(jué)導(dǎo)引智能尋跡小車軟件設(shè)計(jì)高效的軟件程序是智能車高速平穩(wěn)自動(dòng)尋線的基礎(chǔ)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，單片機(jī)需要通過(guò)查詢與檢測(cè)電路相接的I/O口狀態(tài)，以判斷行車軌跡狀況，然后通過(guò)不同占空比的PWM波，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。軟件設(shè)計(jì)主要通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)，即包括傳感器信號(hào)的讀取（由單片機(jī)查詢與檢測(cè)電路相連的I/O口狀態(tài)，確定檢測(cè)信號(hào)的來(lái)源）和PWM波的產(chǎn)生（由單片機(jī)定時(shí)器TI

42、M3的四個(gè)通道）4.1 STM32 I/O口與外設(shè)的連接簡(jiǎn)介OV5116攝像頭傳感器的數(shù)字信號(hào)D1接STM32的PA0，行同步信號(hào)HS接STM32的PB14,場(chǎng)同步信號(hào)VS接STM32的PB15；USB轉(zhuǎn)TTL串口RXD接STM32的PA9；左輪的輸入信號(hào)INA和INB分別接STM32的PA6和PA7口；右輪的輸入信號(hào)INA和INB分別接STM32的PB0和PB1口4.2 單片機(jī)個(gè)模塊的初始化4.2.1系統(tǒng)時(shí)鐘的初始化RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOB, ENA

43、BLE); /將A口、B口、中斷所需要的外設(shè)時(shí)鐘打開(kāi)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);/將串口的外設(shè)時(shí)鐘打開(kāi)RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);/將定時(shí)器TIM3外設(shè)時(shí)鐘打開(kāi)4.2.2 GPIO口的初始化按照實(shí)物連接的情況，信號(hào)輸入的I/O口有PA0、PB14、PB15；信號(hào)輸出的I/O口有PA9、PA6、PA7、PB0、PB1。按要求需要對(duì)這些IO口進(jìn)行初始化設(shè)置：GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /定義一個(gè)結(jié)構(gòu)

44、體GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; /選中6、7引腳GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; /復(fù)用推免輸出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /輸出速率為50HZGPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /初始化PA口GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_0; /選中0、1引腳GPIO_InitStr

45、ucture.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; /復(fù)用推免輸出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /輸出速率為50HZGPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); /初始化PB口GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; /選中9引腳GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /輸出速率為50HZGPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF

46、_PP; /復(fù)用推免輸出GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /初始化PA口GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15 ; /選中14、15引腳GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; /設(shè)置為浮空輸入GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);/初始化PA口4.2.3 中斷向量初始化對(duì)于串口中斷、行同步信號(hào)中斷和場(chǎng)同步信號(hào)，蛇形優(yōu)先級(jí)NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt

47、ructure; /定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); /設(shè)置優(yōu)先組為1組NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQChannel;/外部中斷線15-10 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; /先占優(yōu)先級(jí)為1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; /從占優(yōu)先級(jí)為0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChan

48、nelCmd = ENABLE; /使能IRQ通道NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); /初始化中斷優(yōu)先級(jí)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel; /串口通訊中斷NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; /先占優(yōu)先級(jí)為1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; /從占優(yōu)先級(jí)為0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABL

49、E; /使能IRQ通道NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); /初始化中斷優(yōu)先級(jí)4.2.4 外部中斷初始化對(duì)行同步信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)和串口的中斷設(shè)置EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; /定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14); /連接到PB14口去EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14; /使用外部中斷14EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Inter

50、rupt; /中斷請(qǐng)求EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; /上升沿觸發(fā)中斷EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; /使能外部中斷14EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); /初始化外部中斷GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource15); /連接到PB15口去EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line15; /使用外部中斷14EXTI_InitSt

51、ructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; /中斷請(qǐng)求EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; /上升沿觸發(fā)中斷EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; /使能外部中斷14EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); /初始化外部中斷4.2.5定時(shí)器TIM3的初始化由于兩個(gè)電機(jī)的調(diào)速是由TIM3產(chǎn)生的四個(gè)PWM分別控制的，故要將TIM3的PWM模式設(shè)為需要的參數(shù)。TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBa

52、seStructure; /定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; /定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 3000; /向上計(jì)數(shù)3000次TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =720; /720分頻TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; /設(shè)置時(shí)鐘分割TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; /TIM向上計(jì)數(shù)模式TIM_TimeBas

53、eInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); /初始化定時(shí)器TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; /PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; /輸出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 750; /占空比為25%TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; /初始高電平TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); /PWM通道1打開(kāi)TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); /PWM通道2打開(kāi)TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); /PWM通道3打開(kāi)TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); /PWM通道4打開(kāi) TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); /使能