一種基于STM32單片機的視頻遙控小車的設計

隨著各種科學技術的不斷提高，自動化技術的不斷加深，智能遙控技術將跨領域應用，并深入普及。機器人小車的研究是移動機器人分支的一部分，是一項涉及到計算機技術、傳感技術、通訊技術等相關技術的綜合系統。它的主要功能是利用無線網絡視頻技術實現識別路徑，控制車速及操縱轉向等。

小車采用STM32單片機作為主制器，通過一款Wifi射頻模塊ＲT5350實現遠程視頻畫面的傳輸，整個項目涵蓋的知識面廣，包括單片機編程技術，OpenWrt路由器系統以及Windows上位機軟件開發等等不同技術領域。下面分為三個層面來介紹視頻小車的實現方法：

（1）底層驅動層：以STM32單片機實現對小車的驅動控制;

（2）中層傳輸層：借助ＲT5350路由器平臺傳輸控制命令以及視頻流;

（3）頂層控制層：在Windows平臺實現對小車的控制。

1、底層驅動層

小車整體是實現STM32單片機控制小車電機的運動和控制攝像頭的舵機云臺的運動。由于STM32單片機提供的電流非常微小，不足以讓小車動起來，所以需要電機驅動模塊，這里使用了L298N模塊驅動小車的直流電機。

1．1、電機驅動原理

小車左輪右輪上分別配有兩個電機，左輪電機A與右輪電機B的正轉、反轉和停止決定著小車的運動模式。而STM32單片機4根電機控制信號線連接著L298N的IN1～IN4，另外兩根PWM調速信號線連著ENA和ENB。電路圖詳情見圖1。

圖1 電路原理圖

輸入信號線IN1和IN2控制電機A的運動，直流電機A接OUT1和OUT2。同理，IN3和IN4合起來控制了電機B的運動。對應小車的對應的運動模式詳情見表1。

表1小車的對應的運動模式

1．2、電機調速原理

如上圖1中L298N上還有有ENA和ENB兩個信號輸入端口，這兩個端口的作用是控制信號的使能，低電平有效。只有當信號線拉低時候，L298N才會遵循表1中列出的運動模式。

由于L298N有控制使能的信號線，則可以通過控制ENA和ENB的信號來進行PWM調速。原理是開關管在一個周期T的時間內導通的時間為t，那么電機兩端的平均電壓U=V*t/T=aV。其中，a=t/T（占空比），V是電源電壓。電動機的轉速與電動機兩端的電壓成正比，而電動機兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電動機的轉動速度與PWM信號的占空比成比例，信號的占空比越大電動機轉動得越快。