计算机科学与技术学院
《嵌入式综合实践》课程设计报告
专业:物联网工程
设计题目:基于STM32和WiFi的遥控小车及继电器
设计人员:学号:
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指导教师:
2014年6月
目录
摘要.......................................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................................................II 1设计目标. (1)
2设计内容 (1)
3设计方案 (2)
4实验所需器件 (2)
5实验各模块电路设计 (3)
5.1 核心板模块 (3)
5.2 WiFi模块 (4)
5.3直流电机驱动模块 (6)
5.4 继电器模块 (7)
6实验设计 (8)
6.1设计意义与目的 (8)
6.2 系统原理图 (8)
6.3完成实物图 (10)
7调试与结果 (11)
7.1连接WiFi (11)
7.2 WiFi测试连接 (11)
7.3登陆控制Web界面 (13)
8设计总结:(成员作用与体会) (15)
9附件 (15)
附件一:脚本语言源码 (15)
附件二:控制部分C语言源码 (18)
10成绩报告 (29)
基于STM32和WiFi的遥控小车及继电器
摘要
随着嵌入式技术的发展,单片机技术进入了一个新的台阶,目前除最早的51单片机现在有了STM32系列单片机以AMR的各系列单片机,而本次设计我采用STM32单片机来完成,目的是实现通过手机上APP或者PC上web 界面,通过WiFi无线传输,控制小车,STM32板子上的LED及继电器。而无线的传输时作为目前一项比较前沿的技术来展开学习的,所有的新新产业中都追求小规模高效率,而无线的技术可以降低传统工程的工程量,同时可以节省大量由排线、线路维修、检测上的一些不必要的障碍和消耗。同时,在实时运行阶段也可以明显体现它的便携性,高效性和节能性。
【关键词】STM32 WiFi 遥控网页
ABSTRACT
With the development of embedded technology,
micro-controller technology has entered a new stage, at present in addition to the earliest now with STM32 series micro-controller 51 single chip microcomputer to AMR various series single chip microcomputer, and I use STM32 MCU to complete the design, the purpose is to realize the control software on the phone or PC web transmission via WiFi, LED and relay control STM32 board. And wireless transmission as now a more cutting-edge technology to start learning, all the emerging industry in the pursuit of small high efficiency, and wireless technology can reduce the amount of traditional engineering, at the same time can save a lot of the platoon line, line maintenance, test on some unnecessary obstacles and consumption. At the same time, the real-time running stage can obviously reflect its portability, high efficiency and energy saving.
【Keywords】STM32 WiFi Remote Control Web Page
1设计目标
本次设计要求能通过PC的web界面,远程通过wifi控制小车的前进、后退、左转和右转及LED和继电器的开和关。要求学生对STM32有一定基础,熟悉MR09和和web间通信,会基本的C语言和javascript,会基本的网页设计,熟练掌握MDK软件的使用与程序下载。
2设计内容
(1)在MDK中,配备车载wifi的名称,密码,IP,网关,DNS及工作模式。本实验中,配置wifi名称:wulianwang 密码:1234567890123
IP地址:192.168.10.10 网关:192.168.10.1 DNS:202.99.96.68
(2)设计小车电机驱动,继电器模块和底座电路的原理图和PCB。
(3)用脚本语言设计web控制界面,本设计中是用Dreamweaver软件设计脚本语言。生成的.HTML控制台文件,用Linux环境下GCC编译器将.HTML 文件编译生成.h头文件,因没有装Linux系统,故在window环境下安装类似GCC编译器cygwin软件,生成.h文件后,添加该头文件到MDK工程文件,编译整个工程文件,下载程序到核心板。
(4)打开带无线网卡的PC,连接名为wulianwang的wifi,密码为1234567890123。
(5)实现web控制小车前进后退与转向运动,LED和继电器开关。设计完成。
2.1系统组成框图
3设计方案
(1)采用Dreamweaver制作控制台的Web界面
(2)控制台与车载wifi建立无线通讯
(3)制作电机驱动电路及继电器电路
(4)嵌入式技术与网页设计相结合,按键操纵小车的转向,前进后退等动作。
4实验所需器件
(1)核心板,此处采用STM32核心板
(2)继电器模块,及各种常用元器件
(3)小车底座,轮子,直流电机及L298N驱动模块(驱动电机)
(4)Wifi芯片,本实验选择MR08的wifi模块
(5)STM32核心板和JLINK下载模块及其相关的驱动
(6)带无线网卡的PC一台,且带MDK,GCC编译器环境
(7)杜邦线若干,电池若干且带电池盒,
5实验各模块电路设计
5.1 核心板模块
(1)芯片的选择:STM32VET6
(2)芯片的介绍:
内核8:ARM 32位的Cort32ex?-M3 CPU
?最高72MHz工作频率,在D存储器的0等待周期访问时可
1.25DMips/MHz(Dhrystone
2.1)
?单周期乘法和硬件除法
■时钟、复位和电源管理
? 2.0~3.6伏供电和I/O引脚?上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD) ? 4~16MHz晶体振荡器
?内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器?内嵌带校准的40kHz的RC振荡器?产生CPU时钟的PLL
?带校准功能的32kHz RTC振荡器
■低功耗
?睡眠、停机和待机模式
? VBAT为RTC和后备寄存器供电
■ 2个12位模数转换器,1μs转换时间(多达16个输入通道)
?转换范围:0至3.6V ?双采样和保持功能?温度传感器
■ DMA:
? 7通道DMA控制器
?支持的外设:定时器、ADC、SPI、I2C和USART
(3)STM32VET6芯片引脚图
图 5.1.3(4)实物图:
图5.1.4
5.2 WiFi模块
(1)采用芯片:WM-G-MR-09
(2)WiFi模块的系统框架
(3)WiFi模块电路原理图
图5.2.3
(4)实物图:
图5.2.4
5.3直流电机驱动模块
(1)小车驱动模块选择:L298N
(2)简要说明:
尺寸:80mmX45mm
主要芯片:L298N、光电耦合器
工作电压:控制信号直流5V;电机电压直流3V~46V(建议使用36伏以下)
最大工作电流:2.5A 五、额定功率:
25W
(3)特点:
a、具有信号指示。
b、转速可调
c、抗干扰能力强
d、具有过电压和过电流保护
e、可单独控制两台直流电机
f、可单独控制一台步进电机
g、PWM脉宽平滑调速
h、可实现正反转i,采用光电隔离
(4)电机连接原理图
(5)实物图:
图 5.3.5
5.4 继电器模块
(1)特点
继电器触点容量250V10A.继电器输出常开、常闭;低电平有效。 5V 继电器信号输入电压范围:0—5V;
VCC 系统电源。JD-VCC 继电器电源。默认5V 继电器。JD-VCC 和VCC 短接就可以了。 该继电器为2路继电器,VCC 接电源 +5V ,GND 接地,2路输入IN1和IN2,当IN 1=1时,1路继电器开,当IN 2=0时,1路继电器关,2路继电器同理。 (2)实物图
图5.4.2
6实验设计
6.1设计意义与目的
熟悉基于STM32的WiFi模块控制系统的使用,为今后进一步学习物联网无线智能控制打下基础。
6.2 系统原理图
图6.2.1 系统原理图
图6.2.2 系统PCB图
6.3完成实物图
图6.3.1
底层图
图6.3.2正视图
7调试与结果7.1连接WiFi
PC上连接小车车载WiFi,WiFi名称:wulianwang 无线网密码:1234567890123
7.2 WiFi测试连接
(1)通过PC 测试
在window命令行中ping 开发板IP,结果如下:
图 7.2.1
(2)通过创建TCP UDP 来测试,建立TCP Client 服务器,端口8080,IP 地址:
192.168.10.10
图7.2.2
连接建立后,通过发送控制命令检测是否连接,如,LED_OPEN1(LED1开),LED_CLOSE1(LED2关),JDQ_OPEN(继电器开),JDQ_CLOSE(继电器关)
图4.2.2.2
7.3登陆控制Web界面
Wifi连接成功后,打开浏览器,在地址栏敲入IP:192.168.10.10,进入控制界面:
7.3.1
图
8设计总结:(成员作用与体会)通过这次实践课程,通过亲自动手,从最初确定课题,到画设计PCB,到印刷电路板,到焊接元器件,到测试电路,到调试程序,经过了反复的修改和实践,终于完成课题,一路走来,确实很不易。自己画PCB,制板,编程,调试等各方面能力都得到了提升,同时也体会到了团队的力量,体会到了协作的重要性,也体会到了合理指挥分配的重要性,在团队合作中共同进步,在合作中成长!
9附件
附件一:脚本语言源码