怎样去设计一种基于STM32的汽车防碰撞系统呢

1 汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。为了防止汽车与前方物体发生碰撞，汽车的车速就要根据与前方物体的距离变化由执行机构进行控制，使汽车始终在安全车速下行驶。这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少车祸的发生。发展汽车防撞技术，对提高汽车智能化水平有重要意义。
　　2 总体设计方案
　　2.1 实现功能及方案
　　在不同的车速情况下通过按键选择不同的档位。内部超声波模块检测车辆前后障碍物的距离，通过代码分析确定是否鸣警提示车主。车后装有热释电模块检测是靠近人体以提示车主。蜂鸣器根据不同情况发出不同频率的震动响声提示车主做出相应的操作。大致框架流程如图
　　报警条件：
　　高速模式：前后车距小于3m，蜂鸣器报警。
　　低速模式：前后车距小于0.5m或检测到有人靠近，蜂鸣器报警
　　
　　图1 框架流程
　　2.2 STM32单片机介绍
　　STM32属于一个微控制器，自带了各种常用通信接口，功能非常强大。
　　1、串口—USART，用于跟跟串口接口的设备通信，比如： USB转串口模块、 ESP8266、WIFI、 GPS模块， GSM 模块，串口屏、指纹识别模块。
　　2、内部集成电路—I2C，用于跟I2C接口的设备通信，比如： EEPROM、电容屏、陀螺仪MPU6050、 0.96寸OLED模块。
　　3、串行通信接口—SPI，用于跟SPI接口的设备通信，比如：串行FLASH、以太网W5500、音频模块VS1053。
　　4、 SDIO、 FSMC的超级、 I2S、 ADC、 GPIO。
　　3 硬件电路设计
　　本防碰撞系统的电路主要由6大部分电路组成：供电电路，按键电路、stm32最小系统电路、超声波电路、热释电电路和蜂鸣器警报电路。下面具体介绍相关电路。
　　3.1 供电电路
　　供电电路由USB接口引入5V电源，分别给HC-SR04、HC-SR501、蜂鸣器供电，5V电压再通过asm117电路转换成3.3v电压给STM32最小系统供电如图所示。
　　
　　图2 供电电路
　　3.2 按键输入电路
　　按键电路通过一个按键来进行模式选择。此外按键上并联了一个100uF的电容对按键进行消抖。电路如图3所示。
　　
　　图3 按键输入电路
　　3.3 STM32最小系统电路
　　最小系统电路由stm32芯片，外部晶振电路，复位电路，下载电路组成是控制电路的核心如下图4所示。
　　
　　图4 STM32最小系统电路
　　3.4 HC-SR04电路
　　此部分电路是通过IO口外接HC-SR04模块如图5所示。
　　
　　
　　图5 HC-SR04显示电路及实物图
　　3.5 HC-SR501电路
　　此部分电路是通过IO口外接HC-SR501模块如图6所示。
　　
　　图6 HC-SR501电路及实物图
　　3.6 蜂鸣器报警电路
　　此部分电路同样外接蜂鸣器模块，如图7所示。
　　
　　图7 蜂鸣器电路及实物图
　　4 软件设计
　　MDK5软件，程序使用C语言，并引用官方库进行编写。程序流程图如图8示，程序如附录二所示。程序进入MAIN函数后，模式选择配置、串口配置、前超声波配置、后超声波配置 、蜂鸣器配置，初始化这些配置后进入while函数。然后通过IO置位和延时函数使前后超声波模块开始工作。判断当前为高速还是低速模式，进入相应的模式后，对数据进行判断，最后通过IO口输出不同频率的PWM波来是蜂鸣器工作。
　　
　　图8整体程序流程图
　　5 结束语
　　此次设计立足于课程设计的实验运用，在实践操作过程中体会到了开发项目中遇到的各种问题，开拓了思维，实践出真知，这次学习让我感受颇深，体会到了我们专业学习过程中理论与实践相结合的重要性，同时帮助复习专业中的一些模糊知识点。