基于STM32F405VG的开放式双道医用信号仪的研制及应用

为了满足研究各种细胞、组织等的电生物效应所需的高精度特殊刺激信号以及实验教学和医学仪器调试和维修等的需求,利用高性价比的32位微处理器STM32F405VG、高性能单频信号发生芯片AD9834研制了一种开放式双道医用信号仪。该仪器既能够同时输出两道高频和高位相差精度的常用信号(如三角波、方波和正弦信号)或生理信号(如心电、肌电和脉搏信号)以及特殊波形的信号,也可二者各输出一道信号,且其信号波形可以自定义。该仪器具有体积小、性能稳定、操作简便、显示直观等优点,输出信号开放且双道可广泛用于医学中电生物效应及医学其它科研、医学仪器的调试和维修等。

基于STM32F405RGT6四旋翼无人机设计

本四旋翼无人机,基于STM32F405RGT6单片机,在Enzo Pro飞控基础上进行开发。该无人机有自稳模式、定高模式和GPS模式并预留多个功能模式接口,性能强大、功能丰富、小巧轻便。其创新点在于自主巡线模式,该模式可靠稳定,依靠独有的软件识别算法和摄像头的数据采集处理算法,使其可以迅速准确的识别黑线位置并进行自主起飞、巡线、自动降落。此外,该无人机功耗低、响应快,可以支持长时间运行,稳定完成各项任务。

MEMS惯性鞋式行人导航系统

以微机械系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性器件为测量单元,搭建行人导航硬件系统并进行系统软件设计,硬件系统选用STM32F405作为核心处理器。通过分析行人脚步运动特点,设计零速修正行人导航算法,通过零速修正卡尔曼滤波器单一条件和三条件的零速检测方法进行导航姿态、速度和位置误差评估,并进行鞋式导航实物实验验证。实验结果表明,所设计的鞋式行人导航算法行之有效,并为行人导航系统实际应用指明了研究方向。

鸿蒙系统在Cortex-M内核架构上的移植和应用

鸿蒙是华为推出的面向全场景的操作系统,已在华为手机上成功应用两年多,但在各种嵌入式市场主流的芯片架构上鸿蒙操作系统的应用还比较少。介绍了在ARM Cortex-M4架构的芯片STM32F405RGT6上移植鸿蒙轻量型系统的全过程和关键代码修改步骤,并通过串口输出实验验证了移植系统的性能,实验证明鸿蒙系统具有实时性好、易剪裁等优点,比较适合作为微小型智能终端的底层软件。

基于STM32和S算法的微电脑鼠的设计与实现

采用STM32F405微处理器作为主控制器,设计了一款新型智能微电脑鼠,不仅满足了迷宫探索的各项要求,而且显著提高了微电脑鼠行走的稳定性,减少了微电脑鼠的迷宫探索时间。重点介绍了硬件系统的设计,包括微处理器、电源电路、传感器电路、电机驱动电路等组成部分。在软件设计部分,采用了“S转法”,通过6段法则来设计转弯运行。实验表明,基于STM32F405微控制器和S转法,微电脑鼠可以有效缩短探索路径并减少到达终点的时间。

STM32微控制器的badUSB防护设备

Bad Universal Serial Bus(badUSB)是一种利用Universal Serial Bus(USB)接口来攻击计算机的设备,由于其伪装成正常的计算机USB外设,杀毒软件的防护对其没有任何作用,因此是一种极难防御的攻击手段。本文设计了一种利用微控制器USB主机来探测防御badUSB的设备,此设备成本低、体积小、安全性高,而且不影响USB通信速度。

基于STM32的智能平衡车控制系统设计

介绍一种以STM32为控制核心的两轮智能平衡车的控制系统设计。利用陀螺仪和加速度计获得车体的倾角和角速度,通过光电编码器获得平衡车的速度。将转速控制信号与平衡控制信号叠加加载到两后轮电机,实现平衡车的静止和直立行走。同时,采用TSL1401线性CCD获得赛道图像信息,经过对图像的识别处理,准确快速地提取出赛道的中心线,获得平衡车的方向偏差控制量。实际运行结果表明,该平衡车能保持直立行走运动并快速实现不同路径上的转向和自主寻迹,具有较强的适应性和稳定性。

一种Mecanum轮式移动平台增量PID控制系统设计

为保证移动平台在复杂环境中具有良好的动态响应特性,设计了一种以STM32F405单片机为控制核心,基于Mecanum轮的全方位移动平台。采用基于Mecanum轮的H桥驱动电路,利用大电流、低阻抗的MOS管提高电机的驱动能力,应用LM2903,LMV611实现过电流、过电压保护功能;利用增量式PID控制策略,抑制电机启动电流,改善动态性能;将采集的视频信息通过无线图传发送给控制台,利用遥控器对移动平台进行实时控制。测试结果表明,移动平台运动灵活,越障能力强,实时性和可控性满足项目设计要求。

基于变论域模糊PI四轮机器人的仿真与研究

针对四轮全向机器人运动过程中的稳定控制问题,以ARM嵌入式微处理器STM32F405为主控制器,提出了基于变论域模糊PI的稳定控制策略,实现了在线实时调整PI控制器的参数,提高了机器人整体的控制精度和鲁棒性。分别对常规PI算法和变论域模糊PI算法的机器人底盘电机进行仿真和实验。结果表明,基于变论域模糊PI控制的四轮机器人响应速度快、抗干扰能力强,能够更好的减小超调量,提高系统的动静态特性和鲁棒性。

基于图像处理的产品表面缺陷检测系统研究

随着嵌入式技术的发展,基于图像处理的产品表面缺陷检测技术的优势越来越突出,其技术主要包括产品表面图像的采集、匹配和识别。本系统采用单精度浮点运算的STM32F405作为核心处理器,CMOS彩色数字摄像芯片OV7610作为图像采集传感器,并在VC++环境下使用面向对象的方法设计控制程序,主要用于产品表面图像的采集与处理。实验结果表明,该系统工作稳定,实时性和可控性达到设计要求。

新型无线遥控机器人控制系统设计

系统设计了一种基于Mecanum轮的新型无线遥控机器人,机器人实时将采集的视频信息通过无线图传发送给控制台,控制台以第一视角的操作模式,实现对机器人控制,使其完成特定任务。其控制主要由4部分组成:以STM32F405为核心的主控模块、底盘电机驱动模块、云台舵机控制模块和电源模块。实验结果表明,系统实时性强,数据传输稳定,可有效完成对移动机器人的灵活控制。

适用于电容式MEMS传感器的微小电容检测系统

针对电容式微机械陀螺测量困难的问题,设计了基于电容检测芯片AD7747和STM21F405单片机组合的微小电容检测系统。该系统主要包括I2C数据通信模块、串口通信模块、Flash存储模块以及单片机控制模块。最后通过实验来对其性能进行测试可得,该系统能够实现对微小电容的精确测量,分辨率可达1.6 fF,能够满足对电容式MEMS器件微弱信号的检测。

仿生液压四足机器人伺服控制器设计

本文结合仿生液压四足机器人的研发指标,设计了基于STM32F405的分布式电液伺服控制器。控制器伺服总线基于双CAN总线设计,将控制指令总线和状态反馈总线独立分离,并基于CAN总线通信协议设计了单帧伺服指令。设计了纯数字伺服阀驱动电路,使用PWM驱动MOSFET全桥方式实现。实验结果证明,仿生液压四足机器人电液伺服控制器符合预期的性能指标要求,达到预想的设计效果。

一种小型固定翼无人机姿态测量系统的设计

针对小型固定翼无人机设计中对姿态测量系统小型化、低成本的需要,设计了以STM32F405为处理核心的低成本的姿态测量系统。系统采用MARG传感器方案,利用优化的梯度递减算法对采集的数据进行处理,将处理结果通过改进的互补滤波算法完成数据的融合,最终完成飞行姿态参数的解算。实验验证表明,所设计的系统具有实时性、低功耗、低成本、小型化等特点,能较好地完成无人机的姿态角数据的测量,具有较强实用性。

基于STM32的燃气轮机振动监测系统的设计

为了能够准确、实时的提取燃气轮机关键部位在关注频段内的振动数据,设计了一种燃气轮机振动监测系统。该系统以STM32为核心处理器,通过加速度传感器对振动信号进行采集,利用积分放大电路、外置高精度模数转换电路和数模转换电路等进行信号调理,辅助FIR的数字滤波窗函数进行频段内振动数据的提取,并用仿真分析验证其滤波算法的准确性。经实际试验结果验证,该振动监测系统具有工作稳定、精度高、频段提取准确的优点,能够满足实际工程要求。

基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统

集约化的水产养殖对养殖水体水质有较高的要求,不准确的测量和延迟的数据采集会影响养殖生产的顺利进行。设计了一种基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统,将无线传感器网络与上层应用系统有机结合,在自组网情况下实现了水产养殖相关数据的实时监测。该系统在Cotex-M4 ARM架构下以微处理器STM32F405与无线射频芯片CC2530为核心,对系统底层硬件、底层软件、应用层软件进行了开发。同时,为提高数据的准确性,采用新型支持度函数加权融合算法对系统采集的多传感器数据进行融合。整个系统测量精度高,实时性强、运行稳定,能够较好地满足水产养殖水质监测的要求。

基于以太网的带式输送机监控系统下位机设计

针对现有带式输送机综合保护系统采用CAN或RS485总线结构存在布线复杂、传输可靠性低,不易扩展、通信距离近等问题,在基于以太网的带式输送机监控系统设计方案的基础上,提出了带式输送机监控系统的监控终端、网路电话和急停开关的设计方案。采用S5P4418和STM32F405VGT6 ARM处理器芯片设计了监控终端的硬件电路,采用STM32F405VGT6 ARM处理器芯片设计了网路电话和急停开关的硬件电路。移植了Linux操作系统,采用C++和C语言设计了监控终端的软件;采用C语言设计网路电话和急停开关的软件。制定了下位机与上位机通信协议,并编写了其通信软件。实验结果表明,文中所设计的下位机可用于基于以太网的带式输送机监控系统,实现了对带式输送机带速、温度、堆煤、跑偏、急停等运行状态信息的监测,以及电话通信和视频监控等功能,在煤炭、矿山、港口、电力和化工等领域具有广泛应用前景。

无人机喊话与热成像结合的安防系统设计

基于嵌入式系统开发了一款具有无人机喊话及热成像功能的新型无人机安防系统。该系统以STM32F405RG为控制器,通过串口与无人机实时通信,嵌套RTOS操作系统,保证了数据传输的稳定性;基于多线程负载开发,实现设备与无人机端的通信,设备搭载红外相机与音频功放模块,能够在夜间或恶劣环境条件下通过热成像实现快速目标定位,并支持使用者通过无人机遥控器或手台设备实现远程喊话、文字输入喊话以及音频循环播放。本文将无人机与喊话、热成像相结合,开创了一种安防新模式。

基于嵌入式系统的电梯导轨支架间距自动测量仪

针对传统导轨支架间距检测存在效率低和通用性不强等缺点,提出了基于32位高性能微控制器STM32F405和多传感器融合的导轨支架间距自动测量解决方案。通过所设计的自适应算法对测距传感器获得的数据进行分析,求得支架边缘位置;对加速度传感器的数据进行处理,求得支架间距。对整个系统的硬件和软件的具体实现进行了详尽的分析和研究。试验结果表明该系统的测量精度符合检验规范要求。

2D比例伺服阀数字控制器的设计与研究

为了提高2D比例伺服阀的动态特性,电-机械转换器起到了关键的作用。该文采用空心杯直流电机作为该阀的电-机械转换器,并设计了一款基于STM32F405为控制核心的嵌入式数字控制器,并将控制器内嵌于阀的端盖中,实现了一体化,采用电流-位置双闭环PID控制算法实现了对电机转子的定位。实验结果表明,该系统能够实现空心杯电机转子的精确定位,并有效提高2D比例伺服阀的频率响应和阶跃响应。