Robot_Driver

项目介绍

项目主题：基于国产RT-Thread实时操作系统的智能搬运机器人
硬件设计：STM32核心板+扩展板设计，具备多底盘自动判断与驱动功能。同时在电驱系统上搭配激光雷达数据输入
软件设计：RT-Thread

1.硬件设计

目前尚未毕业，暂时不公开放新版设计图及PCB工程，还请理解。等过两个月毕业了就设置public

1.1核心板设计

核心板主控为STM32F407VET6，为什么选这个？（当然是因为大家用的多）
参考了很多轮趣及立创开发板的设计，毕竟实验室买了轮趣全套的小车
为了方便使用立创SMT的时候降本，替换了扩展库的器件为标准库的，降低20元/种的换料费

1.1.1主控电源

5V
因为核心板经常接的是PC端的USB，而又有板载电源独立供电的需求，所以在这里将USB_5V和板载的供电PIN_5V做了隔离，用的是标准库的肖特基二极管1N5819，以防板载电源反灌到电脑的USB端口。

5V-3V3
除此之外，通用的5V转3.3V设计用标准库的AMS1117-3.3，这个非常便宜，但注意VIN和VOUT都要接带有极性的钽电容为佳，刚好标准库里有一个10uF电容，直接接到输入输出端。

1.1.2芯片电源

芯片的电源有VDD、VDDA、VSS、VSSA、VBAT、VREF+
以下大概是其各个的作用：
VDD：V Drain 即电子流向的漏极，也就是+正极，因历史原因理论上的VD变为VDD
VDDA：VDD的模拟部分，即为模拟部分供电的VDD正极
VSS：V Source 即电子流出的源极，也就是-负极，因历史原因理论上的VS变为VSS
VSSA：VSS的模拟部分，即为模拟部分供电的VSS负极
VBAT：V BATTERY，即电源或外部电池的接入
VREF+：V REFERENCE，即参考电压，可以用VDDA接一个47Ω电阻，也可以使用其他的更精准的电压源，这里接VDDA的3.3V为芯片的ADC采样提供标准参考电压。

还要在每对供电脚都放一个100nF电容，注意电流回流路径

1.1.3主控电路

STM32还有两个接电容的引脚VCAP_1及VCAP_2，为了保证内部主调压器的电压稳定，选择不当可能会引起程序无法下载或者运行不稳定的情况。数据手册里也给出这个电容的相关参考参数。我们这里选取2.2uF

1.1.4晶振电路

晶振电路需要计算其匹配的电容，计算电容的公式如下：

CL=CS+(CD×CG)/(CD+CG )
其中，CS为晶体两个管脚间的寄生电容（Shunt Capacitance），在晶振的数据手册上可以找到
CD表示晶体振荡电路输出管脚到地的总电容，包括PCB走线电容CPCB、芯片管脚寄生电容CO、外加匹配电容CL2，即CD=CPCB+CO+CL2
CG表示晶体振荡电路输入管脚到地的总电容，包括PCB走线电容CPCB、芯片管脚寄生电容CI、外加匹配电容CL1，即CG=CPCB+CI+CL1

通常情况下，为了保持晶振的负载平衡，要求CG=CD
了解以上公式后，去晶振及芯片的数据手册中找CL、Cs、Ci
该图片为选取的晶振参数

从该图得知，CL=20pF(这个已知不需要纠结10或20），Cs=5pF
再到stm32f407手册里搜索input capacitance，得到Ci=5pF的数值

所以原式就变成了
CL = CG*CG/(CG+CG) + Cs
20 = CG/2 + 5
CG = 30pF
也就是
30 = Ci + Cpcb + CL1
30 = 5 + 0.2 + CL1(晶振布线时都会要求晶振尽量靠近振荡电路，所以CPCB一般比较小，取0.2pF)
CL1 = 24.8pF
考虑到嘉立创基础库里最相近的只有22pF，所以CL1与CL2都选择22pF的值

掉电后不需要记录系统时间，舍去低速晶振。
最后注意数字地模拟地单点相连，可以选0Ω电阻或者磁珠，但通常选电阻因为其对所有频段都有过滤效果。