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【开源】基于STM32的智能车尾灯

news 2025/9/23 7:27:34

项目编号：STM32-T005

项目名称：基于STM32的智能车尾灯

【摘要】

本项目设计了一种基于STM32F103单片机的智能车尾灯系统，旨在提升夜间骑行的安全性与个性化体验。系统融合MPU6050加速度与陀螺仪模块，实现对自行车运动状态的实时监测，如刹车、转弯及正常行驶；结合光敏电阻感知环境光照强度，智能判断是否需要启用尾灯照明。根据传感器采集的数据，STM32控制矩阵LED灯自动调整显示模式，包括闪烁频率和图案变化，从而有效提醒后方车辆并保障骑行者安全。同时，系统集成蓝牙模块，可与手机APP连接，实现闪烁频率、图案样式等个性化设置，增强用户交互体验。电源部分采用干电池供电，安装简便、功耗低。整体设计集成度高、功能实用，适用于智能出行、绿色交通等领域，具有较强的推广价值与市场前景。

【所用硬件】

1、STM32F103C8T6最小系统板

STM32F103C8T6最小系统板是基于意法半导体（ST）Cortex-M3内核的微控制器开发板，核心芯片为STM32F103C8T6，主频72MHz，具有64KB Flash和20KB SRAM，满足中等复杂度的嵌入式应用需求。该板集成USB、USART、SPI、I2C等通信接口，支持多种外设扩展。最小系统板包含必要的外围电路，如8MHz晶振、复位电路、电源管理（3.3V稳压），并提供GPIO引脚引出，方便连接传感器、显示屏等模块。其低功耗、高性能特性使其广泛应用于智能硬件、工业控制等领域。在本设计中，它作为主控单元，负责数据采集、处理及外设控制，确保电子秤系统的稳定运行。

2、mpu6050陀螺仪模块

MPU6050陀螺仪模块是一款常用的六轴传感器，内部集成了三轴加速度计和三轴陀螺仪，能够实时测量物体的加速度与角速度信息。该模块通过I2C接口与单片机或其他控制器进行通信，体积小巧、功耗低，适用于姿态检测、运动跟踪和机器人平衡控制等场景。由于其数据稳定、价格适中，MPU6050在智能车、无人机以及可穿戴设备中应用十分广泛。

3、MAX7219点阵屏2*2*4模块

MAX7219点阵屏224模块是一种基于MAX7219驱动芯片的LED点阵显示模块，由2行2列共4个点阵单元组合而成，通常采用8×8点阵屏拼接显示。模块通过SPI接口与单片机通信，仅需三根控制线即可驱动多个点阵级联，支持显示文字、数字、图形和动画。其特点是电路简洁、显示效果清晰、扩展方便，常用于电子钟、信息显示屏及创意电子项目中，适合学习和实际应用。

4、蓝牙模块

HC-05蓝牙模块是一款常用的串口通信蓝牙模块，支持蓝牙2.0协议，采用主从一体设计，可通过AT指令自由配置工作模式。它通过UART接口与单片机或电脑连接，实现无线串口数据传输，使用方便、成本低廉、兼容性好。该模块传输稳定、距离可达10米左右，广泛应用于无线控制、小型物联网设备、智能小车和数据采集系统中，是嵌入式开发与蓝牙通信学习的常见选择。

5、光敏电阻模块

光敏电阻模块是一种基于光敏电阻传感器的检测模块，能够根据环境光强变化调整电阻值，从而实现光照强度的检测。模块通常集成电位器、电阻和比较器电路，可输出模拟信号或数字信号，便于与单片机连接。它响应速度快、使用简单，常用于自动照明、智能小车循迹、光控开关及光照监测等应用场景，是入门级传感器模块中常见且实用的一种。

6、干电池

4节干电池模块是一种常见的电源供电模块，一般由电池盒和导线组成，可串联放置四节1.5V干电池，输出电压为6V，适合作为单片机、传感器模块或小型电机等低功耗电路的供电电源。该模块体积小巧、安装方便，通常配有开关和电源接口，使用灵活，能够为实验项目、电子制作和便携设备提供稳定的直流电源。

【系统框架图】

【软件流程图】

【核心代码展示】

#include "app_task.h"
#include "main.h"
#include "m5310a.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"
#include "esp8266.h"
#include "io.h"
#include "led.h"
#include "oled.h"
#include "sim800l.h"
#include "rtc.h"
#include "Encoder.h"
#include "beep.h"
#include "mpu6050.h"
#include "inv_mpu.h"
#include "adc.h"
#include "key.h"
#include "max7219.h"
#include "Preprocessdesign.h"u8 str[100];
PAGE page;
POINT point;CAR car;TaskControlBlock TaskList[MAX_TASKS] = {0};
uint8_t RegisteredTasks = 0; // 已注册任务数
uint32_t SystemTick = 0;     // 系统时间基准// 任务注册函数
int8_t Task_Register(uint8_t id, uint32_t interval, void (*task_func)(void *), void *param)
{if (RegisteredTasks >= MAX_TASKS)return -1;TaskList[RegisteredTasks].TaskID = id;TaskList[RegisteredTasks].PollingInterval = interval;TaskList[RegisteredTasks].TimerCounter = 0;TaskList[RegisteredTasks].RunFlag = 0;TaskList[RegisteredTasks].EnableFlag = 1;TaskList[RegisteredTasks].TaskHook = task_func;TaskList[RegisteredTasks].TaskParam = param;TaskList[RegisteredTasks].Delay = 0;RegisteredTasks++;return 0;
}// 任务使能控制
void Task_Enable(uint8_t id, uint8_t enable)
{for (int i = 0; i < RegisteredTasks; i++){if (TaskList[i].TaskID == id){TaskList[i].EnableFlag = enable;break;}}
}/*** @brief LED闪烁任务** @param pt*/
void Led_Task(void *pt)
{LED1 = !LED1;
}void MPU6050_Task(void *pt)
{mpu_dmp_get_data(&car.mpu.Pitch,&car.mpu.Roll,&car.mpu.Yaw);
}void MAX7219_Task(void *pt)
{u8 i, j;for (i = 1; i < 9; i++) // 点阵屏的第1行到第8行{MAX7219_CS = 0;if (car.modle == ONE){for (j = 0; j < 4; j++) // 因为有4个点阵屏，所以同一行需要发4次{switch (j) // 用switch只是为了方便看而已{case 0:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == LEFT) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[10][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);// 控制列的高低电平，行为低电平了，所以列为1时灯亮，如数据为// 0xF0 那么这一行就是4个亮4个灭break;case 1:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == STOP) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[12][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;case 2:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == STOP) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[13][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;case 3:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == RIGHT) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[11][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;}}}else if (car.modle == TWO){for (j = 0; j < 4; j++) // 因为有4个点阵屏，所以同一行需要发4次{switch (j) // 用switch只是为了方便看而已{case 0:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == LEFT) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[14][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);// 控制列的高低电平，行为低电平了，所以列为1时灯亮，如数据为// 0xF0 那么这一行就是4个亮4个灭break;case 1:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == STOP) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[16][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;case 2:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == STOP) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[17][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;case 3:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == RIGHT) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[15][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;}}}else if (car.modle == THREE){for (j = 0; j < 4; j++) // 因为有4个点阵屏，所以同一行需要发4次{switch (j) // 用switch只是为了方便看而已{case 0:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == LEFT) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[18][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);// 控制列的高低电平，行为低电平了，所以列为1时灯亮，如数据为// 0xF0 那么这一行就是4个亮4个灭break;case 1:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == STOP) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[20][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;case 2:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == STOP) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[21][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;case 3:MAX7219_Write_byte(i);if(car.direction == RIGHT) MAX7219_Write_byte(_4x7Num[19][i - 1]);else MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;}}}MAX7219_CS = 1;}
}void Light_Task(void *pt)
{u8 i;car.light = 15 - (Get_Adc_Average(ADC_Channel_6, 5) * 15 / 4095);MAX7219_CS = 0;for (i = 0; i < LEDCOUNT; i++){MAX7219_Write_Command(DECODEMODE, 0X00);/*译码寄存器：1使用BCD码   0不使用（数码管的话建议用BCD码）*/}MAX7219_CS = 1; // 这里发送4次后CS拉高，那么4个点阵屏都收到数据，然后加载到寄存器中MAX7219_CS = 0;for (i = 0; i < LEDCOUNT; i++){MAX7219_Write_Command(INTENSITY, car.light);/*亮度控制：0x00~0x0F  0是最暗  0xFs是最亮*/}MAX7219_CS = 1;MAX7219_CS = 0;for (i = 0; i < LEDCOUNT; i++){MAX7219_Write_Command(SCANLIMT, 0X07);/*点阵屏的行数  数码管的段位  0是1行，7是8行*/}MAX7219_CS = 1;MAX7219_CS = 0;for (i = 0; i < LEDCOUNT; i++){MAX7219_Write_Command(SHUTDOWN, 0X01);/*掉电模式：0掉电模式  1正常模式*/}MAX7219_CS = 1;MAX7219_CS = 0;for (i = 0; i < LEDCOUNT; i++){MAX7219_Write_Command(DISPLAYTEST, 0X00);/*显示寄存器：0普通模式   1测试模式*/}MAX7219_CS = 1;
}void Flicker_Task(void *pt)
{static u16 delay=0,flag=0;u8 i, j;if (delay++ == car.Freq){delay = 0;flag++;if(flag == 1)  Task_Enable(3,0);else{flag=0;Task_Enable(3,1);}for (i = 1; i < 9; i++) // 点阵屏的第1行到第8行{MAX7219_CS = 0;for (j = 0; j < 4; j++) // 因为有4个点阵屏，所以同一行需要发4次{switch (j) // 用switch只是为了方便看而已{case 0:MAX7219_Write_byte(i);MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);// 控制列的高低电平，行为低电平了，所以列为1时灯亮，如数据为// 0xF0 那么这一行就是4个亮4个灭break;case 1:MAX7219_Write_byte(i);MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;case 2:MAX7219_Write_byte(i);MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;case 3:MAX7219_Write_byte(i);MAX7219_Write_byte(_4x7Num[22][i - 1]);break;}}MAX7219_CS = 1;}}
}void AngleControl_Task(void *pt)
{static MPU6050 last_angle;static u16 delay=0;if(car.mpu.Yaw-last_angle.Yaw>15){delay=0;car.direction = LEFT;}else if(car.mpu.Yaw-last_angle.Yaw<-15){delay=0;car.direction = RIGHT;}if(car.mpu.Roll-last_angle.Roll<-15){delay=0;car.direction = STOP;}last_angle.Roll = car.mpu.Roll;last_angle.Yaw = car.mpu.Yaw;if(car.direction != RUN){if(delay++ > 15){delay=0;car.direction = RUN;}}
}void Task_Init(void)
{Task_Register(1, 1000, Led_Task, NULL);Task_Register(2, 1, MPU6050_Task, NULL);Task_Register(3, 100, MAX7219_Task, NULL);Task_Register(4, 1, Flicker_Task, NULL);Task_Register(5, 200, AngleControl_Task, NULL);Task_Register(6, 300, Light_Task, NULL);
}void Task_Run(void)
{for (int i = 0; i < RegisteredTasks; i++){if (TaskList[i].RunFlag && TaskList[i].EnableFlag){// 执行任务函数if (TaskList[i].TaskHook != NULL){TaskList[i].TaskHook(TaskList[i].TaskParam);}// 清除运行标志TaskList[i].RunFlag = 0;}}
}void TaskTime(void)
{static u32 tick_time = 0;tick_time++;// 遍历任务列表更新计数器for (int i = 0; i < RegisteredTasks; i++){if (TaskList[i].EnableFlag){TaskList[i].TimerCounter++;// 达到时间间隔时设置运行标志if (TaskList[i].TimerCounter >= TaskList[i].PollingInterval){TaskList[i].RunFlag = 1;TaskList[i].TimerCounter = 0;}}}
}

【原理图】