控制模块的功能简述 控制模块电路原理图设计
在本节中，我们来完成控制模块的电路设计。首先我们需要对控制模块做一下简单的功能分析，也就是说我们先要了解控制模块都具有哪些功能，然后再逐步的完成这些功能。
控制系统处理器和其周边电路功能电源模块插槽nanopi插槽其它接口（距离模块、gpio等）实际上我们所做的控制模块除了本身的功能之外，还需要将电源模块和nanopi两个电路板插在其上方组合在一起，所以我们的控制电路板的整体结构如下：
也就是说，控制模块是一个底板，上面带有几组插槽，电源模块和nanopi通过引脚插入到底板当中完成组装。
此外，控制模块还需要接入超声波模块用于测量前方障碍物到车体的距离，以及一些预留的gpio引脚。
现在我们来完成控制模块的电路设计，首先是芯片的选型，我们本来可以选用stm32f103rct6作为控制模块的处理芯片，并在其上完成嵌入式程序的开发，但就目前情况来看此芯片价格高居不下，于是我们选用了stm32f407vet6，也就是说使用了cortex-m4系列芯片来作为我们的处理芯片。
第一步，为stm32f407vet6加入到我们的电路原理图当中：
第二步，在12和12脚上加入外部晶振电路，其中晶振频率为8mhz，两个电容均为22pf：
第三步，为14脚加入复位电路，并将94脚boot0和37脚boot1通过下拉电阻接地：
第四步，为vbat、vdd、vss、vdda、verf接入电源并接入电容：
第五步，为72脚和76脚加入swd固件烧写接口，即1.27mm间距孔（使用其它间距也可以，例如2.54mm间距）：
第六步，为vcap加入电容：
这样我们的stm32f407vet6的基础电路就完成，之后我们需要在相应的gpio上加入我们定制的功能。
功能一：加入ad采集功能，我们使用pa0、pa1、pc2、pc3进行电压采集，分别是adc1_ch0、adc1_ch1、adc1_ch12、adc1_ch13，其中adc1_ch0为我们的电源电压采集功能，其它通道为预留功能：
功能二：电机驱动信号pwm输出，我们使用tim4的4个pwm输出脚pd12、pd13、pd14、pd15以及tim3的4个pwm输出脚pc6、pc7、pc8、pc9，其中tim3的4路pwm输出为预留功能：
功能三：使用hcsr04超声波测距功能，接入pd9和pd8，由于hcsr04的echo脚输出是5v，所以我们使用10k和20k分压电阻将其转为3.33v：
功能四：我们参考mpu6050电子陀螺仪的外围电路，将其加入到设计图当中，并将pa6和pa7接入到其中，也就是i2c1接口，其中pb6和pb7都加了10k的上拉电阻：
功能四：我们使用pe0和pe1两个引脚来作为系统的信号指示灯：
功能五：加入与电源模块的接口，此接口我们在前一节中已经完成，对应的连接到控制模块中。接口中输入5v电源，我们需要通过ams1117电源芯片将其转为3.3v，同时加入一个led电源指标灯，当电源工作正常时led灯亮起：
功能六：加入nanopi接口并将其usb接口引出，nanopi与我们控制模块中有几个部分需要连接：
电源接口5v供电。
使用串口与stm32连接。
引出usb插槽到控制模块。
我们参考nanopi duo2的gpio接口来完成相应的功能：
其中，u4为usb插座，用于插入usb摄像头；p3为nanopi-duo2自身的debug接口；nanopi的uart1和stm32的uart1相连，用于数据通信，注意tx和rx需要反相接入。
功能七：使用串口2作为stm32的debug接口：
最后：引出预留的5v电源和3v电源以及一些gpio脚：
这样，我们就基本上完成了控制模块的电路设计，整体设计原理图如下：
可以看到我们的stm32f407vet6和nanopi-duo2剩余了很多gpio引脚没有被使用，包括i2c、spi、uart、gpio等功能，读者可以根据自己的需要加入相应的功能。我们将在下一节来对控制模块的电路进行布局和布线。
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也就是说，控制模块是一个底板，上面带有几组插槽，电源模块和nanopi通过引脚插入到底板当中完成组装。
此外，控制模块还需要接入超声波模块用于测量前方障碍物到车体的距离，以及一些预留的gpio引脚。
现在我们来完成控制模块的电路设计，首先是芯片的选型，我们本来可以选用stm32f103rct6作为控制模块的处理芯片，并在其上完成嵌入式程序的开发，但就目前情况来看此芯片价格高居不下，于是我们选用了stm32f407vet6，也就是说使用了cortex-m4系列芯片来作为我们的处理芯片。
第一步，为stm32f407vet6加入到我们的电路原理图当中：
第二步，在12和12脚上加入外部晶振电路，其中晶振频率为8mhz，两个电容均为22pf：
第三步，为14脚加入复位电路，并将94脚boot0和37脚boot1通过下拉电阻接地：
第四步，为vbat、vdd、vss、vdda、verf接入电源并接入电容：
第五步，为72脚和76脚加入swd固件烧写接口，即1.27mm间距孔（使用其它间距也可以，例如2.54mm间距）：
第六步，为vcap加入电容：
这样我们的stm32f407vet6的基础电路就完成，之后我们需要在相应的gpio上加入我们定制的功能。
功能一：加入ad采集功能，我们使用pa0、pa1、pc2、pc3进行电压采集，分别是adc1_ch0、adc1_ch1、adc1_ch12、adc1_ch13，其中adc1_ch0为我们的电源电压采集功能，其它通道为预留功能：
功能二：电机驱动信号pwm输出，我们使用tim4的4个pwm输出脚pd12、pd13、pd14、pd15以及tim3的4个pwm输出脚pc6、pc7、pc8、pc9，其中tim3的4路pwm输出为预留功能：
功能三：使用hcsr04超声波测距功能，接入pd9和pd8，由于hcsr04的echo脚输出是5v，所以我们使用10k和20k分压电阻将其转为3.33v：
功能四：我们参考mpu6050电子陀螺仪的外围电路，将其加入到设计图当中，并将pa6和pa7接入到其中，也就是i2c1接口，其中pb6和pb7都加了10k的上拉电阻：
功能四：我们使用pe0和pe1两个引脚来作为系统的信号指示灯：
功能五：加入与电源模块的接口，此接口我们在前一节中已经完成，对应的连接到控制模块中。接口中输入5v电源，我们需要通过ams1117电源芯片将其转为3.3v，同时加入一个led电源指标灯，当电源工作正常时led灯亮起：
功能六：加入nanopi接口并将其usb接口引出，nanopi与我们控制模块中有几个部分需要连接：
电源接口5v供电。
使用串口与stm32连接。
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其中，u4为usb插座，用于插入usb摄像头；p3为nanopi-duo2自身的debug接口；nanopi的uart1和stm32的uart1相连，用于数据通信，注意tx和rx需要反相接入。
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最后：引出预留的5v电源和3v电源以及一些gpio脚：
这样，我们就基本上完成了控制模块的电路设计，整体设计原理图如下：
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