目前市场上最常用的 32 位微处理器是基于 ARM 内核的，大概占有 75%的市场份额。 STM32 微控制器是由意法半导体公司生产的，是一个基于 ARM 内核的通用的微控制器系 列，有着丰富的配置和资源，并在 ARM 内核基础上进行了多处改进，在性能方面，STM32 系列的处理速度比同级别产品快 30%，产品功耗比同级别产品低 75%[4]。

STM32 系列单片机有三种低功耗模式，即睡眠模式、停止模式和待机模式。睡眠模式下， CPU 时钟关闭，其他器件正常运行，任一中断可唤醒[5]。停止模式下，CPU 和外设都停止运 行，只有 SRAM 和寄存器被保留。可以通过任一外部中断唤醒。待机模式下，所有 1。8V 供 电区断电，SRAM 和寄存器内容丢失，只有备份寄存器保留[5]。

加速度计是能将加速度信号转换为易于测量处理的电信号的一种传感器，自 20 世纪 40 年代开始工程实用，在此后的半个世纪，各类加速度计被应用于航海、航空、航天领域，其 原理和结构都进一步完善[6]。

MSMS 加速度计有：电容式加速度传感器、压阻式加速度传感器、压电式加速度传感器 和隧道电流式加速度传感器等[7]。其中电容式和压电式加速度传感器技术较为成熟。陀螺仪 是用来测量物体运动时绕坐标轴转动角度大小的检测装置。与加速度计一样，由于 MSMS 陀螺仪体积小，功耗低，被广泛用于航空航天领域[8]。

MPU6050 为全球首个将三轴加速度计和三轴陀螺仪集成在一个整体的 6 轴运动处理组 件，这种组合方式使得加速度计和陀螺仪之间轴误差几乎为零，同时也大大减小了所占的空 间。MPU6050 内嵌了一个三轴的 MEMS 加速度传感器、一个三轴的 MEMS 陀螺仪和一 个数字运动处理器 DMP。InvenSense 公司提供了官方运动姿态解算库，可以将传感器的原 始数据直接转换成四元数，极大地方便了软件开发。另外，这种传感器具有体积小、功耗低、 高精度等优点[9]。

同时，MPU6050 有着丰富的运动检测中断系统，这对低功耗的设计有着巨大的意义。可 以通过配置，使得 MPU6050 在检测到运动以及检测不到运动的情况下都能得到中断，这样 就可以在主控制器中合理评估当前工作状态，进而调整最佳功耗模式，从而达到系统的低功 耗。这对本产品有着重大意义。

1。3 论文的主要工作

本文的内容安排如下： 第一章：引言。主要介绍了本设计的应用背景和要解决的问题；介绍了嵌入式开发的基

础知识；介绍了本设计用到的主要控制器和传感器的相关知识。 第二章：系统总体设计。介绍了智能运动方向指示器的总体设计方案，主要考虑智能运

动方向指示器的功能需求分析和总体方案设计。 第三章：系统硬件电路设计。详细介绍了系统方案中各个模块的硬件设计和电路实现。 第四章：系统软件设计。包括底层驱动设计和上层软件设计，也包含了姿态信息的处理来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

和运动判别算法的设计。 第五章：系统软硬件测试。是对基本硬件平台的测试和系统整体功能的测试。

最后，对本文进行了总结。总结了本次设计中完成的的主要工作。并对设计提出了一些 改进之处。

2 智能运动方向指示器的总体设计

2。1 系统功能需求分析

首先，智能运动方向指示器要实时、准确地反映当前行车人的运动状态，包括直行、左 转、右转和停止四种基本运动状态。其次，指示器测得当前行车人在左转、右转或停止状态 下，要及时发出提示或警示信号，以提示后方车辆注意。再者，为了行车人方便佩戴和携带， 指示器的体积不能太大，同时，考虑到指示器发出提示信号的可见性和有效性，指示器的体 积不能太小。最后，要求指示器在检测到长时间停止的时候能够切换到低功耗模式，在检测 到启动时能瞬间启动到正常工作模式，这样可以极大地提高指示器的使用寿命。