基于 stm32 单片机的智能小车控制.docx

STM32 单片机是基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，由STMicroelectronics公司生产，广泛应用于各种嵌入式系统设计，包括智能小车控制。在本设计中，STM32F103作为核心控制器，负责处理来自各种传感器的数据并控制小车的动作。 智能小车的硬件设计主要包括以下几个部分： 1. **主控芯片**：STM32F103单片机，具备高性能、低功耗的特点，适用于实时控制应用。它拥有丰富的外设接口，如GPIO、ADC、PWM等，可以方便地连接各种传感器和驱动模块。 2. **传感器设计**： - **避障系统**：使用HC-SR04超声波传感器，测量0.02～4米的障碍物距离，提供精确的避障数据。 - **巡航传感器**：E18-D80NK光电传感器用于辅助避障，红外接收管和LM339电压比较器组合成巡航传感器，帮助小车保持路径。 - **测速模块**：槽型光耦传感器和测速光电码盘，通过PWM脉宽调整电机转速，并实现速度测量。 3. **无线模块**：ASTTL-100模块，基于SX1278无线传输芯片，工作在410~441MHz频段，支持多种数据传输模式，用于与PC进行无线通信，传递定位信息和障碍物距离。 4. **电源模块**：11.1V锂电池供电，LM2596电源模块提供5V和8.5V电压，具有宽输入电压范围和可调输出电压特性。 5. **电机及驱动模块**：TB6612FNG电机驱动模块，驱动直流电机，实现小车的前进、后退、转向等动作，具有高效和小型化优势。 6. **小车底板设计**：采用亚克力板制作，具有抗冲击、轻便等特性，配备65mm橡皮轮以提高行驶稳定性。 在软件设计方面，主要涉及以下子程序： 1. **主程序**：初始化系统时钟、延时函数、串口和定时器，支持手动模式、避障防摔模式和巡航模式。手动模式下，用户可以通过无线模块发送指令控制小车；其他模式下，小车会自动根据传感器数据执行相应的行动。 2. **避障防摔子程序**：超声波传感器检测障碍物，当距离小于15cm时，小车自动避障。 3. **跟踪子程序**：左右光电传感器检测到物体时，小车根据检测结果进行左转或右转。 4. **巡航子程序**：根据红外传感器检测到的轨道信息，小车自动调整行驶方向。 5. **GPS模块定位程序**：GPS模块获取小车的精确位置信息，通过无线模块发送到PC端，显示在屏幕上，供用户监控和控制。 通过这样的设计，智能小车能够在无人干预的情况下自主导航，避障并执行预设任务，体现了STM32单片机在智能控制领域的强大能力。此外，PID控制器用于实现小车速度控制，确保平稳行驶。整个系统充分展示了嵌入式系统在实际应用中的灵活性和实用性。