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基于单片机的智能小车系统 摘 要 采用单片机作为主控制器，设计具有循迹避障功能、可用红外操控和手机/电脑遥控的智能小车 系统 。规划了智能小车的总体设计方案、硬件电路设计、程序代码的编写以及软、硬件的综合测试，并通 过上住机实现了对智能小车的远程控制、摘照及存储等功能 。最后通过试验验证了设计的可行性。 关键词轮式机器人单片机循迹避障WiFi模块 随着计算机和电子技术的迅猛发展，智能产 过传感器自行判断和分析,在无人操作的情况下 品的研究与开发愈发受到各领域学者们的重视， 自主完成任务。 其中，智能车技术的发展日新月异,在工业生产、 1智能小车系统整体设计 国防军工及民用生活等领域都发挥了重要作 为使所设计的智能小车可以沿着黑色胶带 用智能车以电子技术为背景，综合了计算机、 轨迹行驶 ,以STM32F103单片机作为主控芯片, 传感器及机械等多学科技术，在众多领域被广泛 配合电源模块、L298N 电机驱动模块、循迹模块、 应用，能够替代人类在一些特定环境工作，例如 自动避障模块、WiFi模块和电路 ，设计智能小车 美国的 “勇气”号和 “机遇”号火星探测机器人为 系统，其结构如图1所示。 人类探索火星做出了贡献，我国自主研发的 “月 厂1耻机哪动就爪一 球车”所应用的技术也处于世界前列；智能车也 应用于自动货运、无人驾驶等场合并取得了相 当不错的成绩 。智能车的应用正逐步渗入到工业 和生活的各个层面,提高了生产效率并减少了人 为失误，提升了人们的生活品质 厂 也娜脚块 智能小车，即轮式机器人，集环境感知、动态 决策与规划、智能控制与执行等多种技术于一 图 1智能小车系统整体结构框图 体⑷ ，随着技术的不断成熟,一些前沿技术被应用 避障模块自动检测障碍物并自动调整运动 于智能小车⑸ 。笔者基于STM32F103单片机，通 轨迹,WiFi模块实现手机和电脑端对智能小车的 过规划智能小车的总体设计方案,进行硬件电路 无线操控。 设计 、程序代码编写以及软/硬件的综合测试，实 智能小车前部设有2个HJ-IR2红外避障模 现了智能小车的自动循迹避障 、红外遥控运动、 块 ，可以通过红外线的发射和接收实现避障功 上位机对智能小车的远程控制及拍照存储等功 能 。在智能小车的底盘安装了 3路红外循迹模 能，笔者所设计的智能小车可以在所处环境中通 块，保证智能小车按照预设好的路线行驶 。设计 上位机APP,用以操控智能小车系统的WiFi模块。 2.2电源模块 2硬件电路设计 单片机采用线性稳压芯片AMS1117-3.3V 2.1主控制器 （图3）,其中电容起到滤波的作用,分别滤去高频 智能小车系统的控制器选用的是STM32F103 和低频信号,C31 、C6为输入电容,作用是防止断 单片机，该芯片是意法半导体推出的一款32位单 电后出现电压倒置,C32 、C2为输出滤波电容，作 片机，基于ARM Cortex-M内核，具有实时性优异、 用是抑制振荡和稳压输出⑺。 外设丰富及价格低等特点枕STM32F103单片机的 2.3电机驱动模块 内部结构如图2所示，可以看出，芯片内部可以划 智能小车采用L298N 电机驱动模块,L298N 分为内核和片上外设两部分。