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基于ARM单片机的智能小车循迹避障

研究设计共3篇

基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计1

一、研究的背景

近年来，随着机器人技术的不断发展，人们对智能小车的需求越来越

高。智能小车能够根据周围环境的变化，自动地进行信号处理和运动

抉择，实现自主导航、路径规划和避障等功能。在工业生产、物流配

送、智能家居、环保治理等领域，智能小车具有广泛的应用前景。

二、研究的目的

本文研究的目的是基于ARM单片机的智能小车循迹避障设计。通过对

小车的硬件组成和软件程序的设计，使小车能够自主进行行车，避免

撞车和碰撞，并能够遵循预设的路径进行行驶，完成既定的任务。

三、研究的内容

1.小车的硬件组成

小车的硬件组成主要包括以下方面：

（1）ARM单片机：ARM单片机是一种高性能、低功耗的微处理器，广

泛应用于嵌入式系统领域。在本设计中，ARM单片机作为控制中心，负

责控制小车的各项功能。

（2）直流电机：直流电机是小车的动力来源，通过电路控制，实现小

车前进、后退、转弯等各种运动。

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（3）红外循迹传感器：红外循迹传感器是小车的“眼睛”，能够检测

和识别地面上的黑色和白色，实现循迹运行。

（4）超声波传感器：超声波传感器是小车的避障装置，能够探测小车

前方的障碍物，实现自动避障。

（5）LCD液晶屏幕：LCD液晶屏幕是小车的显示器，能够显示小车行

驶的速度、距离、角度等信息。

2.小车的软件程序设计

小车的软件程序设计分为两部分：一部分是嵌入式软件设计，另一部

分是上位机程序设计。

（1）嵌入式软件程序设计

嵌入式软件程序是小车控制程序的核心部分，负责控制小车硬件的各

项功能。具体实现过程如下：

①初始化程序：负责对小车硬件进行初始化和启动，包括IO口配置、

计数器设置、定时器设置等。

②循迹程序：根据红外循迹传感器所检测到的黑白线，判断小车的行

驶方向。如果是白线，则小车继续向前行驶；如果是黑线，则小车需

要进行转向。

③路径规划程序：根据预设路径，计算小车应该按照什么路线进行行

驶。路径规划程序需要考虑小车的行驶速度、运动方向和当前的循迹

情况。

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④避障程序：如果小车前方有障碍物，避障程序需要通过超声波传感

器探测障碍物的位置和距离，并根据情况进行停车、避让或转向等操

作。

（2）上位机程序设计

上位机程序是小车控制的另一部分，主要负责与嵌入式软件程序之间

的信息交互和控制命令的下达。具体实现过程如下：

①界面程序：设计一个简单的界面，用于显示小车的状态信息和控制

按钮。状态信息包括小车的速度、距离、角度等，控制按钮包括启动、

停止、转向、变速等。

②控制程序：根据用户的控制输入，产生相应的控制命令，并通过串

口将命令传送给嵌入式软件程序。控制程序需要考虑与嵌入式软件程

序之间的通讯协议和数据格式。

四、研究的结果

经过硬件组成和软件程序的设计，本文的研究实现了基于ARM单片机

的智能小车循迹避障功能。该小车能够根据红外循迹传感器和超声波

传感器的信号进行自主控制，避免撞