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基于STM32智能循迹避障小车(设计报告)

具有丰富的外设和存储器资源，能够满足本设计的需求。

在硬件方面，采用了红外对管和超声波传感器来检测道路上的

轨迹和障碍物，并通过PWM调速来控制电动小车的速度。在

软件方面，采用MDK(keil)软件进行编程，实现对小车的自动

循迹和避障，快慢速行驶，以及自动停车等功能。

设计方案

本设计方案主要分为硬件设计和软件设计两个部分。

硬件设计部分主要包括电路原理图的设计和PCB的制作。

在电路原理图的设计中，需要将stm32芯片、红外对管、超声

波传感器、电机驱动模块等元器件进行连接。在PCB的制作

中，需要将电路原理图转化为PCB布局图，并进行钻孔、贴

片等工艺流程，最终得到完整的电路板。

软件设计部分主要包括程序的编写和调试。在程序的编写

中，需要先进行芯片的初始化设置，然后分别编写循迹、避障、

速度控制等功能的代码，并将其整合到主函数中。在调试过程

中，需要通过串口调试工具来进行数据的监测和分析，以确保

程序的正确性和稳定性。

实验结果

经过多次实验测试，本设计方案实现了对电动小车的自动

循迹和避障，快慢速行驶，以及自动停车等功能。在循迹和避

障方面，红外对管和超声波传感器的检测精度较高，能够准确

地控制小车的运动方向和速度；在速度控制方面，PWM调速

的方式能够实现小车的快慢速行驶，且速度控制精度较高；在

自动停车方面，通过超声波传感器检测到障碍物后，能够自动

停车，确保了小车的安全性。

结论

本设计方案采用stm32为控制核心，利用红外对管和超声

波传感器实现对电动小车的自动循迹和避障，快慢速行驶，以

及自动停车等功能。在硬件方面，电路结构简单，可靠性能高；

在软件方面，采用MDK(keil)软件进行编程，实现了程序的稳

定性和正确性。实验测试结果表明，本设计方案能够满足题目

的要求，具有一定的实用性和推广价值。

内核采用ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率为

72MHz，1.25DMIPS/MHz，具有单周期乘法和硬件除法功能。

存储器方面，片上集成32-512KB的Flash存储器和6-64KB的

SRAM存储器。时钟、复位和电源管理方面，支持2.0-3.6V

的电源供电和I/O接口的驱动电压。具有上电复位（POR）、

掉电复位（PDR）和可编程的电压探测器（PVD）功能。支持

4-16MHz的晶振和内嵌出厂前调校的8MHzRC振荡电路，以

及内部40kHz的RC振荡电路。此外，还具有用于CPU时钟

的PLL和带校准用于RTC的32kHz的晶振。低功耗方面，支

持三种低功耗模式：休眠、停止和待机模式，并为RTC和备

份寄存器供电的VBAT。调试模式方面，支持串行调试

（SWD）和JTAG接口。DMA方面，具有12通道DMA控制

器。支持的外设包括定时器、ADC、DAC、SPI、IIC和

UART。

一调速系统方案采用脉宽调速系统。PWM调速系统具有

开关频率高、电流波形好、装置效率高等优点，因此本设计采

用了H型单极型可逆PWM变换器进行调速。脉宽调制式变

换器是脉宽调速系统的主电路。可逆PWM变换器采用双极式

H型变换器，由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的

桥式电路。

二检测系统主要实现光电检测，即利用各种传感器对电动

车的避障、位置、行车状态进行测量。本系统采用反射式红外

线光电传感器进行检测，用于检测路面的起始、终点（黑线）。

玩具车底盘上沿黑线放置，以适应起始的记数开始和终点的停

车的需要。

下面是经过修改后的文章：

有光敏特征的PN结属于光敏二极管，具有单向导电性，

因此工作时需加上反向电压。在无光照时，有很小的饱和反向

漏电流（暗电流）。此时光敏管不导通。当光照时，饱和反向

漏电