第1章緒論1.1研究背景及意義隨著科技的不斷發(fā)展，智能小車成為了現(xiàn)代人們生活中極其重要的一部分。智能小車在生活中的應(yīng)用越來越多，如何在行進中躲避周圍障礙物是小車設(shè)計的基本也是核心問題。智能小車通過搭載各種傳感器和控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能，如自動避障、追蹤物體、自主導(dǎo)航。智能小車的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控、自動物流、無人駕駛。隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，眾多人工智能控制產(chǎn)品應(yīng)用到了各行各業(yè)中。無人駕駛汽車綜合了計算機、模式識別、智能控制、智能傳感器等多種技術(shù)，旨在減少人為因素引起的交通意外，或代替人類進入危險場景完成工作，從而提升人們的生活質(zhì)量REF_Ref20260\r\h[1].設(shè)計和實現(xiàn)智能小車有著重要的意義。首先，智能小車可以為人們的生活帶來便捷和舒適。例如，自動避障功能可以幫助人們在室內(nèi)環(huán)境中自由移動，無需擔心碰撞障礙物；自主導(dǎo)航功能可以為人們提供導(dǎo)航服務(wù)，節(jié)省時間和精力。其次，智能小車的研究還有助于推動機器人技術(shù)的發(fā)展。智能小車作為機器人的一種應(yīng)用形式，通過設(shè)計和實現(xiàn)智能小車，可以鍛煉和提升各種相關(guān)技術(shù)，如嵌入式控制、傳感器融合、路徑規(guī)劃，從而促進整個機器人領(lǐng)域的進步。此外，智能小車的設(shè)計和實現(xiàn)也有助于教育和科研的發(fā)展。通過進行智能小車的研究和實踐，可以培養(yǎng)學生對于嵌入式技術(shù)的理解和應(yīng)用能力，提高學生的實踐動手能力。對于科研來說，智能小車的研究可以拓展機器人領(lǐng)域的知識邊界，為未來更高級別的自主智能機器人研究奠定基礎(chǔ)。綜上所述，設(shè)計和實現(xiàn)智能小車不僅有實用價值，也在推動機器人技術(shù)發(fā)展、促進教育和科研方面具有重要意義。該論文課題研究將通過搭建基于STM32F103C8T6主控制器的智能小車系統(tǒng)，綜合運用多種硬件和傳感器，達到實現(xiàn)智能小車的目標，并從中總結(jié)出一套完整的設(shè)計與實現(xiàn)方法。1.2發(fā)展歷程及現(xiàn)狀1.2.1課題發(fā)展歷程智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)歷史發(fā)展可以追溯到20世紀初的工業(yè)機器人和自動駕駛研究。隨著計算機技術(shù)和人工智能的發(fā)展，智能小車逐漸成為一個熱門領(lǐng)域。以下是智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)歷史發(fā)展的主要里程碑：20世紀60年代：最早的小車模型是由美國麻省理工學院（MIT）的SeymourPapert教授和W.GreyWalter教授等人開發(fā)的。這些小車模型主要基于反饋控制和簡單的電子電路，能夠遵循預(yù)先設(shè)定的路徑進行運動。20世紀80年代：隨著微處理器和傳感器技術(shù)的進步，智能小車的設(shè)計逐漸變得更加復(fù)雜和智能化。研究人員開始將傳感器（如紅外線、超聲波、激光雷達）與微處理器相結(jié)合，使小車能夠感知周圍環(huán)境并做出相應(yīng)的決策。20世紀90年代：在這一階段，智能小車的設(shè)計開始引入計算機視覺和機器學習等技術(shù)。通過使用攝像頭和圖像處理算法，小車能夠?qū)崟r感知和識別道路、交通標志和障礙物等。21世紀初：隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術(shù)的興起，智能小車的設(shè)計開始與網(wǎng)絡(luò)和云端相結(jié)合。小車通過與云端服務(wù)器的通信，可以獲得更強大的計算能力和數(shù)據(jù)處理能力，從而能夠?qū)崟r更新地圖、路徑規(guī)劃和行駛策略等。近年來，隨著深度學習和人工智能的發(fā)展，智能小車的設(shè)計進一步提升。研究人員開始使用深度學習算法來處理和解釋傳感器數(shù)據(jù)，并進行對象檢測、路徑規(guī)劃和行駛決策等任務(wù)。同時，智能小車的設(shè)計也開始考慮人機交互和自適應(yīng)控制等方面，以提高用戶體驗和安全性?？偟膩碚f，智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)歷史發(fā)展經(jīng)歷了傳感器與微處理器技術(shù)的融合、計算機視覺和機器學習的引入，并逐漸與云計算和人工智能相結(jié)合。隨著技術(shù)的不斷進步，智能小車的設(shè)計越來越智能化、高性能化，并在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。1.2.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀隨著計算機軟硬件、AI、機器視覺、深度學習等技術(shù)的迅速發(fā)展，無人駕駛技術(shù)日趨成熟，無人駕駛汽車已經(jīng)嶄露在大眾的視野中，智能化將成為未來汽車駕駛技術(shù)的重要發(fā)展方向之一REF_Ref8601\r\h[2]。智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)是一個熱門的研究課題，國內(nèi)和國外都有不少研究和應(yīng)用案例。以下是智能小車設(shè)計與實現(xiàn)的課題在國內(nèi)和國外的發(fā)展現(xiàn)狀：國內(nèi)智能小車設(shè)計中，常使用的硬件平臺包括Arduino、樹莓派和STM32系列等，這些平臺具有豐富的資源和支持，方便開發(fā)和調(diào)試。智能小車在國內(nèi)常使用各種傳感器，如超聲波傳感器、紅外傳感器、攝像頭等，用于實現(xiàn)環(huán)境感知、避障、圖像識別等功能。在智能小車的控制算法方面，國內(nèi)有許多研究者關(guān)注路徑規(guī)劃、自主導(dǎo)航和避障等問題，使用的算法包括PID控制、模糊控制、遺傳算法等。國內(nèi)智能小車通信技術(shù)常使用藍牙、Wi-Fi和無線網(wǎng)絡(luò)等方式進行控制和數(shù)據(jù)傳輸。國外智能小車設(shè)計中，常使用的硬件平臺包括Arduino、樹莓派和BeagleBone等，這些平臺具有強大的計算能力和豐富的資源，適用于復(fù)雜的算法和任務(wù)。國外智能小車在傳感器方面也廣泛應(yīng)用超聲波傳感器、紅外傳感器、攝像頭等，還常使用激光雷達、GPS和慣性測量單元（IMU）等高精度傳感器。國外智能小車的控制算法關(guān)注點廣泛，包括路徑規(guī)劃、SLAM、機器學習和深度學習等領(lǐng)域，如基于ROS的算法、深度強化學習等。國外智能小車通信技術(shù)的發(fā)展較快，常使用藍牙、Wi-Fi、無線射頻和4G等方式進行控制和數(shù)據(jù)傳輸，一些研究者還嘗試使用5G技術(shù)實現(xiàn)更高速和低延遲的通信?？傮w而言，智能小車設(shè)計與實現(xiàn)的課題在國內(nèi)外都得到了廣泛的關(guān)注和研究。不同的地域具有各自的特點和發(fā)展重點，但都在推動智能小車技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。隨著人工智能和自動駕駛技術(shù)的不斷進步，智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)也將進一步發(fā)展。1.3論文所作工作及思路本論文提出了智能小車避障系統(tǒng)整體設(shè)計方案，分析并設(shè)計了避障系統(tǒng)硬件和軟件模塊，主要包括以下幾個方面的工作：硬件搭建、控制算法設(shè)計、藍牙通信功能、數(shù)據(jù)顯示和存儲、系統(tǒng)測試和性能評估以及論文撰寫。首先，通過連接STM32F103C8T6主控制器和相關(guān)硬件模塊，搭建了一個完整的智能小車平臺。其次，設(shè)計了基于STM32F103C8T6的控制算法，使小車能根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)進行智能行為和決策，包括導(dǎo)航、避障和自動巡航算法。通過HC-05藍牙模塊實現(xiàn)了與智能手機藍牙設(shè)備的通信功能，可以通過手機App控制小車的移動操作。通過0.96寸OLED顯示屏實時顯示小車的狀態(tài)和傳感器數(shù)據(jù)，并可設(shè)計存儲功能將數(shù)據(jù)保存在SD卡介質(zhì)中。對設(shè)計的智能小車系統(tǒng)進行了功能測試、性能評估和可靠性測試，對藍牙通信穩(wěn)定性、小車行駛效果和姿態(tài)控制準確性進行了驗證。小車能夠在預(yù)先設(shè)定的跑道上完成前進、后退、轉(zhuǎn)向、停車、循跡、避障、顯示等各種功能，同時當遇到障礙物時，小車會驅(qū)動蜂鳴器報警REF_Ref8669\r\h[3]。本設(shè)計的各個模塊均可以正常的協(xié)同配合工作可以達到預(yù)期小車實現(xiàn)自主循跡和避障的作用，智能小車的整體運行安全。最后，根據(jù)以上工作和測試結(jié)果撰寫了論文，論文內(nèi)容包括系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的詳細描述。1.4論文章節(jié)安排本論文主要章節(jié)安排如下：第一章介紹了智能小車設(shè)計與實現(xiàn)的研究背景，綜述了智能小車發(fā)展的歷程和現(xiàn)狀，并分析了其未來發(fā)展趨勢。此外，該章還簡要概述了本文的設(shè)計思路。第二章重點闡述了智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)方案。首先對系統(tǒng)需求性和可行性進行分析，進而了解當下智能小車的需求。接著通過選擇和分析各個硬件模塊，確定符合系統(tǒng)規(guī)范的硬件組件。最后簡要介紹了系統(tǒng)的設(shè)計方案。第三章詳細描述了智能小車設(shè)計與實現(xiàn)的硬件部分。具體包括系統(tǒng)原理圖和最小系統(tǒng)的設(shè)計，以及單片機核心模塊的詳細說明。此外，還對其他模塊的電路設(shè)計和分析進行了討論。第四章重點介紹了智能小車設(shè)計與實現(xiàn)的軟件部分。首先介紹了系統(tǒng)所運行的開發(fā)軟件平臺和開發(fā)環(huán)境。接著對系統(tǒng)主體進行了程序設(shè)計，然后對其他模塊進行了軟件設(shè)計，全面了解系統(tǒng)各模塊的軟件設(shè)計部分。第五章強調(diào)了智能小車設(shè)計與實現(xiàn)過程中的調(diào)試與分析。首先闡述了調(diào)試的必要性和原因，然后對系統(tǒng)的硬件和軟件部分進行了調(diào)試和分析，找出了問題并提出了解決方案。隨后闡述了系統(tǒng)的實物圖和測試結(jié)果，并對系統(tǒng)的特色和不足之處進行了總結(jié)和分析。最后，對本文進行了總結(jié)并展望了該系統(tǒng)的未來發(fā)展。第2章智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)方案設(shè)計2.1課題需求性分析智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的需求性分析包括以下幾個方面：（1）控制能力，智能小車需要具備靈活的控制能力，能夠根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)進行智能行為和決策。例如，根據(jù)溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)小車的環(huán)境適應(yīng)性，根據(jù)霍爾編碼器的數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準的位置控制。（2）通信能力，智能小車需要具備與外部設(shè)備進行通信的能力，以實現(xiàn)遠程控制和數(shù)據(jù)傳輸。通過藍牙模塊接收手機端發(fā)送過來的數(shù)據(jù),進而控制小車進入循跡模式或避障模式,方便用戶對小車進行控制和監(jiān)測。REF_Ref8731\r\h[4]（3）感知能力，智能小車需要能夠感知周圍環(huán)境的能力，以便進行智能決策和避障功能。通過紅外避障傳感器可以檢測前方是否有障礙物，以避免碰撞。而溫濕度傳感器可以提供環(huán)境信息，包括溫度和濕度。（4）信息顯示，智能小車需要通過顯示屏來實時顯示狀態(tài)和傳感器數(shù)據(jù)，方便用戶監(jiān)測和控制。0.96寸OLED顯示屏可以提供清晰的顯示效果，使用戶能夠方便地獲取相關(guān)信息。（5）可靠性和穩(wěn)定性，智能小車需要具備穩(wěn)定可靠的性能，以確保正常運行和避免故障。選擇高質(zhì)量的硬件模塊，合理設(shè)計電路連接和布局，進行充分的測試和驗證，以保證智能小車的可靠性和穩(wěn)定性。綜上所述，智能小車的設(shè)計需求包括靈活的控制能力、通信能力、感知能力、信息顯示以及可靠性和穩(wěn)定性。2.2課題可行性分析智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的可行性分析從以下幾個方面考慮：（1）硬件資源，對于所選的硬件，如STM32F103C8T6主控制器、L298N電機驅(qū)動，需要確保它們能夠滿足系統(tǒng)的需求，并能夠正常工作。（2）功能需求，根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，如遠程控制、環(huán)境感知、運動控制、自動避障，需要評估所選硬件是否能夠滿足這些需求。例如，HC-05藍牙模塊是否能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的遠程控制，紅外避障傳感器是否能夠識別障礙物并及時做出反應(yīng)。（3）軟件支持，針對所選硬件，要考慮是否有相應(yīng)的軟件開發(fā)工具和資源。比如，STM32F103C8T6可支持使用開發(fā)環(huán)境進行程序開發(fā)和調(diào)試，提供了豐富的外設(shè)庫函數(shù)。確保能夠方便地進行軟件開發(fā)和調(diào)試，以滿足系統(tǒng)要求。（4）性能指標，除了滿足基本功能需求外，還需要評估所選硬件的性能指標是否能夠達到系統(tǒng)的要求。例如，主控制器的處理能力是否足夠，電機驅(qū)動的最大輸出能力是否滿足小車的速度要求，顯示屏的分辨率和刷新率是否能夠正常顯示。（5）可靠性和穩(wěn)定性，考慮所選硬件的可靠性和穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)能夠長時間穩(wěn)定運行。盡量選擇可靠性高、品質(zhì)好的硬件組件，避免因硬件故障導(dǎo)致系統(tǒng)失效。通過綜合評估以上幾個方面的因素，可以對智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的可行性進行分析，以確保所選硬件能夠滿足系統(tǒng)需求并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。2.3系統(tǒng)總體設(shè)計方案2.3.1設(shè)計思路智能小車的系統(tǒng)方案設(shè)計思路如下：（1）系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計智能小車控制系統(tǒng)主要分3個部分：主控制器、傳感器和驅(qū)動模塊。控制器用單片機負責處理由各傳感器采集到的環(huán)境信息，并且根據(jù)環(huán)境信息輸出控制信號;傳感器包括溫濕度傳感器、紅外避障、編碼器、藍牙模塊，負責采集環(huán)境信息和小車運行狀態(tài)信息;驅(qū)動模塊有電機及相應(yīng)的驅(qū)動電路，接收單片機控制信號，對小車運行狀態(tài)進行控制REF_Ref8793\r\h[5]。REF_Ref8793\r\h主控制器采用STM32F103C8T6，該芯片具有較強的處理能力和豐富的外設(shè)接口，可以滿足智能小車的需求。（2）主控制器功能設(shè)計確定主控制器的功能，主要包括感知、決策和執(zhí)行任務(wù)。感知包括接收各傳感器的數(shù)據(jù)，對環(huán)境信息進行實時監(jiān)測和處理。通過無線方式將采集信息上傳網(wǎng)絡(luò)，能夠自主沿著道路標線到達指定位置進行事故示警和處置。決策包括根據(jù)感知信息進行路徑規(guī)劃和任務(wù)選擇，確保小車能夠根據(jù)不同情況做出合適的決策。執(zhí)行任務(wù)包括控制電機驅(qū)動模塊，實現(xiàn)小車的移動控制。（3）硬件接口設(shè)計設(shè)計各硬件組件間的接口連接方式，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。主控制器通過GPIO口與其他硬件組件進行連接，通過串口與藍牙模塊進行通信。（4）硬件功能設(shè)計針對每個硬件組件，詳細設(shè)計其功能實現(xiàn)方式。結(jié)合光敏電阻、光電傳感器、紅外傳感器和超聲波傳感器，控制智能小車在賽道上按照預(yù)定軌跡完成前進，后退，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，并能有效避障，實現(xiàn)自動尋跡。藍牙模塊可以與智能手機進行無線通信，通過手機APP控制小車的移動和功能；溫濕度REF_Ref20260\r\h傳感器實時監(jiān)測周圍環(huán)境的溫濕度，并將數(shù)據(jù)傳輸給主控制器進行處理。（5）系統(tǒng)運行框架設(shè)計確定系統(tǒng)的運行框架，包括實時任務(wù)調(diào)度和數(shù)據(jù)處理流程。合理劃分任務(wù)優(yōu)先級，確保高優(yōu)先級任務(wù)的及時響應(yīng)，并設(shè)計數(shù)據(jù)處理流程，保證各傳感器數(shù)據(jù)的實時性和準確性。通過以上設(shè)計思路，可以實現(xiàn)智能小車的感知、決策和執(zhí)行任務(wù)的能力，使其具備自主控制移動、與智能手機無線通信、環(huán)境溫濕度監(jiān)測和顯示、位置和速度測量、障礙物檢測與避障功能。2.3.2設(shè)計框架本系統(tǒng)主要由單片機、藍牙模塊、紅外避障模塊、溫濕度傳感器模塊、顯示屏模塊組成。智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)主要功能包括遠程控制、避障功能、溫濕度監(jiān)測、速度和位置測量以及數(shù)據(jù)顯示。通過硬件搭建和主控程序編寫，利用傳感器和編碼器等組件，實現(xiàn)了小車的多種功能，并通過藍牙通信和顯示屏展示，使用戶可以遠程控制小車、監(jiān)測環(huán)境和了解系統(tǒng)狀態(tài)。通過系統(tǒng)方案的實施和優(yōu)化，確保智能小車系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。系統(tǒng)框架圖如圖2-1所示。圖2-1系統(tǒng)總框架圖2.4智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的硬件方案選擇2.4.1單片機控制器模塊的選擇在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，選擇單片機類型很多，以下是常見的單片機類型：51單片機：是對所有兼容Intel8031指令系統(tǒng)的單片機的統(tǒng)稱，這一系列的單片機的始祖是Intel的8031單片機，后來隨著flashROM技術(shù)的發(fā)展，8031單片機取得了長足的進展成為了應(yīng)用最廣泛的8bit單片機之一，他的代表型號就是ATMEL公司的AT89系列。STM32單片機：則是ST(意法半導(dǎo)體)公司使用arm公司的cortex-M為核心生產(chǎn)的32bit系列的單片機，他的內(nèi)部資源(寄存器和外設(shè)功能)較8051、AVR和PIC都要多的多，基本上接近于計算機的CPU了，適用于手機、路由器等等。AVR單片機：也是Atmel公司的產(chǎn)品，最早的就是AT90系列單片機，現(xiàn)在很多AT90單片機都轉(zhuǎn)型為Atmega系列和AtTIny系列，AVR單片機最大的特點是精簡指令型單片機，執(zhí)行速度，在相同的振蕩頻率下是8位MCU中最快的一種單片機。本系統(tǒng)選擇的是STM32F103C8T6，相對型號單片機對比，選擇STM32F103C8T6的優(yōu)點有以下：STM32單片機與傳統(tǒng)的51單片機相比，具有片上資源豐富、輸入輸出接口資源豐富、開發(fā)周期短等優(yōu)點。此外，32單片機具有64KB閃存存儲容量、20KB靜態(tài)存儲容量，相較于其他單片機而言，32系列單片機所能夠存儲的程序更長，能夠應(yīng)用到數(shù)據(jù)量大的運算環(huán)境中。高性能和豐富的外設(shè)接口使得它可以處理更復(fù)雜的控制算法和連接更多的外部設(shè)備。較大的存儲容量可以容納更復(fù)雜的應(yīng)用程序和算法。強大的定時器和中斷控制使得它能夠?qū)崿F(xiàn)精確的時間控制和快速響應(yīng)。開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)完善，有豐富的開發(fā)資源和社區(qū)支持，方便開發(fā)和解決問題。相對于ArduinoNano簡化開發(fā)平臺，STM32F103C8T6提供了更多的靈活性和控制能力，適合中高級開發(fā)者或需要更高性能的應(yīng)用場景。綜上所述，選擇STM32F103C8T6的原因在于其較高的性能、豐富的外設(shè)接口、更大的存儲容量、強大的定時器和中斷控制功能，以及成熟的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，適合于需要處理復(fù)雜任務(wù)和連接多種設(shè)備的智能小車應(yīng)用。因此本系統(tǒng)選擇STM32F103C8T6單片機是最優(yōu)的選擇。STM32F103C8T6實物如圖2-2所示。圖2-2STM32F103C8T6實物圖2.4.2紅外避障模塊的選擇在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，常用的紅外避障模塊選擇類型主要有以下幾種：紅外發(fā)射管與接收管對：紅外發(fā)射管通過發(fā)射紅外光束，而接收管接收并檢測返回的紅外光信號。紅外傳感器模塊：包含發(fā)射與接收功能的紅外傳感器一體化模塊，常見的有通過數(shù)字輸出結(jié)果的模擬模塊和通過模擬輸出結(jié)果的數(shù)字模塊。紅外距離傳感器：利用紅外測距原理測量與障礙物之間的距離，并輸出距離值。選擇紅外避障模塊的原因有以下幾點：簡單易用，紅外避障模塊使用方便，通常只需連接幾根引腳即可進行檢測和操作?？焖夙憫?yīng)，紅外避障模塊可以通過接收或測量紅外信號的反射時間來判斷障礙物的存在，具有較快的響應(yīng)速度。紅外避障模塊價格相對較低，適合成本敏感的系統(tǒng)。紅外避障模塊在室內(nèi)和室外環(huán)境中均可使用，并且對于大多數(shù)物體都能有效檢測。綜上所述，紅外避障模塊常用的類型包括紅外發(fā)射管與接收管對、紅外傳感器模塊和紅外距離傳感器。選擇紅外避障模塊的原因在于其簡單易用、快速響應(yīng)、成本低廉和適用范圍廣的特點，適用于智能小車避障功能的實現(xiàn)。紅外避障實物如圖2-3所示。圖2-3紅外避障模塊實物圖2.4.3藍牙模塊的選擇無線通信方式種類繁多，WiFi、衛(wèi)星、光、藍牙等通信方式都是目前在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛的無線通信手段。在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，常見的藍牙模塊主要有以下幾種類型：HC-05：一種經(jīng)典藍牙模塊，具有較長的傳輸距離和穩(wěn)定的連接性能。HC-06：同樣是經(jīng)典藍牙模塊，與HC-05相似，但通常傳輸距離較短。HC-08：一種低功耗藍牙模塊，適合于對電池壽命要求較高的應(yīng)用。在本設(shè)計中，采用高集成度的HC-05藍牙模塊來實現(xiàn)單片機與上位機之間的通信。選擇使用HC-05藍牙模塊的原因有以下幾點：成熟穩(wěn)定，HC-05是市場上廣泛使用的藍牙模塊之一，具有成熟的技術(shù)和穩(wěn)定的性能。在實際應(yīng)用中被廣泛驗證和使用。HC-05支持較長的傳輸距離，通?？蛇_到10米以上，有利于實現(xiàn)較遠距離的通信和控制。HC-05藍牙模塊具有簡單易用的配置接口，通過AT指令即可完成對藍牙模塊的設(shè)置。HC-05藍牙模塊兼容多種設(shè)備和平臺，可以與各種智能手機、電腦和其他藍牙設(shè)備進行通信。綜上所述，選擇使用HC-05藍牙模塊的主要原因是它具有成熟穩(wěn)定、長傳輸距離、易于配置和兼容性強的特點。這些特點使得HC-05藍牙模塊成為智能小車設(shè)計中常見的選擇，能夠滿足對穩(wěn)定通信和控制的需求。HC-05藍牙模塊實物如圖2-4所示。圖2-4HC-05藍牙模塊實物圖2.4.4溫濕度傳感器模塊的選擇在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，常見的溫濕度傳感器類型有DHT11、DHT22、AM2302。這些傳感器模塊能夠?qū)崟r測量環(huán)境的溫度和濕度，并通過數(shù)字引腳傳輸數(shù)據(jù)給MCU?，F(xiàn)比較DHT11和DHT22溫濕度傳感器這兩款類型，以下是兩者的優(yōu)缺比較精度：DHT22相對于DHT11擁有更高的精度。DHT11的溫度精度為±2°C，濕度精度為±5%RH，而DHT22的溫度精度為±0.5°C，濕度精度為±2%RH。因此，如果對溫度和濕度測量的準確性要求較高，DHT22是更好的選擇。測量范圍：DHT22還具有更廣闊的測量范圍。DHT11的溫度測量范圍為0°C至50°C，濕度測量范圍為20%RH至90%RH；而DHT22的溫度測量范圍為-40°C至80°C，濕度測量范圍為0%RH至100%RH。這使得DHT22在更極端溫濕度環(huán)境下的應(yīng)用更具優(yōu)勢。電源電壓：DHT11的工作電源電壓為3.5V至5.5V，而DHT22的工作電源電壓范圍更廣，為2.5V至5.5V。這使得DHT22在一些低電壓應(yīng)用或需要更大電壓范圍的系統(tǒng)中更加靈活。響應(yīng)速度：DHT22相對于DHT11具有更快的響應(yīng)速度。DHT11的溫濕度測量時間為2秒，而DHT22僅為0.5秒。這對于需要更快更新數(shù)據(jù)的應(yīng)用來說是一個優(yōu)勢。成本：DHT11相對于DHT22來說更為經(jīng)濟實惠。DHT11的價格通常要低于DHT22。因此，在預(yù)算有限的情況下，DHT11可能是更合適的選擇。綜上所述，選擇DHT11傳感器的原因：低成本、簡單易用以及應(yīng)用廣泛。DHT22在精度、測量范圍和響應(yīng)速度方面具有優(yōu)勢，特別適用于更高要求的應(yīng)用。然而，DHT11適用于一般溫濕度測量，并在低成本和廣泛適用性方面具有優(yōu)勢。故本系統(tǒng)采用DHT11作為本次設(shè)計的溫濕度傳感器。DHT11溫濕度傳感器實物如圖2-5所示。圖2-5DHT11傳感器實物圖2.4.5顯示屏模塊的選擇在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，常見的顯示屏模塊類型包括LCD液晶顯示屏、LED數(shù)碼管顯示屏和OLED顯示屏。與其它顯示器對比，選擇使用0.96寸OLED顯示屏有以下幾個優(yōu)點：OLED顯示屏具有高對比度和鮮明的顯示效果，能夠在各種環(huán)境中清晰可見，甚至在夜間或低光照條件下也能夠顯示出色。這對于智能小車的信息展示非常重要。OLED顯示屏是自發(fā)光的，不需要背光源，只有像素點本身發(fā)光。這使得OLED顯示屏具有更高的能效，并且消耗較低的電量。這對于智能小車的電池壽命和功耗管理非常有利。較小的尺寸和薄度，相比傳統(tǒng)的液晶顯示屏，OLED顯示屏可以做到更薄和更輕巧。這非常適合嵌入式系統(tǒng)，尤其是智能小車有限空間的設(shè)備。較快的REF_Ref20358\r\h響應(yīng)速度，OLED顯示屏具有較快的響應(yīng)速度，能夠?qū)崟r更新屏幕上的內(nèi)容。這對于智能小車的實時信息展示和用戶交互非常重要。綜上所述，選擇使用0.96寸OLED顯示屏作為智能小車的顯示屏具有高對比度和鮮明的顯示效果、自發(fā)光、較小的尺寸和薄度以及較快的響應(yīng)速度優(yōu)點，能夠滿足智能小車對顯示屏的需求。0.96寸OLED顯示器實物如圖2-6所示。圖2-60.96寸OLED顯示屏實物圖2.4.6編碼器模塊的選擇在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，常見的霍爾編碼器型號：MG310霍爾編碼器：MG310霍爾編碼器具有高精度、可靠性和方便安裝特點，適用于需要精確測量轉(zhuǎn)動位置和速度的應(yīng)用。HEDS-5500增量霍爾編碼器：HEDS-5500是一種常見的增量霍爾編碼器，輸出脈沖序列用于測量轉(zhuǎn)動位置和速度，具有較高的分辨率。AS5600絕對值霍爾編碼器：AS5600是一種常見的絕對值霍爾編碼器，可以提供準確的絕對值角度信息，無需進行增量計數(shù)。AS5048A絕對值霍爾編碼器：AS5048A是一種高分辨率的絕對值霍爾編碼器，可提供非常精確的角度信息。本系統(tǒng)選擇的是MG310編碼器，與其它編碼器相比，選擇MG310編碼器在智能小車設(shè)計中有以下優(yōu)點：高精度測量位置和速度，適用于精度要求高的應(yīng)用；豐富的功能，如過壓保護和防靜電，提高穩(wěn)定性和可靠性；方便的安裝設(shè)計，支持多種安裝方式；優(yōu)良品質(zhì)和可靠性，適應(yīng)惡劣環(huán)境并具有長壽命。綜上所述，選擇MG310編碼器能夠提升智能小車的運動精確性和穩(wěn)定性，增加安全性，并降低故障風險。MG310編碼器實物如圖2-7所示。圖2-7MG310霍爾編碼器實物圖2.4.7電機驅(qū)動模塊的選擇在自動控制系統(tǒng)中電動機的作用尤為重要，電動機性能對小車運行具有直接性的影響。小車在運行過程中，為了保證其安全性和行駛速度，必然需要有入彎道減速和出彎道加速的過程，并且這是一個頻繁加速的過程，為此，電機驅(qū)動芯片應(yīng)當具備內(nèi)阻小、性能穩(wěn)定度高、操作簡單的特點REF_Ref8855\r\h[6]。電機驅(qū)動有很多種型號，本設(shè)計現(xiàn)對L298N和L293D這兩款直流有刷電機驅(qū)動進行比較，以下是這兩款的優(yōu)缺點：L298N驅(qū)動器的優(yōu)點：高電壓和大電流輸出能力，最大電流可達2A。適用于大功率電機的驅(qū)動。提供雙路H橋輸出，可實現(xiàn)雙向電機控制內(nèi)置過流和過熱保護功能，能夠保護電機和驅(qū)動器。支持PWM調(diào)速控制，可實現(xiàn)電機的精確速度控制。兼容性較好，可以與各種單片機、開發(fā)板主控制器進行連接。L293D驅(qū)動器的優(yōu)點：經(jīng)濟實惠，價格較低。提供四路H橋輸出，可同時控制多個電機。具有內(nèi)部自由動態(tài)電流保護功能，可以對電機進行電流限制和自動保護。L298N和L293D驅(qū)動器的一些共同缺點：熱耗散較大，工作時可能會產(chǎn)生較多的熱量，需要外部散熱器進行散熱。電路復(fù)雜度較高，使用時需要連接較多的引腳。通過以上兩款的優(yōu)缺點選擇，本設(shè)計選擇的是L298N電機驅(qū)動，與L293D驅(qū)動器對比，選擇L298N電機驅(qū)動的有以下優(yōu)點：（1）高功率輸出：L298N的最大輸出電流為2A，適合驅(qū)動較大功率的直流有刷電機。（2）調(diào)速控制：L298N支持PWM調(diào)速控制，可以實現(xiàn)精確的電機速度控制。（3）過流和過熱保護：L298N內(nèi)置有過流和過熱保護功能，可以有效保護電機和驅(qū)動器。（4）兼容性好：L298N可以與各種主控制器進行連接，兼容性較好，方便與其他模塊集成使用。綜上所述，選擇L298N電機驅(qū)動的優(yōu)點在于它適用于大功率驅(qū)動、有精確速度控制，同時還具備過流和過熱保護功能，兼容性好，適合在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中使用。L298N實物如圖2-8所示。圖2-8L298N電機實物圖2.5本章小結(jié)本章主要介紹了智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的方案設(shè)計。首先對系統(tǒng)的需求性及可行性進行分析，了解目前智能小車的需求；接著，從硬件方案的各模塊進行選擇分析，得出合乎系統(tǒng)規(guī)范的硬件模塊；最后簡要闡述系統(tǒng)的設(shè)計方案。第3章智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的硬件設(shè)計3.1單片機主控模塊設(shè)計本文所選用的微處理器控制芯片為STM32F系列中的STM32F103C8T6，該芯片由意法半導(dǎo)體公司STMicroelectronics研發(fā)，屬于STM32增強型系列的一款產(chǎn)品。系列產(chǎn)品一經(jīng)發(fā)布便因為物美價廉以及強大的功能等特點，成為市場主流產(chǎn)品。最小系統(tǒng)電路如圖3-1所示，整個系統(tǒng)的引腳分布圖如圖3-2所示圖3-1最小系統(tǒng)電路原理圖圖3-2STM32F103C8T6引腳原理圖STM32F103C8T6最小系統(tǒng)模塊作為系統(tǒng)的控制核心，它主要由STM32F103C8T6單片機、時鐘電路復(fù)位電路、電源等構(gòu)成，配合系統(tǒng)的外圍設(shè)計電路，它可以將傳感器采集的信息轉(zhuǎn)換為自身能夠識別處理的信息，最終實現(xiàn)智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的功能。STM32F103C8T6其主要特點以及功能如下:（1）內(nèi)核：ARM32位的Cortex?-M3CPU。工作頻率最高可達72MHz；采用單周期乘法和硬件除法。(2)存儲器：存64K或128K字節(jié)的FLASH存儲器；高達20K字節(jié)的SRAM。(3)時鐘、復(fù)位和電源管理：2.0～3.6V供電和I/O引腳；上電/斷電復(fù)位(POR/PDR)；4～16MHz晶體振蕩器；內(nèi)嵌8MHz的RC振蕩器及已校準的40kHz的RC振蕩器；產(chǎn)生CPU時鐘的PLL;帶校準功能的32kHzRTC振蕩器。(4)低功耗：有睡眠模式及停機、待機模式。(5)2個12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換范圍在0至3.6V之間；并具有雙采樣和保持功能。(6)DMA：7通道DMA控制器；支持的外設(shè)有定時器、ADC、SPI、I2C和USART。多達80個快速I/O端口。(7)調(diào)試模式：串行單線調(diào)試(SWD)及JTAG接口兩種調(diào)試方式。(8)多達7個定時器：3個16位定時器，其中4個通道和增量編碼器輸入用于輸入捕獲/輸出比較/PWM/脈沖計數(shù)；1個16位帶死區(qū)控制和緊急剎車，用于電機控制的PWM定時器；2個看門狗定時器；系統(tǒng)時間定時器：24位自減型計數(shù)器。(9)多達9個通信接口：2個I2C接口(支持SMBus/PMBus)；3個USART接口；2個SPI接口(18M位/秒)；CAN接口(2.0B主動)；USB2.0全速接口。3.2紅外避障電路設(shè)計紅外避障模塊是一種基于單片機的智能小車設(shè)計中常用的傳感器模塊，用于檢測前方障礙物并及時采取相應(yīng)的避障措施。它通過發(fā)射紅外光束并接收反射光來檢測周圍環(huán)境的障礙物。紅外避障模塊通常由紅外發(fā)射器、紅外接收器、比較器、濾波電路組成。當紅外線發(fā)射器發(fā)射的紅外線被障礙物遮擋或反射時，紅外接收器會接收到反射或遮擋的紅外線信號。比較器會將接收到的紅外線信號與閾值進行比較，判斷是否有障礙物存在。根據(jù)比較器的輸出信號，單片機可以進行相應(yīng)的控制，以實現(xiàn)紅外避障功能。紅外避障電路設(shè)計：首先，如圖3-3所示，將紅外避障傳感器與主控制器的電源相連，確保兩者共享相同的電源電壓。紅外避障傳感器通常工作在5V電源供應(yīng)下，將紅外避障傳感器的VCC引腳與主控制器的5V引腳相連，OUT引腳與主控制器的B5引腳相連。將紅外避障傳感器的信號輸出引腳連接到主控制器上的一個A6引腳，用于接收傳感器的輸入信號。選擇A7引腳，并將紅外避障傳感器的OUT引腳與此A7引腳相連。為了確保傳感器的正確工作，還需要在主控制器上配置GPIO引腳的工作模式。使用STM32的庫函數(shù)或者寄存器配置來設(shè)置相應(yīng)的GPIO引腳為輸入模式。在主控制器程序中，使用相應(yīng)的輸入引腳來讀取紅外避障傳感器的信號。通過讀取GPIO引腳的電平狀態(tài)（高電平或低電平）來判斷避障傳感器是否檢測到障礙物。圖3-3紅外避障模塊原理圖3.3HC-05藍牙模塊電路設(shè)計HC-05藍牙模塊是一種常用的無線通信模塊，可用于智能小車的遠程控制和通信。HC-05藍牙模塊內(nèi)部電路包括主控芯片、藍牙調(diào)制解調(diào)器、收發(fā)器、天線組成。主控芯片負責控制藍牙模塊的工作，藍牙調(diào)制解調(diào)器負責將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以通過藍牙進行傳輸?shù)母袷剑瞻l(fā)器則負責將數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。HC-05藍牙模塊采用標準的藍牙協(xié)議，支持長達10米的無線通信范圍。藍牙模塊支持高速的串口通信，最高可達115200bps。藍牙模塊可以連接多個設(shè)備，并支持多設(shè)備同時通信。藍牙模塊采用低功耗設(shè)計，能夠延長電池壽命。藍牙模塊支持配對功能，可以確保通信的安全性。如圖3-4所示，將HC-05藍牙模塊的RXD引腳連接到主控制器STM32F103C8T6的A9引腳上，將TXD引腳連接到主控制器STM32F103C8T6的A10引腳上。這樣，主控制器可以通過A9引腳向藍牙模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，通過A10引腳接收藍牙模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)。HC-05藍牙模塊工作原理是基于串口通信。主控制器通過串口向藍牙模塊發(fā)送指令，藍牙模塊將接收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕嗽O(shè)備。同時，通過串口接收來自目標設(shè)備的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給主控制器。在主控制器程序中，可以使用串口通信庫函數(shù)來與HC-05藍牙模塊進行通信。通過發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)智能小車與其他藍牙設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制。圖3-4HC-05藍牙模塊電路原理圖3.4DHT11溫濕度傳感器模塊電路設(shè)計在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，DHT11溫濕度傳感器可以用來檢測環(huán)境的溫度和濕度，并將數(shù)據(jù)傳輸給主控制器或其他外部設(shè)備進行處理。DHT11溫濕度傳感器在3.3V至5V的電壓范圍內(nèi)工作。將傳感器的VCC引腳連接到正極電源，將GND引腳連接到負極電源，以提供適當?shù)碾娫垂?yīng)。DHT11傳感器有一個數(shù)字信號輸出引腳，用于傳輸溫濕度數(shù)據(jù)。如圖3-5所示，將DHT11溫濕度傳感器的DATA引腳連接到主控制器STM32F103C8T6的A5引腳上，使用一個10K歐姆的上拉電阻將信號線連接到主控制器的引腳上，以確保信號的穩(wěn)定連接。DHT11溫濕度傳感器的工作原理：在讀取溫濕度數(shù)據(jù)之前，需要向DHT11傳感器發(fā)送一個初始化信號。這個初始化信號告訴傳感器準備進行數(shù)據(jù)傳輸。一旦傳感器接收到初始化信號，它會開始傳輸數(shù)據(jù)。傳輸過程中，傳感器會將溫度和濕度數(shù)據(jù)以二進制的形式發(fā)送給外部設(shè)備。主控制器或其他外部設(shè)備在收到DHT11傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)之后，需要對其進行解析和處理。數(shù)據(jù)解析的過程包括將二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實際的溫度和濕度數(shù)值。DHT11傳感器在不同的工作模式下有不同的讀取周期。典型情況下，DHT11傳感器的讀取周期約為2秒，即傳感器每2秒發(fā)送一次溫濕度數(shù)據(jù)。圖3-5DHT11傳感器電路原理圖通過以上的電路設(shè)計和工作原理，DHT11溫濕度傳感器可以在智能小車中實時檢測環(huán)境的溫度和濕度，并將這些數(shù)據(jù)用于控制和決策。3.50.96寸OLED顯示器電路設(shè)計在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，0.96英寸OLED顯示屏可以用來顯示各種信息，比如溫度、濕度、速度，并提供可視化的界面。如圖3-6所示，將顯示屏的VCC引腳連接到正極電源，GND引腳連接到負極電源，以提供適當?shù)碾娫垂?yīng)。0.96寸OLED顯示屏使用I2C接口進行數(shù)據(jù)傳輸。將顯示屏的SCL引腳連接到主控制器STM32F103C8T6的B8引腳上，并將SDA引腳連接到主控制器STM32F103C8T6的B9引腳上。0.96寸OLED顯示屏具有可調(diào)節(jié)的I2C地址。通過I2C接口，主控制器可以向顯示屏發(fā)送各種要顯示的數(shù)據(jù)和指令。0.96寸OLED顯示屏內(nèi)部的控制器會將這些數(shù)據(jù)和指令解析并在屏幕上顯示出來。0.96寸OLED顯示屏的工作原理：將電源連接到顯示屏的正負極引腳，給顯示屏提供穩(wěn)定的電源。在使用顯示屏之前，需要發(fā)送一些初始化指令來配置顯示屏的參數(shù)，比如亮度、對比度。這些初始化指令可以通過I2C接口發(fā)送給顯示屏的控制器。一旦顯示屏初始化完成，通過I2C接口向顯示屏發(fā)送各種要顯示的數(shù)據(jù)和指令。顯示屏的控制器會將這些數(shù)據(jù)和指令解析，并在屏幕上顯示出來。圖3-60.96寸OLED顯示電路原理圖通過以上的設(shè)計和工作原理，0.96寸OLED顯示屏可以在智能小車中實時顯示各種信息，提供用戶友好的界面，并增強智能小車的交互性。3.6電機驅(qū)動電路設(shè)計在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，L298N電機驅(qū)動模塊可用于驅(qū)動電機以控制小車的移動。L298N是一種常用的電機驅(qū)動芯片，具有雙全橋H橋驅(qū)動功能，能同時控制兩個電機的速度和方向。L298N的最大功耗：20W，驅(qū)動部分端子供電范圍：5V～30V，控制信號輸入電壓范圍：高電平4．5～5．5V，低電平0V；驅(qū)動部分峰值電流達2A，能基本滿足大部分小車的動力需求REF_Ref7138\r\h[7]。電機驅(qū)動模塊作為單片機與電機的中間聯(lián)絡(luò)器件,將單片機IO口輸出的信號轉(zhuǎn)化為電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、與停止的實際控制。電機驅(qū)動模塊對電機驅(qū)動系統(tǒng)具有寬調(diào)速范圍、高轉(zhuǎn)矩重量比、高可靠性等要求智能小車采用L298N電機驅(qū)動芯片驅(qū)動電機工作，L298N電機驅(qū)動芯片采用16腳封裝，具有高電壓，大電流的特點，內(nèi)含兩個全橋式驅(qū)動器，采用標準邏輯電平信號控制，用來驅(qū)動直流電機，該芯片包括四路輸入IN1、IN2、IN3、IN4和四路輸出OUT1、OUT2、OUT3和OUT4，兩個使能端EN1和EN2，高電平有效、通過控制L293四路電平狀態(tài)，可以實現(xiàn)對四路輸出控制，L298N電機驅(qū)動模塊有兩組電源輸入端，分別用于控制和電機供電。L298N電機驅(qū)動模塊有四個輸入引腳，用于控制電機的速度和方向。這四個引腳分別是ENA、ENB、IN1、IN2、IN3和IN4。ENA和ENB用于控制兩個電機的速度，而IN1、IN2、IN3和IN4則控制電機的方向。L298N電機驅(qū)動模塊有兩個電機輸出端口，分別為OUT1和OUT2，以及OUT3和OUT4。將這些引腳連接到電機的正負電極，以驅(qū)動電機。通過控制輸入引腳的電平狀態(tài)，可以控制電機的速度和方向。將ENA引腳連接到一個PWM輸出引腳上，通過調(diào)節(jié)PWM的占空比來改變電機的速度。通過改變IN1、IN2、IN3和IN4的電平狀態(tài)，改變電機的轉(zhuǎn)向。系統(tǒng)主控通過改變L298N控制端電平，可實現(xiàn)電機的啟停、正反轉(zhuǎn)，并通過電機轉(zhuǎn)速控制產(chǎn)生輪速差控制小車轉(zhuǎn)向REF_Ref7216\r\h[8]。如圖3-7所示，將L298N電機驅(qū)動的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、ENB引腳連接到主控制器STM32F103C8T6的B5、B13、B14、A8、B6、A11引腳上。L298N電機驅(qū)動的工作原理：指定的控制輸入引腳的電平狀態(tài)通過L298N電機驅(qū)動芯片內(nèi)部的邏輯電路進行解碼。根據(jù)控制信號的輸入狀態(tài)，L298N電機驅(qū)動芯片會通過雙全橋H橋驅(qū)動電路，將電機的正負極與電源連接，實現(xiàn)驅(qū)動電機的目的。圖3-7L298N電機電路原理圖通過以上的設(shè)計和工作原理，L298N電機驅(qū)動可以控制電機的速度和方向，實現(xiàn)小車的前進、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)移動功能。3.7編碼器電路設(shè)計在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，MG310霍爾編碼器可用于測量電機的轉(zhuǎn)速和位置，從而提供反饋信號用于電機控制和位置閉環(huán)控制。MG310霍爾編碼器有兩個輸出引腳，如圖3-8所示，一個是A相輸出引腳，用于測量正轉(zhuǎn)方向下的脈沖信號，另一個是B相輸出引腳，用于測量反轉(zhuǎn)方向下的脈沖信號。將A相和B相的輸出引腳連接到主控制器STM32F103C8T6的B7、B6引腳上。MG310編碼器在電源引腳上連接5V電源。根據(jù)MG310編碼器的輸出信號，使用主控制器的A1、A0引腳來計數(shù)脈沖信號的個數(shù)。根據(jù)MG310編碼器的輸出信號進行解碼，獲取電機的轉(zhuǎn)速和位置信息。圖3-8MG310電路原理圖通過以上的設(shè)計和工作原理，MG310霍爾編碼器可以測量電機的轉(zhuǎn)速和位置，提供反饋信號用于電機控制和位置閉環(huán)控制。這對于實現(xiàn)智能小車的精確運動控制和導(dǎo)航至關(guān)重要。3.8本章小結(jié)本章主要介紹了智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的硬件設(shè)計部分。首先對系統(tǒng)的原理圖及最小系統(tǒng)的設(shè)計部分進行較為詳細的描述，了解系統(tǒng)的單片機核心模塊；其次，對各模塊電路進行相應(yīng)的設(shè)計與分析，包括紅外避障電路、藍牙電路、溫濕度傳感器電路、顯示電路、電機驅(qū)動電路、編碼器電路，對不同的電路的工作原理及組成進行闡述。第4章智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的軟件設(shè)計4.1開發(fā)軟件平臺介紹Keil是一款由ARM公司推出的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具，它提供了完整的軟件開發(fā)環(huán)境，包括編譯器、調(diào)試器、仿真器和IDE（集成開發(fā)環(huán)境），專門用于開發(fā)基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)。Keil的主要特點和功能包括：Keil提供了高效的ARM編譯器和鏈接器，能夠?qū)⒏呒壵Z言（如C和C++）代碼轉(zhuǎn)換為目標機器代碼，并將不同的模塊連接在一起生成可執(zhí)行文件。Keil支持多種調(diào)試和仿真技術(shù)，包括硬件仿真器和軟件仿真器。它可以與多種硬件解決方案（如J-Link、ULINK）配合使用，實現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試和跟蹤功能。Keil提供了直觀易用的IDE，集成了代碼編輯器、編譯器、調(diào)試器和仿真器工具，方便開發(fā)人員進行代碼編寫、編譯、調(diào)試和仿真操作。Keil支持多種ARM處理器系列，包括Cortex-M系列、Cortex-R系列和Cortex-A系列，可以靈活應(yīng)用于各種不同的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)。Keil提供了豐富的軟件開發(fā)工具和庫，包括RTOS（實時操作系統(tǒng)）和協(xié)議棧，方便開發(fā)人員進行嵌入式系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。通過Keil開發(fā)工具，開發(fā)人員可以高效地進行嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)試，簡化開發(fā)流程，提高開發(fā)效率，同時也提供了豐富的資源和支持，使開發(fā)者能夠更加輕松地完成ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)。4.2主程序設(shè)計以下是智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的主體程序設(shè)計流程步驟：(1)初始化：設(shè)置主控制器和外部設(shè)備的引腳、模式和參數(shù)，并進行必要的初始化工作，如設(shè)置時鐘、UART通信。(2)藍牙控制：通過藍牙模塊與手機或電腦進行通信，接收來自用戶的控制命令?？梢允褂肬ART通信協(xié)議來實現(xiàn)與藍牙模塊的數(shù)據(jù)交互。(3)電機控制：通過L298N電機驅(qū)動控制電機的轉(zhuǎn)動。根據(jù)接收到的控制命令，控制電機的速度和方向?？梢允褂肞WM信號調(diào)整電機速度，并通過GPIO控制電機的轉(zhuǎn)向。(4)避障控制：使用紅外避障傳感器檢測車輛周圍的障礙物。當傳感器檢測到障礙物時，即發(fā)出警告或停車，避免與障礙物發(fā)生碰撞。(5)溫濕度監(jiān)測：使用DHT11溫濕度傳感器監(jiān)測環(huán)境的溫度和濕度。通過讀取傳感器返回的數(shù)據(jù)，獲取環(huán)境的溫濕度信息，并進行相關(guān)的處理和顯示。(6)里程計算：使用MG310霍爾編碼器測量車輛的行駛里程。通過讀取編碼器返回的信號，計算車輛的行駛距離，并可以實時顯示在OLED顯示屏上。(7)狀態(tài)顯示：使用0.96寸OLED顯示屏顯示車輛的狀態(tài)信息，如速度、距離、溫濕度。可以實時更新并顯示相關(guān)的信息，方便用戶了解車輛的運行狀態(tài)。(8)循環(huán)處理：在主循環(huán)中，不斷讀取和處理傳感器數(shù)據(jù)，根據(jù)需要控制電機驅(qū)動和顯示信息。保持主循環(huán)不斷運行，以便對車輛的狀態(tài)進行實時監(jiān)控和控制。主程序設(shè)計流程如圖4-1所示。圖4-1主程序流程圖4.3紅外避障模塊程序設(shè)計在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，紅外避障傳感器用于檢測車輛周圍的障礙物，開啟該系統(tǒng)，智能車輛的避障功能已完成初始化，車輛啟動后直行，兩側(cè)的超聲波感應(yīng)器同時開始檢查前面是否有障礙物，如果檢查二側(cè)都有障礙物，則小車執(zhí)行后退程序;若檢查左側(cè)都有障礙物而右側(cè)都沒障礙物，則小車執(zhí)行右拐程序;若檢查右側(cè)都有障礙物而左側(cè)都沒，則小車執(zhí)行左拐程序;如果檢查到二側(cè)都沒障礙物，則小車執(zhí)行直線前進程序REF_Ref9051\r\h[9]。以下是紅外避障傳感器的軟件流程步驟：（1）初始化：首先，進行傳感器的初始化設(shè)置，包括設(shè)置引腳、配置傳感器模式、參數(shù)。（2）讀取傳感器數(shù)據(jù)：通過讀取傳感器引腳的電平變化，可以獲取傳感器返回的數(shù)字信號。當有障礙物接近傳感器時，信號會發(fā)生變化。（3）數(shù)據(jù)處理：根據(jù)讀取到的傳感器數(shù)據(jù)，進行相應(yīng)的處理。比如，判斷傳感器是否檢測到障礙物，以及障礙物的距離程度。（4）控制動作：根據(jù)傳感器檢測結(jié)果，進行相應(yīng)的控制動作。如果檢測到障礙物離車輛過近，通過控制電機驅(qū)動停車或改變方向，避免碰撞?；蛘甙l(fā)出警告信號，提醒用戶注意。（5）循環(huán)處理：在主循環(huán)中，不斷重復(fù)上述步驟，以實時監(jiān)測障礙物的情況并采取相應(yīng)的控制措施。以上是智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的紅外避障傳感器程序設(shè)計流程步驟，可以有效利用紅外避障傳感器檢測障礙物，并實現(xiàn)智能小車的避障功能。流程圖如圖4-2所示。圖4-2紅外避障傳感器流程圖4.4HC-05藍牙模塊程序設(shè)計在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，HC-05藍牙模塊可REF_Ref20515\r\h[10]以用于實現(xiàn)與智能手機或其他藍牙設(shè)備的通信，以下是HC-05藍牙模塊的程序設(shè)計流程步驟：（1）初始化：首先，進行藍牙模塊的初始化設(shè)置，包括設(shè)置引腳、參數(shù)配置。（2）待連接：待藍牙設(shè)備與HC-05藍牙模塊建立連接?？梢酝ㄟ^監(jiān)聽藍牙模塊的狀態(tài)或檢測與藍牙設(shè)備的配對來判斷連接是否建立。（3）數(shù)據(jù)接收：接收藍牙設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^HC-05藍牙模塊提供的串口接收函數(shù)或中斷方式接收數(shù)據(jù)。（4）數(shù)據(jù)處理：對接收到的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理。例如，解析數(shù)據(jù)包、提取有用信息、判斷指令類型。（5）控制動作：根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，執(zhí)行相應(yīng)的控制動作。例如，根據(jù)接收到的指令控制小車的移動、轉(zhuǎn)向、速度。（6）數(shù)據(jù)發(fā)送：根據(jù)需求，將響應(yīng)數(shù)據(jù)通過HC-05藍牙模塊發(fā)送給藍牙設(shè)備?？梢允褂么诎l(fā)送函數(shù)或指定發(fā)送數(shù)據(jù)格式。（7）循環(huán)處理：在主循環(huán)中，不斷重復(fù)上述步驟，以實現(xiàn)與藍牙設(shè)備之間的實時通信。以上是智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中的HC-05藍牙模塊軟件流程步驟，可以有效利用HC-05藍牙REF_Ref20583\r\h[11]模塊實現(xiàn)智能小車與藍牙設(shè)備之間的通信功能，并實現(xiàn)遠程控制、數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用場景。流程圖如圖4-3所示。圖4-3HC-05藍牙程序流程圖4.5DHT11溫濕度傳感器模塊程序設(shè)計在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，DHT11溫濕度傳感器可以用于實時獲取環(huán)境的溫度和濕度數(shù)據(jù)，以下是DHT11溫濕度傳感器的程序設(shè)計流程步驟：（1）初始化：首先，進行DHT11傳感器的初始化設(shè)置，包括設(shè)置引腳、參數(shù)配置。（2）數(shù)據(jù)采集：通過DHT11傳感器提供的接口，開始采集環(huán)境的溫度和濕度數(shù)據(jù)?？梢允褂肈HT11傳感器提供的讀取數(shù)據(jù)的函數(shù)或指令。（3）數(shù)據(jù)處理：獲取到的溫度和濕度數(shù)據(jù)一般是數(shù)字格式，需要進行REF_Ref20636\r\h[12]相應(yīng)的處理。例如，進行單位轉(zhuǎn)換、計算平均值。（4）數(shù)據(jù)應(yīng)用：根據(jù)需求，將數(shù)據(jù)應(yīng)用到實際場景中。例如，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)控制小車的風扇或加熱器，根據(jù)濕度數(shù)據(jù)控制小車的噴水器。（5）數(shù)據(jù)展示：可以將獲取到的溫濕度數(shù)據(jù)展示在相關(guān)的界面上，例如小車的顯示屏或連接的移動設(shè)備上。（6）循環(huán)處理：在主循環(huán)中，不斷重復(fù)上述步驟，以實現(xiàn)實時獲取和處理溫濕度數(shù)據(jù)，并根據(jù)需求進行相應(yīng)的應(yīng)用和展示。以上是智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中的DHT11溫濕度傳感器軟件流程步驟，可以有效利用DHT11溫濕度傳感器實現(xiàn)智能小車對環(huán)境溫濕度的監(jiān)測和控制功能，從而提升智能小車的智能化水平。流程圖如圖4-4所示。圖4-4DHT11溫濕度傳感器程序流程圖4.60.96寸OLED顯示模塊程序設(shè)計在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，0.96寸OLED顯示屏可以用于顯示小車的狀態(tài)REF_Ref29327\r\h[14]、傳感器數(shù)據(jù)信息，以下是0.96寸OLED顯示屏的程序設(shè)計流程步驟：（1）初始化：首先，進行OLED顯示屏的初始化設(shè)置，包括設(shè)置引腳、參數(shù)配置。（2）屏幕繪制：通過OLED顯示屏提供的繪制函數(shù)或指令，將需要顯示的內(nèi)容繪制在屏幕上。例如，繪制字體、圖標、圖形。（3）數(shù)據(jù)更新：根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)或其他需要顯示的信息，更新屏幕上的內(nèi)容。例如，根據(jù)溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)REF_Ref29369\r\h[15]，顯示當前環(huán)境的溫度和濕度。（4）樣式調(diào)整：根據(jù)需求，對顯示內(nèi)容的樣式進行調(diào)整。例如，調(diào)整字體大小、顏色、背景。（5）顯示刷新：將更新后的內(nèi)容刷新到OLED顯示屏上，使其實時顯示最新的信息。（6）循環(huán)處理：在主循環(huán)中，不斷重復(fù)上述步驟，以實現(xiàn)實時更新REF_Ref20685\r\h[13]和顯示信息，并根據(jù)需求進行相應(yīng)的調(diào)整和刷新。以上是智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中的0.96寸OLED顯示屏軟件流程步驟，可以有效利用0.96寸OLED顯示屏實現(xiàn)智能小車的狀態(tài)顯示、傳感器數(shù)據(jù)顯示功能，從而提升智能小車的交互和可視化效果。流程圖如圖4-5所示。圖4-5OLED顯示屏程序流程圖4.7本章小結(jié)本章主要介紹了智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的軟件設(shè)計部分。首先對系統(tǒng)的開發(fā)軟件平臺進行介紹，了解系統(tǒng)所運行的開發(fā)環(huán)境；其次，對系統(tǒng)的主體進行程序設(shè)計；接著，對其余各模塊進行程序設(shè)計，包括紅外避障電路、藍牙電路、溫濕度傳感器電路、顯示電路了解系統(tǒng)各模塊的工作流程及軟件設(shè)計流程。第5章智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)調(diào)試與分析5.1調(diào)試的必要性對一個系統(tǒng)的調(diào)試是非常必要的REF_Ref29441\r\h[16]，調(diào)試是確保系統(tǒng)正常操作的關(guān)鍵步驟。它不僅檢驗系統(tǒng)功能的可靠性和準確性，確保系統(tǒng)的功能正常、穩(wěn)定性強、性能優(yōu)越、用戶體驗良好，同時提高系統(tǒng)的安全性和可靠性REF_Ref29490\r\h[17]。只有經(jīng)過充分調(diào)試，才能保證智能小車設(shè)計能夠順利運行，達到預(yù)期的效果。通過調(diào)試，可以確保用戶獲得最佳智能小車系統(tǒng)體驗，并提供可靠的解決方案。5.2調(diào)試問題分析與解決辦法5.2.1軟件的調(diào)試軟件調(diào)試是確保系統(tǒng)功能正常運行的關(guān)鍵部分。為了確保智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的正常運行，在開始調(diào)試之前，首先需要明確調(diào)試的目標。其次，對系統(tǒng)的整體進行調(diào)試，再對各模塊進行程序調(diào)試REF_Ref29533\r\h[18]。在調(diào)試過程中，需對各模塊內(nèi)部的程序及實物進行調(diào)試，確保程序能夠正常運行。使用調(diào)試工具和日志記錄，可以幫助識別潛在的錯誤和改進邏輯。完成各模塊的程序調(diào)試后，可以對系統(tǒng)進行整體的調(diào)試，確保系統(tǒng)的功能達到預(yù)期要求。通過測試和調(diào)整，可以優(yōu)化系統(tǒng)的響應(yīng)速度、功耗管理、數(shù)據(jù)處理速度，以提供更好的用戶體驗。5.2.2硬件的調(diào)試在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)硬件調(diào)試過程中，首先需要檢查電路連接，確保所有連接無虛焊或短路問題REF_Ref20923\r\h[19]。其次，搭建合適的軟件調(diào)試環(huán)境，并逐個調(diào)試各硬件模塊的功能。逐步調(diào)試主控制器、電機驅(qū)動、藍牙模塊、溫濕度傳感器、霍爾編碼器、OLED顯示屏和紅外避障傳感器模塊的功能。最后，整合各模塊并進行聯(lián)調(diào)，調(diào)試和優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能。5.2.3問題的分析和解決在智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)中，會遇到以下一些常見的硬件電路及系統(tǒng)軟件程序方面的問題：在連接電路時，出現(xiàn)電路連接錯誤，導(dǎo)致模塊無法正常工作或損壞設(shè)備。需要仔細檢查連接，并確保正確連接電源和地線。智能小車的各個模塊需要穩(wěn)定的電源供電，若電源存在問題，導(dǎo)致模塊不穩(wěn)定、重啟或無法正常工作。需要注意電源供電的穩(wěn)定性和電源容量的匹配。不同硬件模塊之間存在兼容性問題REF_Ref20969\r\h[20]，如傳感器的電平要求與主控制器的不兼容。需要仔細閱讀每個模塊的說明文檔，并確保其電平和電流要求與其他模塊匹配。使用的傳感器存在讀取錯誤的情況，如溫濕度傳感器讀取到錯誤的數(shù)值。需要檢查傳感器的連接和代碼，并確保正確讀取傳感器數(shù)據(jù)。設(shè)計與實現(xiàn)智能小車的系統(tǒng)軟件程序存在代碼錯誤或邏輯問題，導(dǎo)致功能無法正常實現(xiàn)或出現(xiàn)性能問題。需要使用調(diào)試信息和日志檢查代碼執(zhí)行情況，并逐步調(diào)試和優(yōu)化程序。5.3系統(tǒng)初始化測試智能小車的系統(tǒng)初始化測試過程如下：首先，檢查所有硬件連接是否正確，確保主控制器STM32F103C8T6與其他模塊的連接正常。然后，通過編程設(shè)置主控制器的引腳配置來初始化各硬件模塊。接著，進行電源供電測試，確保系統(tǒng)正常工作。然后，運行初始化代碼，初始化各傳感器和模塊。最后，進行功能測試，包括遙控測試、溫濕度監(jiān)測測試、霍爾編碼器測試、紅外避障測試和顯示屏顯示測試。在系統(tǒng)初始化測試中，首先確認主控制器與其他模塊的連接正常，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。然后，驗證電源供電情況，確保系統(tǒng)能夠正常運行。接著，通過編程初始化傳感器和模塊，確保它們能夠正確地被識別和控制。完成初始化后，進行功能測試，使用藍牙模塊與手機進行遙控測試，以驗證小車的運動控制是否有效。同時，通過DHT11溫濕度傳感器進行溫濕度監(jiān)測測試，并通過OLED顯示屏實時顯示數(shù)據(jù)。此外，通過霍爾編碼器檢測電機的旋轉(zhuǎn)情況和速度控制，以確保精準度。最后，通過紅外避障傳感器進行障礙物檢測測試，確保小車能夠及時避免碰撞。測試圖如圖5-1所示。圖5-1系統(tǒng)初始化測試圖經(jīng)過系統(tǒng)初始化測試，智能小車的各硬件模塊能夠正常工作，能夠?qū)崿F(xiàn)遙控控制、溫濕度監(jiān)測、速度控制和障礙物避免等功能。通過藍牙模塊與手機進行遙控，小車能夠平穩(wěn)地運動；DHT11溫濕度傳感器能夠準確地監(jiān)測環(huán)境溫濕度，并通過OLED顯示屏實時顯示；霍爾編碼器能夠用于精確的速度控制；紅外避障傳感器能夠及時檢測到障礙物并避免碰撞。整體而言，智能小車設(shè)計與實現(xiàn)的系統(tǒng)初始化測試結(jié)果良好，各功能正常工作，滿足設(shè)計要求。5.4藍牙連接測試藍牙連接到App上的測試過程：首先，確保主控制器STM32F103C8T6和HC-05藍牙模塊以及其他硬件正常連接和供電。在手機上下載并打開藍牙串口調(diào)試助手等App應(yīng)用，確保手機藍牙功能已開啟并能搜索到藍牙設(shè)備。打開藍牙串口調(diào)試助手，搜索可用的藍牙設(shè)備，查找并連接到HC-05藍牙模塊。連接成功后，在藍牙串口調(diào)試助手中創(chuàng)建一個串口，設(shè)置波特率和數(shù)據(jù)位等參數(shù)與STM32F103C8T6單片機相匹配。在App中發(fā)送一些數(shù)據(jù)，通過藍牙模塊發(fā)送給STM32F103C8T6主控制器，同時接收STM32F103C8T6返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)。測試圖如圖5-2所示。圖5-2藍牙連接測試圖測試結(jié)果：連接成功并能傳輸數(shù)據(jù)且速度穩(wěn)定，測試結(jié)果正常。5.5智能小車避障測試對智能小車避障功能進行測試，以下是測試過程和測試結(jié)果：首先，確保主控制器STM32F103C8T6和所有硬件連接完好，并進行相應(yīng)的初始化設(shè)置。將紅外避障傳感器安裝在智能小車的前方，以便檢測前方是否有障礙物。程序中設(shè)置一個適當?shù)拈撝担员阃ㄟ^紅外傳感器檢測到障礙物的距離。將智能小車放置在空曠地板上進行測試，然后拿一個障礙物體對小車進行測試，運行智能小車程序，并觀察小車的行動以及對障礙物的反應(yīng)。測試接觸到障礙物時的停止反應(yīng)、避開障礙物的動作等。測試圖如圖5-3所示。圖5-3智能小車避障測試圖測試結(jié)果：智能小車在聽到指令后能夠及時做出反應(yīng)，如左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，檢測到地板的腳障礙物也能夠避開，智能小車能成功檢測到障礙物并做出相應(yīng)的反應(yīng)，避開障礙物，測試結(jié)果正常。5.6智能小車循跡測試以下是智能小車循跡測試過程：首先，將紅外避障傳感器放置在小車正前方，用于檢測障礙物。然后，通過HC-05藍牙模塊將手機與小車連接，以便遠程控制小車。接下來，將DHT11溫濕度傳感器安裝在車身上，用于實時監(jiān)測環(huán)境溫濕度。同時，將MG310霍爾編碼器與電機驅(qū)動連接，以便實現(xiàn)精確的速度控制。最后，將0.96寸OLED顯示屏連接到主控制器，用于顯示小車的運行狀態(tài)以及相關(guān)信息。在測試過程中，將智能小車放置在黑色彎曲和分叉的路徑上，然后，通過手機遠程控制小車開始運行。小車通過紅外避障傳感器檢測到前方有障礙物時會及時停止，以避免碰撞。同時，小車會實時采集環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)并通過藍牙模塊發(fā)送到手機端進行顯示。通過OLED顯示屏，可以看到小車當前的運行狀態(tài)和各種參數(shù)。觀察小車的行動以及對路徑的跟蹤行為。測試圖如圖5-4所示。圖5-4智能小車循跡測試圖測試結(jié)果：智能小車能夠穩(wěn)定地循跡行駛，并能夠準確地避開障礙物。溫濕度傳感器可以實時監(jiān)測環(huán)境的溫濕度變化，并通過藍牙模塊進行實時顯示。整體而言，的智能小車設(shè)計與實現(xiàn)具有穩(wěn)定性和實用性，并能夠滿足循跡、避障和環(huán)境監(jiān)測等功能的需求。智能小車能成功跟蹤指定的路徑，包括直線、彎曲和分叉路徑，且表現(xiàn)穩(wěn)定，測試結(jié)果為正常。5.7智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)的特色與不足智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)具有具有用途廣泛、可擴展性強等特點，多功能性和可擴展性，集成了多個硬件模塊并使用主控制器進行控制，實現(xiàn)了遙控駕駛、環(huán)境監(jiān)測多種功能。通過藍牙通信和顯示屏，實現(xiàn)了實時通信和數(shù)據(jù)顯示，提供了更便捷和直觀的操作方式。此外，智能小車還具備避障功能，能夠通過紅外避障傳感器檢測障礙物并自動避開。然而，智能小車設(shè)計也存在一些不足之處，智能小車在動力與控制、編碼器精度、通信距離和數(shù)據(jù)可視化方面存在一些潛在限制和局限性。電機驅(qū)動和編碼器的控制功能可能有一定的局限性，無法滿足復(fù)雜的軌跡規(guī)劃和高精度要求。藍牙模塊的通信距離較短，可能受到物理障礙物的限制，無法實現(xiàn)遠距離控制和通信。顯示屏尺寸限制了數(shù)據(jù)可視化的復(fù)雜程度。整個系統(tǒng)的復(fù)雜性較高，需要進行大量的工程設(shè)計和編程工作，可能需要更多時間和技術(shù)支持。綜上所述，智能小車的設(shè)計和實現(xiàn)具有許多特色和優(yōu)勢，但也需面對一些不足之處。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，這些問題有望得到進一步的改進和解決。5.8本章小結(jié)本章主要介紹了智能小車設(shè)計與實現(xiàn)中的調(diào)試過程。首先，強調(diào)了系統(tǒng)調(diào)試的重要性。然后，對軟件和硬件調(diào)試進行了簡要的分析，了解了它們的組成和影響因素。接下來分析了可能存在的問題，并提出了相應(yīng)的解決方案。此后，對整個系統(tǒng)進行了綜合調(diào)試，以確保系統(tǒng)的功能符合預(yù)期要求。最后，對系統(tǒng)的特點和不足進行了分析和總結(jié)?？偨Y(jié)與展望本論文主要介紹了智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)過程。在硬件方面，使用了STM32F103C8T6作為主控制器，L298N電機驅(qū)動，HC-05藍牙模塊，DHT11溫濕度傳感器，MG310霍爾編碼器，0.96寸OLED顯示屏和紅外避障傳感器。在軟件方面，采用了基于STM32的嵌入式系統(tǒng)進行編程，并使用了適當?shù)乃惴ê涂刂撇呗詠韺崿F(xiàn)小車的自主行進和遠程控制功能。在實驗中，通過使用霍爾編碼器來實時監(jiān)測車輪的轉(zhuǎn)速和位置，并根據(jù)接收到的遙控指令或傳感器數(shù)據(jù)，使用PID控制算法實現(xiàn)了準確的定位和穩(wěn)定的行進。同時，通過藍牙模塊實現(xiàn)了與智能手機或其他藍牙設(shè)備的無線通信，使用戶能夠方便地遠程控制小車的運動。此外，通過使用溫濕度傳感器和紅外