嵌入式智能小车的设计与实现
基于ARM嵌入式的智能小车控制系统设计研究
于一体，具有很好的可扩展性，实现了高性能、低功耗的功能。本文介绍了智能小车研究现状，分析了智能小
车的总体框架，继而构建 ARM 嵌入式智能小车控制系统的硬件及软件平台。最后通过联合调试，验证智能小
车控制系统的可行性与稳定性，从而实现智能小车的远程跟踪和远程监控。
关键词：ARM；嵌入式；智能小车；控制系统
1.2 软硬件分析 智能小车是在 ARM 嵌入式操作系统下进行构建的， 其 构 成 有 硬 件 、软 件 以 及 操 作 系 统 。 硬 件 系 统 主 要 由 ARM9 电路板构成；软件部分由驱动程序构成，应用程序 通过该接口对硬件设备进行操作，可以让整个系统的软件 与硬件测试同时进行；操作系统主要由内核、电路构成［3］。 嵌入式系统以应用程序为核心，软硬件相结合。对 嵌入式系统而言，硬件是整个系统的中坚力量，而软件则 是整个系统的灵魂，是系统的血液。现今人们所使用的 所有嵌入式系统，都需要采用嵌入式软件为系统提供灵 活剪裁与特定的制作功能。在进行智能小车设计时，微 处理器是整个硬件设计部分的关键，是完成寻迹模块的 重要配件，通过摄像头采集路面信息，从而完成与 PC 机 的通信［4］。为了更好地实现系统的实用性，采用 RISC 结 构的微处理器作为整个系统的核心，帮助系统完善更多 的功能。 1.3 基于 ARM 的智能小车整体架构设计 智能小车控制系统整体设计框架如图 2 所示。
中图分类号：TP23
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2019）29-0017-04
Design and Research of Intelligent Car Control System
Based on ARM Embedded
LYU Chun （Wuxi Institute of Communications Technology，Wuxi Jiangsu 214151）
嵌入式实验报告 多功能智能小车
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAli源自n_Right;//转换数据右对齐
1.1.3课后讨论
实验课程结束以后，为了实现大作业要求的巡线、避障以外的一些其他功能，我们也从多方面搜索查阅了相关的资料并对可实现的功能进行了小组讨论，提出的方案有：利用蓝牙实现与移动设备的通讯、增加声音模块让小车“说话”、像控制游戏里的角色一样自由控制小车行驶、上下坡自动调速、温度检测、定距离行驶以及简易跟随。
1.2结合实际情况
巡线、避障功能可以很容易地做出场地进行调试；蓝牙和声音模块都属于自己增加的模块类的，蓝牙通讯易于控制，而声音模块虽然函数可能略为简单，但最多只能发出几种不同的声音，不可能做到像人一样说话，并且小车已自带有蜂鸣器；简易跟随、定距离行驶和自由控制都不需要增加其他东西，只要编写函数即可；温度检测只能检测环境温度，可以增加温度过高过低时的报警系统，但意义并不大，并且条件实现稍困难；上下坡自动调速经测试，发现小车在不同坡度（±30°左右之间）速度适中，爬坡能力也较好，故自动调速也略显多余，但可以增加手动调速功能即设定小车的行驶速度，以及速度反馈功能保证速度稳定。
1.1.2助教指导
在课上我们学习到理论方面的知识，而要让我们深入理解和掌握相关操作，还需要实验课上的动手实践，这就离不开助教的帮助。从一开始的安装软件、介绍单片机，到查阅参考手册逐步编写函数，再到最后的实现小车的各种功能，每一步助教都十分详细地讲解了从手册查阅到的相关寄存器的配置、打开时钟、相应功能函数的编写。小车最后能够流畅运行，很大程度上都归功于助教。并且，从助教教的课程中，我们也得到了我们的灵感：通用接口、中断、传感器、时钟等等，以及助教发给我们的代码、演示文档和多个小作业、大作业参考都给了我们很大的帮助。
嵌入式智能小车课程设计
嵌入式智能小车课程设计哎呀，说到嵌入式智能小车课程设计，真是让人兴奋啊！你想啊，这可不仅仅是拼拼图、玩玩模型那么简单。
这可是个技术活，得动脑子，得动手，还得跟小车搞好关系，真是个有趣的挑战呢。
想象一下，自己坐在电脑前，屏幕上代码闪烁，手里捏着焊枪，那感觉，简直比吃了蜜糖还甜。
先说说这小车，它可不是普通的小车，哦不！这小家伙可是个“智能”的存在，能听懂你的话，还能听从你的指挥。
你想让它前进，它就飞快地往前冲。
想让它转弯，它的灵活度可比人还强。
只要编写好程序，简直就像给它灌输魔法一样，能让它听话得不得了。
不过呀，写代码可不是那么简单的事情，多少程序员为此熬夜加班，最后搞得自己像个熊猫眼。
编程的时候，老是得调试，调试，再调试，这过程可真是个“心累”的循环。
说到这里，真想提醒大家，做这个项目之前，最好先准备一些零件。
这小车需要什么呢？电机、传感器、主控板，样样都得来。
你别小看这些小配件，真的是缺一不可。
就像做饭一样，没有调料的菜，谁愿意吃啊？所以，得提前准备好，才能做出色香味俱全的“智能小车”。
设计的时候，得考虑得周到点。
你要思考，这小车要在什么样的环境中运行？是在光线充足的地方，还是在黑乎乎的角落？传感器的选择就显得尤为重要了。
别问我为啥，因为它就像是小车的眼睛，能看到周围的世界。
选择合适的传感器，才能让小车灵活自如，轻松应对各种障碍物，免得撞得稀巴烂。
除了硬件，软件也得跟上节奏。
代码嘛，简直就是小车的灵魂。
你想让它聪明，得给它灌输聪明的知识。
Python、C++，这些语言听起来很高大上，但其实用起来也不是那么复杂。
就像写作文，开头要引人入胜，中间要层层递进，结尾得给人一个惊喜。
编程也是如此，得合理安排逻辑结构，这样小车才能灵活运用。
对了，大家都知道，这项目最有趣的部分是什么吗？就是调试的时候！小车乖乖地在你面前走，你突然想让它跳个舞，结果它转个圈就停住，气得你直想笑。
明明写得好好的代码，怎么就出了岔子呢？这时候，只能挠挠头，琢磨琢磨，看看哪里出问题了。
嵌入式智能小车课程设计
嵌入式智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解嵌入式智能小车的基本原理，掌握小车各部件的功能和相互关系。
2. 学生能掌握嵌入式系统的基本编程方法，运用编程实现智能小车的控制功能。
3. 学生能了解传感器的工作原理，并将其应用于智能小车的环境感知。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建简单的嵌入式智能小车。
2. 学生能通过编程实现对智能小车的运动控制，包括速度、方向等。
3. 学生能利用传感器采集环境信息，实现对智能小车的智能控制。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式系统及智能硬件的兴趣，激发学生创新意识和探索精神。
2. 培养学生团队协作意识，提高沟通与协作能力。
3. 增强学生的环保意识，培养学生对人工智能在可持续发展中的作用的认识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇，具有一定的信息技术基础，喜欢动手实践，善于合作交流。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能在课程中取得进步。
通过课程学习，使学生达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。
二、教学内容1. 嵌入式智能小车基础知识：- 介绍嵌入式系统的概念、发展及应用。
- 智能小车的基本结构、功能及工作原理。
2. 嵌入式系统编程：- 学习编程语言（如C语言）的基本语法。
- 掌握嵌入式系统编程方法和技巧。
- 实践编写控制智能小车的程序。
3. 传感器及其应用：- 了解常见传感器（如红外传感器、超声波传感器）的工作原理。
- 学习传感器在智能小车环境感知中的应用。
4. 智能小车设计与搭建：- 学习小车各部件的选型及组装方法。
- 实践搭建嵌入式智能小车。
5. 智能小车控制算法：- 学习简单的控制算法（如PID控制）。
- 实践编写智能小车控制程序，实现运动控制。
嵌入式技术的智能小车的设计
嵌入式技术的智能小车的设计
嵌入式技术的智能小车的设计是一项复杂的系统工程，主要集成电机控制、传感器技术、计算机视觉技术、避障技术、语音技术等多种先进技术，以实现小车的各种智能功能。
嵌入式技术的智能小车的设计中，最重要的部分是选择合适的电机控制系统，由于小车的负载比较小，因此必须选择能够支持低功耗、低成本、高效率的电机控制系统，来实现小车的高效率运动。
传感器技术是嵌入式技术的智能小车的设计中另外一个重点内容，小车必须装备适当数量的传感器，来实现室外环境的监测、小车路径规划以及避障行为等功能。
常见的传感器包括红外传感器、光电对射传感器、陀螺仪传感器、超声波传感器、光流传感器等，可以根据不同的应用场景选择相应的传感器，以更好地实现各种智能功能。
计算机视觉技术在智能小车的设计中也扮演着重要的角色，尤其是在室外环境下，往往需要小车获取复杂的外部信息，以便精确地导航和避障。
小车上安装计算机视觉系统，以检测周围环境，并捕捉室外物体，根据检测结果，及时进行路径调整或是避障，以避免碰撞和损坏。
最后，语音技术也是智能小车的设计中一个重要的部分，语音技术可以方便地控制小车的行为，以及实现人机交互功能。
智能小车装备语音技术，可以实现语音识别和有限状态机，根据语音输入指令，来控制小车的行为，可以将小车设计需求，快速实现智能化。
因此，嵌入式技术的智能小车的设计考虑了电机控制、传感器技术、计算机视觉技术、避障技术以及语音技术等多个因素，结合实际的技术特性和应用场景，以确定小车的设计和实现智能功能的具体方案。
只有这样，才能使智能小车拥有足够的智能特性，真正实现自主行驶和避障交互的智能机器。
《2024年基于STM32智能小车的设计与实现》范文
《基于STM32智能小车的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断发展，智能小车在物流、安防、救援等领域的应用越来越广泛。
本文将详细介绍基于STM32的智能小车的设计与实现过程，包括硬件设计、软件设计、系统调试及性能测试等方面。
二、硬件设计1. 微控制器选择本设计选用STM32系列微控制器，其具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，适用于智能小车的控制需求。
2. 电机驱动模块电机驱动模块采用H桥电路，可以控制电机的正反转和调速。
本设计选用DRV8825驱动芯片，其具有低功耗、高效率等特点，满足智能小车的驱动需求。
3. 传感器模块传感器模块包括超声波测距传感器、红外避障传感器等。
这些传感器可以实时获取小车周围环境信息，为智能小车的路径规划和避障功能提供支持。
4. 电源模块电源模块为整个系统提供稳定的电源供应。
本设计采用锂电池作为电源，通过DC-DC转换器将电压稳定在合适的范围内，以保证系统的正常运行。
三、软件设计1. 操作系统与开发环境本设计采用基于HAL库的嵌入式操作系统，通过STM32CubeMX工具进行配置并生成初始化代码。
开发环境为Keil uVision，方便程序的编写和调试。
2. 系统程序设计系统程序设计包括初始化程序、电机控制程序、传感器数据处理程序等。
初始化程序主要用于配置系统时钟、GPIO口等；电机控制程序通过PWM信号控制电机的转速和方向；传感器数据处理程序用于读取传感器数据并进行处理，为路径规划和避障功能提供支持。
四、系统调试与性能测试1. 系统调试系统调试主要包括硬件电路的调试和软件程序的调试。
硬件电路的调试主要检查电路连接是否正确，电源电压是否稳定等；软件程序的调试主要检查程序是否能够正常运行，各功能模块是否能够协同工作。
2. 性能测试性能测试主要包括速度测试、路径规划测试、避障功能测试等。
速度测试用于检验电机的转速和转向控制是否准确；路径规划测试用于检验传感器数据处理的准确性和路径规划算法的可行性；避障功能测试用于检验智能小车在遇到障碍物时能否及时避障并继续前进。
智能小车控制系统设计实现
关键词：智能小车；控制系统；设计和实现1智能小车控制系统概述智能小车控制系统是一个综合、复杂的系统，其既有多种技术，也含有嵌入式的软件设备和硬件设备、图像识别、自动控制和电力传动、机械结构等技术知识，智能小车的控制系统主要是围绕嵌入式控制系统进行的，将其作为操控的中心，并借助计算机系统，最终完成自动造作和控制的过程[1]。
智能小车的控制系统流程图见图1所示。
2智能小车的设计和实现2.1智能小车的硬件设计硬件设计是保证智能小车平稳运行的必要条件，它关系着控制系统的精度和稳定性，因此在设计时需要用在模块化设计思想，该研究是通过采取硬件系统K60芯片作为核心控制器，并通过图像采集模块和电机、舵机驱动模块、测速模块、电源模块等组成硬件设计系统图，见图2。
首先，电源电路设计，该设计时智能小车的动力来源，为小车运行提供不断的电力，一般采取7.3V、容量为2000mAh的可充电型的镍铬电池作为电源，但是其不能直接为控制器传输电力，需要在转变电路后才可以进行传输。
转变电路可以保证控制器直接对电池内的电压进行调节，保证不同模块可以正常工作和运行，智能小车主要是依靠控制电力和电机驱动进行转变的。
其次是K60最小系统板，在设计时需要将K60的管脚部分做成最小系统的单独电路板，这样可以简化电路板的设计，促使调试更加顺利，K60系统板主要由K60芯片、复位电路、时钟电路、JTAG下载电路、电源滤波电路组成。
再其次是电机驱动电路，该电路是在集成芯片的驱动下进行的，可以为控制器更其他模块提供较大的电流最终集成电机驱动芯片，但是要特别注意这部分因为在电机驱动过程中有较大的分功率，会导致小车在进行调试时因为过大的电流导致小车电路发生堵塞现象，而使小车电路被烧毁，因此需要设计者避免这种现象，可以将驱动电路做成驱动板[2]。
最后是舵机接口电路。
在智能小车设计中，舵机主要保证小车可以顺利转向，因此舵机的运行电压、转向动作、转向速度都是需要考虑的因素，一般选择舵机时主要选择Futaba3010，选择供电电压为6V。
智能小车设计 (2)
智能小车设计引言智能小车是一种具备自主导航和智能控制功能的机械装置，广泛应用于工业、农业、物流和家居等领域。
本文将介绍智能小车的设计原理、硬件组成和软件控制等方面内容，以帮助读者了解智能小车的基本知识和设计过程。
设计原理智能小车的设计原理基于嵌入式系统和机器人技术。
它通过激光雷达、摄像头、超声波传感器等传感器获取周围环境信息，利用这些信息进行地图构建和路径规划，从而实现自主导航功能。
同时，智能小车还可以通过电机驱动轮子进行移动，通过各种控制算法实现具体的功能需求。
硬件组成智能小车的硬件组成主要包括以下几个模块：1. 控制中心控制中心是智能小车的大脑，它可以是一个单片机、处理器或者微控制器。
控制中心负责接收传感器的数据，进行数据处理和决策，并通过电机驱动实现小车的运动控制。
2. 传感器模块传感器模块是智能小车的感知器官，它可以包括激光雷达、摄像头、超声波传感器等。
这些传感器可以实时获取周围环境的信息，如障碍物位置、地图构建等，并将这些信息传输给控制中心进行处理。
3. 电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的运动。
一般情况下，智能小车使用直流电机或步进电机作为动力源，通过电机驱动器实现精确的运动控制。
控制中心可以根据传感器模块获取的环境信息控制电机的转动方向和速度，从而实现小车的导航和移动。
4. 电源模块电源模块为智能小车提供所需的电能。
根据小车的功耗情况，可以选择使用锂电池、酸性电池或者太阳能电池等不同类型的电源。
电源模块需要能够提供稳定的电压和电流，以保证智能小车的正常运行。
软件控制智能小车的软件控制是实现其智能功能的关键。
软件控制主要涉及以下几个方面：1. 嵌入式软件嵌入式软件是指运行在智能小车控制中心的软件，它主要负责接收传感器数据、进行数据处理和决策，并控制电机驱动模块实现小车的运动。
嵌入式软件一般使用C/C++语言编写，具备高效性和实时性。
2. 算法设计算法设计是智能小车设计的核心。
包括地图构建算法、路径规划算法、避障算法等。
《2024年基于STM32的智能小车研究》范文
《基于STM32的智能小车研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，智能小车已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
本文旨在探讨基于STM32的智能小车的研究，详细阐述其设计原理、实现方法及实际应用价值。
STM32系列微控制器以其高性能、低功耗的特点，为智能小车的开发提供了强大的硬件支持。
二、智能小车设计概述智能小车是一种集成了传感器、控制器、执行器等设备的自动驾驶小车。
它可以根据环境变化自动规划路径，实现自主导航、避障、信息采集等功能。
基于STM32的智能小车设计主要包括硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计主要包括STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块、电源模块等。
其中，STM32微控制器作为核心部件，负责整个系统的控制与协调。
电机驱动模块用于驱动小车的运动，传感器模块用于感知环境信息，电源模块为整个系统提供稳定的电源。
软件设计主要包括操作系统、算法实现、通信协议等。
操作系统负责管理系统的软硬件资源，算法实现包括路径规划、避障算法、控制算法等，通信协议用于实现小车与上位机之间的数据传输与控制。
三、硬件设计1. STM32微控制器STM32微控制器是智能小车的核心部件，它具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。
在智能小车的设计中，我们选用了适合的STM32系列微控制器，如STM32F4系列，以满足小车的性能需求。
2. 电机驱动模块电机驱动模块用于驱动小车的运动。
它包括电机、编码器、驱动电路等部分。
电机采用直流无刷电机或步进电机，具有较高的控制精度和较低的噪音。
编码器用于检测电机的转速和方向，为控制算法提供反馈信息。
驱动电路则负责将微控制器的控制信号转换为电机能够识别的驱动信号。
3. 传感器模块传感器模块用于感知环境信息，包括红外传感器、超声波传感器、摄像头等。
这些传感器可以实时检测小车周围的障碍物、路况等信息，为路径规划和避障算法提供数据支持。
四、软件设计1. 操作系统操作系统负责管理系统的软硬件资源，包括任务调度、内存管理、设备驱动等。
智能小车_嵌入式系统设计
智能小车是在动态不确定环境下对人工智能的考验，是以各种工控目的为载体的高科技对抗，是培养信息、自动化领域科技人才的重要手段，同时也是展示高科技水平的生动窗口和促进科技成果实用化和产业化的有效途径。
智能小车的研究融入了机器人学、机电一体化技术、通讯与计算机技术、视觉与传感器技术、智能控制与决策等多学科的研究成果，反映出一个国家信息与自动化技术的综合实力。
所以本论文对智能小车的研究意义重大。
一、总体设计方案 (2)1.总体方案 (2)2.平台选取 (2)3.可行性论证 (3)二、软件编码 (3)1.PWM模块 (3)2.红外线接收模块 (8)3.红外探头模块 (16)三、程序调试 (25)四、小结 (25)一、总体设计方案1.总体方案智能小车可在自主行驶和人工控制两种模式之间切换，并实现自动避障。
通过PWM输出驱动步进电机来实现小车的行驶，改变PWM的周期、占空比、正反则可以实现前进、后退、转弯、加速、减速等行为。
通过红外探头检测前方障碍实现自动避障。
外接红外线接收器，可以通过自制的红外线遥控来控制小车的行为。
2.平台选取EasyARM1138开发板开发板搭载Luminary LM3S1138芯片，为32位ARM Cortex –M3内核（ARM v7架构），50Mhz运行频率。
拥有7组GPIO，可配置为输入、输出、开漏、弱上拉等模式。
4个32位Timer，每个都个拆分为2个独立子定时器。
6路16位PWM，通过CCP管脚能产生高达25Mhz的方波。
自制车架车轮用步进电机精确控制，步进电机用放大电路驱动，受PWM信号控制。
锂离子电池给放大电路和开发板供电。
车架前方有红外探头，通过即时返回数据进行判断实现自动避障。
开发板外接红外线接收头，实现红外线人工控制。
编程开发平台IAR Embedded WorkbenchIAR是LM3S系列适配的开发平台之一，适合用C语言和库函数进行编程，操作简单，较易上手。
3.可行性论证LM3S1138芯片的资源比较丰富，自带Timer产生PWM方波。
嵌入式平衡小车实训报告
一、引言随着科技的发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
平衡小车作为嵌入式系统的一个典型应用，具有很高的实用价值和研究价值。
本实训报告将详细阐述平衡小车的原理、硬件设计、软件设计以及调试过程。
二、平衡小车原理平衡小车是一种能够自主保持平衡的智能机器人，其核心原理是利用PID控制算法和陀螺仪传感器。
当小车发生倾斜时，陀螺仪会检测到倾斜角度，通过PID算法计算出电机驱动的PWM信号，从而调整电机转速，使小车恢复平衡。
三、硬件设计1. 主控芯片：选用STM32F103C8T6作为主控芯片，该芯片具有丰富的片上资源，性能稳定。
2. 传感器：选用MPU6050六轴加速度陀螺仪，用于检测小车的倾斜角度。
3. 电机驱动模块：选用DRV8833电机驱动模块，用于驱动直流减速电机。
4. 电机：选用MG315减速电机，具有较大的扭矩和转速。
5. 电源模块：选用DC-DC转换模块，将12V电源转换为5V电源，为各个模块供电。
6. PCB板：设计PCB板，将各个模块焊接在板上，确保电路连接可靠。
四、软件设计1. PID控制算法：根据平衡小车的需求，设计PID控制算法，包括比例、积分和微分三个环节。
2. 陀螺仪数据读取：编写程序读取MPU6050传感器的数据，包括加速度、角速度和倾斜角度。
3. 电机驱动控制：根据PID算法计算出的PWM信号，控制DRV8833电机驱动模块，驱动MG315减速电机。
4. 主程序设计：编写主程序，实现数据读取、PID算法计算、电机驱动控制等功能。
五、调试过程1. 硬件调试：检查各个模块的连接是否正确，确保电路连接可靠。
2. 软件调试：编写程序，实现数据读取、PID算法计算、电机驱动控制等功能。
3. 平衡调试：调整PID参数，使小车在倾斜时能够快速恢复平衡。
4. 性能优化：对程序进行优化，提高小车的响应速度和稳定性。
六、实验结果与分析1. 实验结果：通过调整PID参数，使小车在倾斜时能够快速恢复平衡，表现出良好的动态性能。
嵌入式智能小车实训报告
一、实训目的本次实训旨在让学生通过实际操作，掌握嵌入式系统的基本原理和开发流程，熟悉智能小车的硬件组成和软件设计，提高动手能力和创新思维。
通过本次实训，学生能够：1. 理解嵌入式系统的基本概念和组成；2. 掌握STM32微控制器的原理和应用；3. 熟悉传感器、电机等外围模块的驱动方法；4. 学会使用C语言进行嵌入式系统编程；5. 了解智能小车的控制系统设计方法；6. 培养团队合作精神和创新能力。
二、实训内容1. 硬件平台本次实训采用STM32F103系列微控制器作为核心控制单元，外围模块包括：（1）传感器：超声波传感器、红外传感器、光敏传感器等；（2）执行机构：直流电机、舵机等；（3）其他模块：电源模块、LCD显示屏、按键等。
2. 软件平台本次实训使用Keil uVision5作为软件开发平台，配合STM32CubeMX和HAL库进行编程。
3. 实训项目（1）智能小车基础控制实现小车的基本运动控制，包括前进、后退、转向、停止等。
（2）超声波避障利用超声波传感器检测前方障碍物距离，实现小车自动避障功能。
（3）红外循迹利用红外传感器检测地面颜色变化，实现小车自动循迹功能。
（4）光敏控制利用光敏传感器检测光线强度，实现小车根据光线强度自动调整速度。
（5）组合功能将以上功能进行组合，实现智能小车的综合控制。
三、实训过程1. 硬件连接根据电路图，将微控制器、传感器、执行机构等模块连接到开发板上。
2. 软件编程（1）初始化使用STM32CubeMX配置微控制器，包括时钟、GPIO、USART等模块。
（2）驱动程序编写根据传感器和执行机构的特点，编写相应的驱动程序。
（3）功能实现根据实训项目要求，编写相应的控制程序，实现小车的基本运动控制、避障、循迹、光敏控制等功能。
3. 调试与优化通过观察LCD显示屏和调试器信息，对程序进行调试和优化，确保小车正常运行。
四、实训成果通过本次实训，我们成功实现了以下功能：1. 智能小车基本运动控制；2. 超声波避障；3. 红外循迹；4. 光敏控制；5. 组合功能。
智能小车报告
智能小车报告智能小车报告1-概述本报告介绍了我们设计和开发的智能小车项目。
该智能小车具备自主导航、避障、路径规划、追踪等功能，旨在满足各种环境下的移动需求。
2-设计原理2-1 车体设计●车体采用轻量化材料制作，以提高机动性和能效。
●车体结构设计合理，以容纳各种传感器和执行器。
2-2 传感器●智能小车配备多种传感器，包括超声波传感器、红外线传感器和摄像头等。
●超声波传感器用于测量距离和检测避障。
●红外线传感器用于检测地面状况和车辆周围环境。
●摄像头用于图像识别和路径规划。
2-3 控制系统●小车的控制系统由嵌入式单片机和电机驱动器组成。
●单片机采集传感器数据，进行分析和决策。
●电机驱动器控制车辆的移动方向和速度。
3-功能实现3-1 自主导航●小车通过激光雷达和摄像头获取周围环境的数据，进行地图构建和定位。
●基于地图和定位信息，小车计算最优路径，实现自主导航。
3-2 避障●超声波传感器和红外线传感器用于检测障碍物。
●小车通过避障算法，实时调整行进方向，避免与障碍物碰撞。
3-3 路径规划●通过预先获取的地图信息，小车能够规划最短路径或者最优路径。
●路径规划算法考虑了交通状况和避障需求。
3-4 追踪功能●小车搭载了图像识别功能，可以追踪特定物体。
●追踪功能可应用于自动寻找目标、物体跟踪等应用场景。
4-系统性能测试4-1 自主导航性能●在模拟环境下，测试小车的自主导航性能。
●测试评估小车定位的准确性和导航的稳定性。
4-2 避障性能●在避障测试中，测试小车在不同场景下的避障能力。
●测试评估避障算法的准确性和实时性。
4-3 路径规划性能●在各种道路场景下，测试路径规划的准确性和实时性。
●测试评估路径规划算法的效率和鲁棒性。
4-4 追踪功能性能●在特定目标跟踪测试中，测试小车的追踪功能。
●测试评估追踪算法的准确性和实时性。
5-附件本报告附带以下附件：●设计草图和车体照片。
●控制系统示意图和电路图。
●车辆性能测试数据和实验视频。
基于嵌入式系统开发的智能小车控制方法研究与实现
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《2024年基于STM32的智能小车研究》范文
《基于STM32的智能小车研究》篇一一、引言随着科技的进步和人工智能的飞速发展，智能小车作为机器人技术的重要应用领域，逐渐成为研究的热点。
STM32系列微控制器以其高性能、低功耗的特点，被广泛应用于智能小车的控制系统设计。
本文旨在探讨基于STM32的智能小车的研究与实现。
二、研究背景STM32系列微控制器作为嵌入式系统的核心部件，拥有强大的计算能力和丰富的接口资源。
智能小车作为一种集成了传感器、控制、通信等技术的移动平台，具有广泛的应用前景。
基于STM32的智能小车研究，旨在通过优化硬件设计和软件算法，提高小车的运动性能、环境感知能力和自主决策能力。
三、系统设计1. 硬件设计基于STM32的智能小车硬件系统主要包括STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块、电源模块等。
其中，STM32微控制器作为核心部件，负责整个系统的控制和协调。
电机驱动模块用于驱动小车的运动，传感器模块包括速度传感器、距离传感器等，用于感知小车的运动状态和环境信息。
电源模块为整个系统提供稳定的电源供应。
2. 软件设计软件设计是智能小车的关键部分，主要包括控制算法、传感器数据处理、通信协议等。
控制算法采用经典的PID控制算法，通过调整控制参数，实现小车的精确运动。
传感器数据处理则是对从传感器获取的数据进行滤波、分析、处理，提取有用的信息。
通信协议则用于实现小车与上位机之间的数据传输和指令交互。
四、关键技术研究1. 运动控制技术运动控制技术是智能小车的核心技术之一，包括路径规划、速度控制、方向控制等。
通过优化PID控制算法，实现小车的精确运动和稳定控制。
同时，采用先进的传感器技术，实现小车的自主导航和避障功能。
2. 传感器技术传感器技术是智能小车环境感知的关键技术，包括距离传感器、速度传感器、方向传感器等。
通过采集环境中的信息，为小车的运动控制和决策提供依据。
同时，采用数据融合技术，提高传感器数据的准确性和可靠性。
五、实验与分析通过搭建实验平台，对基于STM32的智能小车进行实验验证。
嵌入式小车实验报告
嵌入式系统实验报告一、实验目的1.熟悉Keil集成开发环境的使用2.熟悉STM32F107v实验板3.掌握相关中断设计技巧4.熟练运用ADC转换二、实验要求1.小车速度控制实现小车速度的控制，能够根据小车当前的运动状态对小车的速度快慢进行调节。
2.小车方向控制车辆的方向控制，不对转向角度提出要求；能够在运行过程中，需要根据具体的路况对自身运行状态进行相应的控制，能够进行以下四种状态的切换：前进：四个车轮能够同时朝着前进的方向进行运动，保证速度一致；后退：四个车轮能够同时朝着后退的方向进行运动，保证速度一致；左转：左边的两个轮子后退，而右边的两个轮子前进。
右转：右边的两个轮子后退，而左边的两个轮子前进。
3.串口控制要求能够使用串口功能，实现小车的远程控制，最好是采用无线通信接口进行控制，能够将小车的所有功能实现三、实验原理1.硬件配置该实验利用L298N电机驱动芯片作为开发板与电机的连接件。
L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。
该芯片采用15脚封装。
主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。
内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。
使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。
简要说明：●工作电压：控制信号直流5V；电机电压直流3V~46V（建议使用36伏以下）●最大工作电流：2.5A●额定功率：25W●特点：1、具有信号指示2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有过电压和过电流保护5、可单独控制两台直流电机6、可单独控制一台步进电机7、PWM脉宽平滑调速8、可实现正反转2.产生 PWM波以及TIM定时器的设置为获取PWM波我们首先对TIM进行设置，由于TIM是可编程的定时器，则可以认为是脉宽可调的波形。
嵌入式wifi小车课程设计
嵌入式wifi小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握嵌入式系统基本原理，理解WiFi通信技术的工作机制。
2. 帮助学生了解小车电路的组成，掌握电路连接和调试方法。
3. 使学生掌握编程控制WiFi小车的基本技巧，能够实现小车的远程控制。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能够独立完成WiFi小车的组装和调试。
2. 提高学生编程能力，使其能够运用所学知识解决实际问题，如编写控制程序实现小车的前进、后退、转向等功能。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够在小组合作中共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对嵌入式系统和物联网技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生面对困难敢于挑战、勇于实践的精神，使其具备解决问题的信心和毅力。
3. 引导学生关注智能硬件在生活中的应用，认识到科技改变生活的意义，培养其社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将重点培养学生的动手实践能力和创新精神，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，鼓励学生主动探究和解决问题，充分调动学生的学习积极性。
二、教学内容1. 嵌入式系统原理：介绍嵌入式系统的基本概念、组成、特点，以课本第二章内容为基础，让学生理解嵌入式系统的应用领域。
2. WiFi通信技术：讲解WiFi技术原理、网络结构和通信协议，结合课本第四章内容，使学生了解WiFi在物联网中的应用。
3. 小车电路组成与连接：分析小车电路的各个组成部分，包括电机驱动、电源模块、传感器等，依据课本第三章内容，指导学生进行电路连接和调试。
4. 编程控制：教授编程语言基础，如C语言或Python，以课本第五章内容为参考，使学生掌握编程控制小车的方法。
5. 小车组装与调试：根据教材第六章内容，指导学生进行WiFi小车的组装、电路连接和程序烧录，实现小车的功能调试。
教学大纲安排：第一周：嵌入式系统原理学习，了解WiFi通信技术；第二周：小车电路组成学习，进行电路连接和调试；第三周：编程语言学习，编写小车控制程序；第四周：小车组装，程序烧录，功能调试；第五周：课程总结，展示成果，交流经验。
嵌入式智能小车测控系统的设计与实现
控制技术计算机测量与控制.2010.18(2) Computer Measurement &Control ・357・收稿日期:20090815; 修回日期:20090920。
作者简介:董宗祥(1981),男,黑龙江人,硕士研究生,主要从事检测与控制、嵌入式系统的研究。
石红瑞(1968),女,博士,副教授,硕士生导师,主要从事过程控制,仪器仪表方向的研究。
文章编号:16714598(2010)02035703 中图分类号:TP24216文献标识码:A嵌入式智能小车测控系统的设计与实现董宗祥,石红瑞,杨 杰(东华大学信息科学与技术学院,上海 201620)摘 要:智能小车作为智能车辆的仿真车,是研究智能车辆的基础;介绍了智能小车测控系统的结构和软硬件实现;系统以ARM9为控制器,采用μC/OS 2II 操作系统,用红外传感器识别路径,采用模糊自适应PID 控制策略得到控制量,并最终通过舵机和直流电机对小车的位置和速度进行控制;测试结果表明,在该控制系统下,智能小车具有良好的位置跟踪和快速切换速度性能,该系统可以作为对智能车辆进一步研究的平台。
关键词:智能小车;ARM9;μC/OS 2II ;模糊自适应PIDDesign and Implem entation of Emb edd ed Sm art C ar M easu rem ent and C ontrol SystemDong Zongxiang ,Shi Hongrui ,Yang Jie(College of Information Science &Technology ,Donghua University ,Shanghai 201620,China )Abstract :As an emulator of t he intelligent auto ,t he smart car is t he basic object for t he research of intelligent auto.In t his paper ,t he structure of t he smart car was introduced and t he hardware and t he software were designed.The smart car control system was designed on t he ARM9core controller and operated in μC/OS 2II operation system ,wit h t he ultrasonic sensor as t he navigation.Fuzzy auto 2adjusted PID was used as control strategy and t he position and t he speed are controlled by steer motor and DC motor respectively.The test result s indicate t hat ,t he smart car had a position track and fast speed switch performance under t he control system.This system can be used as t he platform for furt her study of intelligent auto.K ey w ords :smart car ;ARM9;μC/OS 2II ;fuzzy auto 2adjusted PID.0 引言近年来,随着智能交通、人工智能以及控制技术的发展,智能车辆的研究在智能交通领域已成为热门课题[1]。
嵌入式系统程设计 简易智能小车
江西理工大学机电工程学院自动化083 7号钟延江西理工大学嵌入式系统课程设计题目：简易智能小车学院：机电工程学院专业：自动化班级：083学生：钟延学号：07号指导教师：王祖麟温如春摘要本设计采用ARM7系列的LPC2103作为智能小车的检测和控制核心。
我们使用L298来驱动直流电机的转动；我们使用三端稳压集成电路7805、7812做成的稳压电源作为电机、H桥的工作电源。
引脚13、19接ARM7系列LPC2103的两路PWM来控制整个电路的导通、断开、速度的大小，当PWM输出为高电平时，整个电路处于导通，实现电机可以转动；当PWM输出为低电平时，整个电路断开，实现电机不能转动；当PWM的占空比发生变化时，实现电机的速度发生大小改变。
综上所述：实现了电机的驱动，分别使用了ARM上的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3作为GPIO控制两个电机的正反转；分别使用ARM上的P0.13、P0.19作为PWM来控制电机的转速。
同时，在调速时，可以利用示波器，方便看出，PWM输出的占空比，使得调节更加直观。
【关键字：2103 L298 PWM 电机】目录第1章设计概述 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计任务和要求 (1)1.3设计方案 (1)第2章器件选择 (2)2.1ARM内核 (2)2.2电机选择 (3)第3章功能模块描述 (4)3.1电源模块 (4)3.2H桥模块 (5)3.3键盘显示板模块 (7)第4章软件设计 (9)第5章功能实现描述 (10)第6章实践感悟 (11)第7章致谢 (12)第8章参考文献 (13)第9章附录 (14)第1章设计概述1.1 设计目的采用ARM7系列的LPC2103作为智能小车的检测和控制核心，利用PWM技术来调节输出电压的占空比，实现直流调速的功能模块。
并且通过键盘显示板控制小车的转向，学会使用键盘显示板实现人机对话。
最终达到动态控制小车电动机的转速，使得小车可以实现前进，后退，转弯的功能。
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电 路。 智 能 小 车 的 测 距 采 用 了 超 声 波 测 距 法 和 PSD 测 距 法。 利 用 PSD 的 最 大 特 性 —— 位 置 传 感 特 性 和 三 角 测 量 法， 构 成 测 距 传 感 器。 采 用 GP2Y0A21YK 传感器，其内置 LED( 红外发光二 极 管 ) 和 PSD 检 测 器 (Position Sensitive Detector) 的模块，通过改变输出直流电压输出传感器前面 放置物体的距离。环境温度的测量是通过红外温 度传感器 TS118-3 内部的热敏电阻来实现，通过 外加电压将与环境温度相关的电阻信号转换为的 电压信号经 S3C2440A 内部的 A/D 转换器转换为 数字信号，然后通过测温程序可得到环境温度值。
2 系统的硬件设计
2.1 主控制器 主控制器以 S3C2440A 为处理器，S3C2440A
采 用 了 ARM920t 的 内 核，0.13um 的 CMOS 标 准宏单元和存储器单元。其低功耗、简约、全静
收稿日期：2012-03-20 基金项目：河南省教育厅科技攻关资助项目（2011C510003）；河南省科技攻关项目（082102210075） 作者简介：梁明亮（1978－），男，讲师，硕士，研究方向为嵌入式与机器人技术。
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图1 系统总体设计框图
系统主处理器为 S3C2440A，控制软件基于 ARM9 嵌入式环境设计，在移植 Linux 操作系统 的基础上，基于 C 语言进行程序开发。
红外线寻迹模块使用反射式红外线采集路面 信息 , 寻迹信号传送给 S3C2440A 主控制器，实现 对黑线或白线的寻迹。CMOS 摄像头用于图像的 采集，S3C2440A 收到图像信息后，进行图像分析、 处理，通过无线网卡完成图像的远程传送、标志 物形状和颜色的识别。传感器检测模块主要完成 温度、距离、温度、光照、光频率的测量功能。
+5V
Control 40 41 42 43 44 1 2 3
PB0 (XCK/T0) PB1 (T1) PB2 (AIN0/INT2) PB3 (AIN1/OC0) PB4 (SS) PB5 (MOSI) PB6 (MISO) PB7 (SCK)
PA0 (ADC0) PA1 (ADC1) PA2 (ADC2) PA3 (ADC3) PA4 (ADC4) PA5 (ADC5) PA6 (ADC6) PA7 (ADC7)
第34卷 第11期 2012-11(下) 【87】
态的设计适合于对成本和功率敏感型的应用。主 控制器由核心电路板和主板两部分，核心板上设 计 有 S3C2440A、SDRAM 存 储 电 路、Nor Flash、 Nand Flash、1.25V 电源电路和处理器复位电路等。
2.2 红外线寻迹模块 使用 8 对红外收发对管 RPR-220 作为路径探
DGND 19 +5V 1
OE T/R
VCC
20
Left_PWM 2 Left_dir 3 Left_En 4 Right_PWM 5 Right_dir 6 Right_En 7
8 9
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
18 17 16 15 14 13 12 11
案、硬件设计和软件设计。主控器以ARM9系列S3C2440A为处理器，电机驱动器以AVR单片
机ATmega16L为处理器，实现小车的速度和转向控制；ARM9采用Linux操作系统，AVR单片 机采用基于PID算法的C语言编程。整机调试和运行表明，智能小车实现了自动寻迹、智能避
障、温度探测、图像采集、无线通信等功能，非常适用于工业厂矿相关数据采集和自动探测。
1 15 I2
I1
2 AC AC 4
GND16
R2 R3 0.1 0.1
Hale Waihona Puke 1 V+ V- 3L298N
BR2
+12V
4
R4 I1
10k
3
C6 2 0.1uF
U3A
LM358AD
1
ADM1
8
+5V R7
R6 200k 10k
2 1
4
R5 I2
10k
5
C7 6 0.1uF
U3B LM358AD
7 ADM2
测传感器，8 对管子呈“一”字排开作为智能小车 的导航模块，安装在小车的前下端。传感器检测 出路径信号后，先经电压比较器进行电压比较和 整形后，再转换为数字量信号送给控制器。
2.3 CMOS摄像头 智能小车的图像采集器件选用 CMOS 图像传
感 器 OV9650， 直 接 与 S3C2440A 芯 片 内 集 成 的 Camera 接口连接。OV9650 为 OmniVision 公司产 品，像素 130 万，具有标准的 SCCB 接口，通过 该接口可以设置输出图像像素的大小，输出 YcbCr 顺序、色度等参数。
8
+5V R8
R20 200k 10k
图3 电机驱动电路
作系统 Arm-Linux 内核的移植和文件系统移植。 驱动任务层主要包括图像识别处理策略、寻迹控 制程序、温度检测策略和基于 AVR 单片机的电机 控制程序等。
3.1 操作系统的移植及主控程序的开发 操作系统的移植包括系统启动代码、内核和
文件系统的烧写。首先要搭建基于 linux 的嵌入式 系统的开发环境。内核包含了声卡、GPIO、网卡、 USB 等关键的底层驱动。第二步进行 BootLoader 引导程序的配置和移植。由于小车的主控制器采 用 ARM9 嵌入式系统，通过 BootlLoader 完成对主 控制器电路板上的 S3C2440A、SDRAM、串行口 等进行初始化。小车启动时，先运行 BootLoader, 再运行操作系统内核，分配内存空间的映射，正 确完成硬件系统的初始化和 linux 的引导。
37 ADM1 36 ADM2 35 ADM3 34 ADM4 33 ADBATTERY 32 31 30
2
D22 R32 10K
1
RXD 9
TXD 10
Left_speed 11
Rignt_speed 12
Left_PWM 13
Right_PWM14
B1
15
B3
16
PD0 (RXD) PD1 (TXD) PD2 (INT0) PD3 (INT1) PD4 (OC1B) PD5 (OC1A) PD6 (ICP) PD7 (OC2)
10 GND
74HC245N
+12V
BR1
+5V
+5V 3 V- V+ 1
4 AC AC 2
U5
C5
5 7 10 12
6 11
IN1 VSS IN2 VS IN3 IN4 OUT1
OUT2 EN A OUT3 EN B OUT4
9 4
2 3 13 14
104 +12V2
M1 M M M2
8
ISEN A GND ISEN B
嵌入式智能小车的设计与实现
Design and implementation of an embedded smart car 梁明亮，孙逸洁
LIANG Ming-liang, SUN Yi-jie
（郑州铁路职业技术学院， 郑州 450052 ）
摘 要：本文设计一种基于ARM和AVR单片机嵌入式控制技术的智能小车。介绍了智能小车的系统方
PC0 (SCL) PC1 (SDA) PC2 (TCK) PC3 (TMS) PC4 (TDO) PC5 (TDI) PC6 (TOSC1) PC7 (TOSC2)
19 20 21 Left_dir 22 Left_En 23 Right_dir 24 Right_En 25 26
RST
C22 S3 106
驱动电路实现对电机的驱动和控制，主要由 AVR 单片机 ATmega16L 处理器、电机驱动芯片 L298N 及相关电路构成；电机上安装的编码器， 用 于 检 测 小 车 的 速 度； 行 走 机 构 采 用 四 轮 结 构， 包括车架和四个车轮。小车车架上固定有三层电 路板，从上到下依次为 S3C2440A 核心板、主控 制器主板和驱动板。
【88】 第34卷 第11期 2012-11(下)
36、37 脚为 AD 转换输入口，电路中输入的是 4 个 直 流 电 机 的 电 流 反 馈 值。S3、R32、C22、D22 等元件构成单片机复位电路。
图 3 为左轮电机驱动电路，主要由总线驱动 电路和电机 PWM 驱动保护电路两部分组成，总 线驱动芯片采用 74HC245N，电机驱动芯片采用 L298N， 其 最 大 驱 动 流 为 单 组 2A， 电 机 型 号 为 Namiki 22CL-3501PG，Atmega16L 单 片 机 通 过 调 节 PWM 信号的占空比实现对电机的调速与转向。
C19
RST 4 RESET
2
1
30pF Y1
C20 8M
30pF
7 8
XTAL2 XTAL1
6 18 39
GND GND GND
VCC VCC VCC AVCC AREF
5 17 38 27 29
L3 100uH
Aref
+5V C21
GND 28
104
U4
ATmega16L
图2 AVR单片机电路
U6
L298 的第 1 和 15 脚单独引出，接电流采样电 阻器，形成电流传感信号 I1、I2，通过 LM358 运 算放大器放大后产生 ADM1、ADM2 模拟电压信 号，送到 Atmega16L 中进行电流的测量和分析， 便于更好控制电机的电流及速度。为保证 L298N 驱动芯片正常工作，在其与每个直流电机之间加 入四支续流二极管（采用一体化的桥堆，即 BR1、 BR2），用以将电机中反向电动势产生的电流分流 到地或电源正极，以免反向电动势对 L298N 产生 损害。