基于单片机的智能小车控制系统设计

基于STM32的智能循迹小车的设计智能循迹小车是一种具有自主导航能力的智能移动机器人，能够根据预设的轨迹路径进行自主轨迹行驶。

该设计基于STM32单片机，采用感光电阻传感器进行循迹控制，结合电机驱动模块实现小车的前进、后退、转向等功能。

一、硬件设计1.MCU选型：选择STM32系列单片机作为主控芯片，具有高性能、低功耗、丰富接口等特点。

2.传感器配置：使用感光电阻传感器进行循迹检测，通过读取传感器的电阻值判断小车当前位置，根据不同电阻值控制小车行驶方向。

3.电机驱动模块：采用直流电机驱动模块控制小车的前进、后退、转向等动作。

4.电源管理：使用锂电池供电，通过电源管理模块对电源进行管理，保证系统正常工作。

二、软件设计1.系统初始化：对STM32单片机进行初始化，配置时钟、引脚等相关参数。

2.传感器读取：通过ADC模块读取感光电阻传感器的电阻值，判断小车当前位置。

3.循迹控制：根据传感器读取的电阻值判断小车相对于轨迹的位置，根据不同的位置控制小车的行驶方向，使其始终保持在轨迹上行驶。

4.电机控制：根据循迹控制的结果，通过电机驱动模块控制小车的前进、后退和转向动作。

5.通信功能：可通过串口通信模块与上位机进行通信，实现与外部设备的数据传输和控制。

三、工作流程1.初始化系统：对STM32单片机进行初始化配置。

2.读取传感器：通过ADC模块读取感光电阻传感器的电阻值。

3.循迹控制：根据读取的电阻值判断小车相对于轨迹的位置，控制小车行驶方向。

4.电机控制：根据循迹控制的结果，通过电机驱动模块控制小车的前进、后退和转向动作。

5.通信功能：可通过串口通信模块与上位机进行通信。

6.循环运行：不断重复上述步骤，实现小车的自主循迹行驶。

四、应用领域智能循迹小车的设计可以广泛应用于各个领域。

例如，在物流行业中，智能循迹小车可以实现自动化的物品搬运和运输；在工业领域，智能循迹小车可以替代人工，进行自动化生产和组装；在家庭生活中，智能循迹小车可以作为智能家居的一部分，实现家庭清洁和智能控制等功能。

基于单片机智能遥控小车的设计引言：一、硬件设计：智能遥控小车的硬件设计包括机械结构和电子模块两个方面。

1.机械结构设计：机械结构设计为小车提供了良好的稳定性和移动能力。

首先，选取适合的底盘结构，确保小车的稳固性和均衡性。

其次，选择合适的电机和轮子，以实现小车的前进、后退和转向功能。

最后，在机械结构中添加传感器支架和摄像头支架，方便后续的传感器和摄像头模块的安装。

2.电子模块设计：电子模块设计包括主控模块、通信模块和电源模块三个部分。

（1）主控模块：主控模块是整个智能遥控小车的核心，它负责接收遥控命令、控制电机的转动并实时处理传感器数据。

选择一款性能较强的单片机作为主控芯片，如STM32系列，以满足小车处理复杂任务的需求。

（2）通信模块：（3）电源模块：电源模块为智能遥控小车提供稳定的电源，要保证小车的正常工作需要满足一定的电流和电压要求。

选取合适的锂电池组或者干电池组作为电源，通过适当的电压调节和保护电路，保证电源的稳定性和安全性。

二、软件设计：智能遥控小车的软件设计包括底层驱动程序的编写和上层应用程序的开发。

1.底层驱动程序：底层驱动程序主要用于控制电机和监测传感器数据。

通过编写合适的电机驱动程序，实现小车的前进、后退和转向功能。

同时，编写传感器驱动程序获取传感器的数据，如超声波测距、红外线检测和摄像头采集等，为上层应用程序提供数据支持。

2.上层应用程序：三、功能拓展：智能遥控小车的功能可以通过添加各种传感器和模块进行拓展，如以下几个功能：1.环境检测功能：通过添加温湿度传感器、二氧化碳传感器等，实时监测环境数据，可以应用于室内空气质量、温湿度调节等应用。

2.避障功能：通过添加超声波传感器、红外线传感器等，在小车前方进行信号检测，实现小车的避障功能。

3.图像识别功能：通过添加摄像头模块，对图像进行处理和分析，实现小车的图像识别功能，如人脸识别、物体识别等。

结论：基于单片机的智能遥控小车设计通过合理的硬件结构和软件设计，实现了远程遥控和实时传输数据的功能。

能智造与信息技术基于STC89C52单片机的智能小车设计李亚振（安阳师范学院河南安阳455000）摘要：本设计主要器件有STC89C52单片机、RZ7899驱动芯片和N20直流减速电机，使用两节锂电池共7.4V 作为系统供电，经LM7805稳压芯片降压到5V 后为单片机系统供电，通过红外循迹模块和避障模块，实现S 形曲线行驶和避障功能。

通过控制电机驱动模块控制电机输出转速，改变车辆移动状态，实现转弯。

在行驶过程中，通过蜂鸣器播放音乐或充当汽车喇叭，同时设置灯光进行照明。

软件程序采用C 语言，通过keil 软件实现对小车的控制。

通过pcb 设计和实物调试，验证了该智能小车虽设计简单，但功能强大，应用广泛。

关键词：智能小车STC89C52单片机循迹PCB 设计中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)04(a)-0058-04当前，社会新工艺、新技术快速发展，人工智能技术逐步成熟，并广泛应用于工业、农业、医疗等行业。

智能小车作为人工智能领域研究的重要分支，可以代替人类在一些危险环境下完成相关工作。

本设计以STC89C52单片机作为小车控制系统的核心处理器，包括驱动、红外循迹、避障和音乐播放等模块，通过对各模块的设计，全面说明该智能小车工作的基本原理。

1系统总体设计目标本设计增添红外线遥控电路，控制智能小车运动，功能除了前进后退，还可以按照设置路线行驶并躲避障碍物，利用C 语言程序设置智能小车的运动状态，在编写代码时写入不同的音乐模块，调试实现小车的多功能运行［1］。

系统设计框图如图1所示。

2系统模块设计2.1电源输入模块本设计选用7.4V 可充电锂电池，可以循环使用，经过LM7805稳压芯片后，给单片机和外围器件提供供电。

电机驱动的芯片由7.4V 锂电池直接提供。

二极管D1起着防反接的作用，LED2作为电源指示灯，当开关SW1打开时，系统就会开始供电。

电源输入原理图如图2所示。

基于单片机的智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机控制的小型车辆，通过传感器检测路面信息，结合预设路线实时调整行驶方向，实现自动循迹行驶。

智能循迹小车在无人驾驶、智能物流、探险救援等领域具有广泛的应用前景。

智能循迹小车的硬件主要包括单片机、传感器、电机和电源。

其中，单片机作为整个系统的控制中心，负责接收传感器信号、处理数据并输出控制指令；传感器用于检测路面信息，一般选用红外线传感器或激光雷达；电机选用直流电机或步进电机，为小车提供动力；电源为整个系统提供电能。

智能循迹小车的软件设计主要实现传感器数据采集、数据处理、控制指令输出等功能。

具体来说，软件通过定时器控制单片机不断采集路面信息，结合预设路线信息进行数据分析和处理，并根据分析结果输出控制指令，实现小车的自动循迹。

为提高智能循迹小车的稳定性和精度，需要对算法进行优化。

常用的算法包括PID控制、模糊控制等。

通过对算法的优化，可以实现对路面信息的精确检测，提高小车的循迹精度和稳定性。

为验证智能循迹小车的实际效果，需要进行相关测试。

可以在平坦的路面上进行空载测试，检验小车的稳定性和循迹精度；可以通过加载重量、改变路面条件等方式进行负载测试，以检验小车在不同条件下的性能表现；可以结合实际应用场景进行综合测试，以验证智能循迹小车在实际应用中的效果。

测试环境的选择要具有代表性，能够覆盖实际应用中可能遇到的各种情况。

测试过程中要保持稳定的行驶速度，以获得准确的测试数据。

对于测试过程中出现的问题，要及时记录并分析原因，以便对系统进行改进。

测试完成后，要对测试数据进行整理和分析，评估系统的性能表现，提出改进意见。

通过以上测试，我们发现基于单片机的智能循迹小车在循迹精度、稳定性等方面表现良好，能够满足实际应用中的需求。

同时，通过对算法的优化和硬件的改进，可以进一步提高小车的性能表现。

本文介绍了基于单片机的智能循迹小车的设计和实现过程。

通过合理选择硬件和优化软件算法，实现了小车的自动循迹功能。

基于单片机的智能小车的设计智能小车在当今社会中得到越来越广泛的应用，它不仅可以为人们的生活带来方便，还能在工业生产和科研领域发挥关键作用。

而基于单片机的智能小车设计是其中的一个重要方面，它通过利用单片机的高度集成和强大功能，实现智能小车的自主控制和感知任务。

本文将深入探讨基于单片机的智能小车设计的关键技术和发展趋势，为读者提供一些有益的参考和启发。

智能小车的设计中，传感器是至关重要的一环。

而对于基于单片机的智能小车来说，选择合适的传感器和设计有效的传感器数据采集方案显得尤为重要。

在传感器选择方面，常用的传感器有红外传感器、超声波传感器、光电传感器等，它们可以实现对障碍物的检测和环境信息的感知。

在传感器数据采集方案设计上，需要考虑到传感器数据的采集频率、传感器数据的处理方式以及传感器数据与单片机的接口方式等。

通过合理设计传感器的选择和数据采集方案，可以有效提高智能小车的感知能力和控制精度。

除了传感器外，基于单片机的智能小车设计还需要考虑到智能控制算法的设计。

智能控制算法是实现智能小车自主行驶和避障的核心，它可以通过对传感器数据的处理和分析，实现对小车行驶方向和速度的实时控制。

常用的智能控制算法包括PID算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等，它们分别适用于不同的应用场景和控制需求。

在智能控制算法的选择和设计中，需要考虑到算法的实时性、稳定性和可调节性，以实现对智能小车的精确控制和智能决策。

在设计基于单片机的智能小车时，硬件设计也是一个不可忽视的方面。

合理的硬件设计可以有效提高智能小车的性能和稳定性，为控制算法的实现提供良好的硬件支持。

常用的硬件设计包括电机驱动电路设计、电源管理电路设计和通信接口电路设计等。

其中，电机驱动电路设计是最为关键的一环，它可以实现对小车电机的精确控制和驱动，保证小车的行驶稳定性和速度调节精度。

电源管理电路设计则是保证小车电路的稳定供电和功耗管理，避免因电路供电不稳定导致小车控制系统工作异常。

随着科技的发展，单片机作为一种常用的微控制器，已经在各个领域得到了广泛应用。

在玩具领域，特别是玩具小车的设计中，单片机的运用也越来越普遍，可以实现各种有趣的功能。

本文将介绍一种基于单片机的多功能玩具小车的设计与实现。

二、设计目标1. 实现无线遥控功能，通过遥控器实现对小车的控制。

2. 设置超声波避障模块，让小车能够自动避开障碍物。

3. 小车可通过蓝牙模块与手机进行连接，实现手机APP控制。

4. 为小车设计多种灯光效果，增添趣味性。

5. 使用音乐模块，使小车产生丰富的声音效果。

三、硬件设计1. 主控芯片选择了常用的Arduino单片机。

2. 驱动模块选用了直流电机驱动模块，实现小车的前进、后退和转向。

3. 采用了超声波传感器模块，用于检测障碍物并实现避障功能。

4. 蓝牙模块选用了蓝牙串口模块，实现与手机的数据传输和控制。

5. 设计了多种灯光效果，包括LED灯和彩色灯带。

6. 音乐模块选用了声音传感器模块，可以发出不同的声音效果。

四、软件设计1. 编写了小车的控制程序，包括前进、后退、左转、右转等基本控制2. 通过编写遥控器程序，实现了对小车的无线遥控功能。

3. 编写了避障算法，使小车能够自动避开障碍物。

4. 开发了手机APP，通过蓝牙模块与小车进行连接和控制。

5. 设计了多种灯光效果的控制程序，可以实现闪烁、变色等效果。

6. 编写了音乐模块的程序，可以根据指令发出不同的声音效果。

五、实现效果1. 小车可以通过遥控器实现前进、后退、左转、右转的基本功能。

2. 超声波传感器可以准确检测到障碍物，并成功避开。

3. 通过手机APP可以实现对小车的遥控和控制各种功能。

4. 多种灯光效果可以有效增加小车的趣味性。

5. 音乐模块发出的声音效果丰富多彩，增加了小车的趣味性。

六、总结与展望本文介绍了一种基于单片机的多功能玩具小车的设计与实现，通过结合硬件设计和软件设计，实现了多种有趣的功能。

未来，可以进一步优化设计，增加更多的传感器模块和功能模块，使小车的功能更加丰富多样。

信息工程专业课程设计（二）题目基于《STC89C52》单片机的智能小车姓名学号所在院系所在班级完成时间基于单片机的智能小车摘要：智能化作为现代电子产品的新趋势，是今后的电子产业的发展方向。

智能化设计的电子产品可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探、环境监测、智能家居等方面。

基于单片机的智能小车控制就是其中的一个体现。

本设计实现了一种基于51单片机的按键操作控制和温度检测显示系统，通过温度传感器采集温度数据并且通过显示模块显示出来，通过对按键的操作，自动控制转向电机转向，改变行驶方向。

本课题设计的智能小车，具有按键控制前后左右的功能，温度采集功能，液晶显示功能。

序言 (1)第1章总体设计方案 (2)1.1课题任务分析 (2)1.2 方案论证 (3)1.2.1小车驱动部分 (3)1.2.2 温度显示部分 (3)第2章系统硬件构成 (4)2.1系统设计原理 (4)2.2主要元器件简介 (4)2.2.1 STC89C52RC简介 (4)2.2.2 液晶显示电路 (5)2.2.3 L298N芯片直流电机驱动模块 (6)2.2.4遥控部分独立按键电路 (7)第3章软件的设计与说明 (8)3.1软件设计 (8)3.2软件的说明 (9)3.2.1 控制部分主程序流程 (9)3.2.2 温度检测显示部分主程序流程图 (10)第4章调试与总结 (12)4.1 调试的总结 (12)参考文献 (13)致谢 (14)附录 (15)附件1 L298N电机驱动模块 (15)附件2 小车侧视图 (16)附件3 小车俯视图 (16)附件4 小车最终硬件图 (17)附件5 程序清单 (18)序言随着我国科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。

智能小车是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术[1]。

基于单片机的红外遥控智能小车设计引言：随着科技的不断发展，智能物联网已经走进了我们的生活。

智能小车作为一种智能化的产品，能够实现远程遥控、自动避障等功能，受到了广大消费者的青睐。

本文就基于单片机的红外遥控智能小车设计进行详细介绍。

一、设计目标本设计的目标是通过红外遥控，实现对智能小车的远程控制，小车能够根据收到的指令进行行驶、避障等操作。

二、设计原理1.主控芯片：本设计使用单片机作为主控芯片，常用的单片机有51系列、AVR系列等，可根据实际需求选择合适的芯片型号。

2.红外遥控模块：红外遥控模块是实现红外通信的设备，可以将遥控器发出的红外信号解码成数据，实现遥控操作。

3.电机驱动模块：电机驱动模块可将单片机的PWM信号转化为电机的动力驱动信号，控制小车的行驶方向和速度。

4.超声波传感器：超声波传感器可以感知到小车前方的障碍物距离，根据测得的距离，进行相应的避障操作。

5.电源模块：小车需要使用适当的电源，通常是锂电池或者直流电源供应。

三、系统设计1.硬件设计：（1）搭建小车底盘：根据所选择的底盘，搭建小车结构，并安装好电机驱动模块、电源模块等硬件设备。

（2）连接电路：将红外遥控模块、超声波传感器等硬件设备与主控芯片进行连接，确保每个模块正常工作。

2.软件设计：（1）红外遥控程序设计：通过红外遥控模块接收红外信号，并解码成相应的指令。

根据指令控制电机驱动模块，实现小车的行驶方向和速度控制。

（2）超声波避障程序设计：根据超声波传感器测得的距离，判断是否有障碍物，如果有障碍物就停止或者转向。

四、实验结果和讨论经过实验验证，本设计的红外遥控智能小车能够准确接收红外信号，并根据指令控制小车的行驶方向和速度。

同时，超声波传感器能够及时感知到前方的障碍物，并进行相应的避障操作。

然而，该设计仍然存在一些不足之处，比如超声波传感器的测距范围有限，可能无法感知到较小的障碍物。

此外，红外遥控信号的传输距离也有一定限制，需要保持遥控器与小车之间的距离不过远。

摘要本作品采用PIC16F886单片机作为电动车的检测和控制系统。

通过光电传感器ST178来检测路面黑色循迹线，使电动车按预定的轨道行驶，由E18-D80NK传感器检测障碍物，从而控制电动车无碰壁地通过II区和III 区的通道。

电动车的行驶状态，电动车的行驶时间，电动车的行驶路程由液晶LCD12684显示。

一、设计任务概述1.1设计任务概述设计制作一台智能电动小车，该电动小车能按照行径路线（见图示）自动运行，通过I区的黑色轨迹和II、III区的障碍物通道，并完成规定的动作。

1.2基本任务（1）从起跑线A出发，沿轨迹至B，最后经C到达停止线D，总时间要求在90秒内完成，并能实时显示时间。

（2）赛场分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区。

到Ⅱ区入口处B点，应停留5秒，并能发出断续声光报警。

（3）到停止线D，小车车身中心点（选手可以事先在小车上标注）应对准停止线，误差控制在±2cm，并能发出断续声光报警。

1.3发挥部分（1）能实时记录并显示行驶路程。

（2）尽量缩短行驶总时间。

（3）行驶过程中不碰壁。

（4）其它。

注:智能电动小车场地图片的相关说明智能电动小车场地图二、系统方案与论证：根据题目中的设计要求，本系统主要由控制器模块、电源模块、避障模块、循迹传感器模块、直流电机及其驱动模块、液晶显示模块构成。

本系统的方框图如下图所示：系统总框图为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。

2.1车体方案论证与选择方案一：购买玩具电动车。

购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。

玩具电动车的电机多为玩具直流电机，力矩小，空载转速快，负载性能差，不易调速。

而且这种电动车一般都价格不菲。

因此我们放弃了此方案。

方案二：使用现成的小车，并根据要求对其进行改装，采用直流减速电机，力矩大，空载转速快，负载性能好，易调速，这样即节省了比赛的时间，也能完成比赛的要求。

小车图示如下：小车实物综上所述，我们采取了方案二。