高电平持续时间就是超声波从发射到返回的 时间。
距离=高电平时间*声速/2
5V与3.3V通信（初始方案）

5V与3.3V通信（选定方案）
初始化
设置TIM捕获
IO口发送方波触发传感器
程序流程
得到回波高电平持续时间
计算距离
根据距离调整小车运动
循迹
循迹原理
这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，由于黑线和白 色地板对光线的反射系数不同，可以根据接收到的反射光的强 弱来判断“道路”。通常采取的方法是红外探测法。 红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的 反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光， 当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车 上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接 收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为 依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。 在白线上，光敏三极管接收的光线较强，截至。ADC采集到低 电平 遇到黑线，光敏三极管接收的光强减弱，导通。ADC采集到高 电平
智能车传感器电路部分 设计与实现
李润康 信息15
2110502112
指导教师：王中方
课题的背景、意义及 培养目标
已进行的工作与 工作展望 总结
总览
背景与研究现状及培养目标

智能小车，也称轮式机器人。是一种以汽车电子为背景，涵 盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械 等多科学的科技创意性设计，一般主要由路径识别、速度采 集、角度控制及车速控制等模块组成。 智能技术作为多学科的高新技术综合体，广泛应用于探测、 国防、自动化生产等众多领域，智能化已经成为未来科技产 品的发展方向。因此，研究智能化技术具有十分重要的意义。 目前有飞思卡尔智能小车竞赛，以及各大高校的研究。
距离与电压 换算
初始化
计算ADC转换结果的均值
程序流程
计算电压
根据电压区间计算距 离
根据距离调整小车运行
超声波测距传感器HC-SR04
采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电
平信号。
模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是
否有信号返回。
有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，

nRF24L01 是一款工作在2.4GHz 世界通用ISM 频段 的单片无线收发器芯片。


收发数据要确保两端的通道数、发送频率、接收数 据长度、收发地址匹配。
具有自动应答及自动重发功能。


在接收模式下可与6台无线模块主机通信。
功耗低。
总结
本毕设题目目的是设计智能车的传感器选择，传感器电路设 计，相关程序设计。


小车结构
无线通讯
循迹传感器
STM32
测距传感器
电机电路
电源
电机驱动电路
电机

按驱动方式可分为直流电机和步进电机。 直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于执行元件、 录像机、电动剃须刀、电吹风、电子表、玩具等。直流电机是以电机电 压为控制变量，以位置或速度为命令变量。直流电机需要反馈控制系统， 他会以间接方式控制电机位置。 步进电机是以步阶方式分段移动，直流电机和无刷直流电机通常采用连 续移动的控制方式。

循迹光板电路原理图
PCB图

实物图
HEF4051
布局图 配置方式
ULN2805 PWM高，发光管截至 PWM低，发光管导通
初始化
配置ADC、DMA 配置TIM为PWM模式
程序流程
配置HEF4051
计算ADC结果的周期均值
判断是否遇到黑线 并调整小车的运动
无线通信
NRF24L01芯片介绍


步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动 一个固定的角度（步进角）。通过控制脉冲个数即可控制角位移量，从 而达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度 和加速度，从而达到调速的目的。 由于直流电机的控制很简单，性能出众，直流电源也容易实现。故选择 直流电机作为小车的电机。

控制方法
控制转速：PMW调速 在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源， 并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改 变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控 制电动机的转速。 电机控制芯片：L298N
电机驱动电路原理图与PCB图
初始化 设置TIM为PWM模式
程序流程
前进
设置不同TIM通道的Pulse 设置各个运动方式
后退
左转
右转
自动避障
红外测距传感器
红外传感器测距是基于三角测量原理。红外传感器上的 发射器以某角度向外发射红外光束，遇到障碍物后红外 光束会反射回来，并被CCD检测器检测到，从而得到一 个偏移值L，在已知发射角度a，偏移距L，中心矩X，以 及滤镜的焦距f以后，传感器到物体的距离D就可以利用 三角关系计算出来。