【正文】 車?yán)走_(dá)到現(xiàn)在的自動(dòng)駕駛，汽車智能化的概念已經(jīng)深深的被社會(huì)接收，而且汽車智能化的需求也越來(lái)越明顯。與普遍意義上的機(jī)器人相比，智能小車制作成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，程序調(diào)試方便，具有很強(qiáng)的趣味性。與世界機(jī)器人總裝機(jī)臺(tái)數(shù)7500萬(wàn)臺(tái)相比，中國(guó)總裝機(jī)量?jī)H占萬(wàn)分之十六。一方面機(jī)器人在制造業(yè)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣闊，其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的程度越來(lái)越高，功能也越來(lái)越強(qiáng)，并向著技術(shù)和裝備成套化的方向發(fā)展；另一方面，機(jī)器人向著非制造業(yè)應(yīng)用以及微小型方向發(fā)展。并且隨著機(jī)器人的智能化水平不斷提高，并且迅速的改變著人們的生活方式，隨著它在人類生活領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，將會(huì)給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了巨大的影響。機(jī)器人技術(shù)以包含機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域?yàn)榇?，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成，因此，它的發(fā)展與眾多學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)，代表了高科技發(fā)展的前沿。關(guān)鍵詞： STM32，無(wú)線傳輸，超聲波測(cè)距AbstractIntelligent vehicle as appeared in the scifi movie scene, at present has been gradually came into our life. From reversing radar, the most simple to the automatic driving now, concept car intelligent has deep social reception, and the intelligent car demand is more and more obvious. How to make the car can automatically unmanned is the main direction of scientific research today.The intelligent car as an epitome of intelligent vehicle, whether in domestic or international petitions, its shadow is always a slap in the face of the most brisk, many of the programs are also emerge in an endless stream.The purpose of this study is to design a kind of automatic obstacle avoidance car, automatic obstacle avoidance as the name implies, is able to automatically avoid obstacles along the way.This article first has carried on the detailed elaboration to the system scheme. Then the hardware design and software design scheme are described. In the design of the hardware system, mainly in ultrasonic ranging IC and MCU control to explain. The design of software system, mainly for system requirements are discussed. Finally, the system scalability is discussed.Keywords:STM32,wireless transmission,ultrasonic ranging目錄摘要 1Abstract 2目錄 3第一章 緒論 4 課題背景 4 課題主要研究?jī)?nèi)容 5第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 6 方案選擇 6。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要針對(duì)系的要求進(jìn)行了論證。然后就方案中的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分別進(jìn)行闡述。本文的研究目的即是設(shè)計(jì)一種可以自動(dòng)避障的小車，自動(dòng)避障顧名思義，即是能夠自動(dòng)躲避行進(jìn)路上的障礙物。如何真正的使汽車能夠自動(dòng)無(wú)人駕駛是現(xiàn)在科研的主要方向。智能避障小車設(shè)計(jì) 摘要智能汽車作為曾經(jīng)在科幻電影中出現(xiàn)的場(chǎng)景，目前已經(jīng)在逐步走進(jìn)我們的生活。從最簡(jiǎn)單的倒車?yán)走_(dá)到現(xiàn)在的自動(dòng)駕駛，汽車智能化的概念已經(jīng)深深的被社會(huì)接收，而且汽車智能化的需求也越來(lái)越明顯。而智能小車作為智能汽車的一個(gè)縮影，無(wú)論是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)際的各種比賽中，它的身影永遠(yuǎn)是最亮眼的一耳光，眾多的方案也層出不窮。本文首先對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行了詳細(xì)的論述。在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要針對(duì)超聲波測(cè)距IC和主控MCU進(jìn)行講解。最后，討論了本系統(tǒng)的可延展性。 7 自動(dòng)壁障模塊 8 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 9 主控單元 10 系統(tǒng)整體方案 11 本章小結(jié) 12第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 主控制單元設(shè)計(jì) 12 超聲波避障單元設(shè)計(jì) 14 超聲波簡(jiǎn)介 14 GM3101介紹 15 電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 16 無(wú)線通訊設(shè)計(jì) 18 引腳說(shuō)明 18 nRF24L01與MCU的連接 19 狀態(tài)指示電路 19 下載電路 20第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 系統(tǒng)控制流程 21 超聲波避障實(shí)現(xiàn) 24 超聲波介紹 24 GM3101簡(jiǎn)介 27 超聲測(cè)距原理 27 信號(hào)發(fā)送和接收 29 探頭余震處理 30 PWM電機(jī)控制實(shí)現(xiàn) 31 無(wú)線通訊實(shí)現(xiàn) 32 狀態(tài)指示燈驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 35第五章 總結(jié)與展望 36致謝 37參考文獻(xiàn) 38附錄 39第一章 緒論 課題背景機(jī)器人曾經(jīng)是科幻電影中的形象，可目前已經(jīng)漸漸走入我們的生活。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們發(fā)明了各式各樣的具有感知，決策，行動(dòng)和交互能力的機(jī)器人，從機(jī)器人的構(gòu)想到今天機(jī)器人的相對(duì)普及，機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)遍及機(jī)械、電子、冶金、交通、宇航、國(guó)防等多個(gè)領(lǐng)域。在國(guó)外機(jī)器人的發(fā)展有如下趨勢(shì)。在我國(guó)機(jī)器人主要應(yīng)用在及其領(lǐng)域，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)在的總裝機(jī)量約為120000臺(tái)，其中國(guó)產(chǎn)機(jī)器人為1/3，即40000多臺(tái)。智能小車可以理解為機(jī)器人的一種特例，它是一種能夠通過(guò)編程手段完成特定任務(wù)的小型化機(jī)器人。 課題主要研究?jī)?nèi)容智能汽車作為曾經(jīng)在科幻電影中出現(xiàn)的場(chǎng)景，目前已經(jīng)在逐步走進(jìn)我們的生活。如何真正的使汽車能夠自動(dòng)無(wú)人駕駛是現(xiàn)在科研的主要方向。本文的研究目的即是設(shè)計(jì)一種可以自動(dòng)避障的小車，自動(dòng)避障顧名思義，即是能夠自動(dòng)躲避行進(jìn)路上的障礙物。紅外避障可以在陽(yáng)光不影響的情況下實(shí)現(xiàn)。超聲波避障的技術(shù)基礎(chǔ)是超聲波測(cè)距，超聲波測(cè)距發(fā)展至今技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，技術(shù)方案多種多樣。本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括:1) 多傳感信號(hào)系統(tǒng)下主控器的處理。在跑道的任意位置會(huì)放置障礙物，智能小車在感知到障礙物后，可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)前行。因此，根據(jù)系統(tǒng)需求，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要具有無(wú)線通信功能，自動(dòng)壁障功能，電機(jī)驅(qū)動(dòng)功能以及控制核心單元。ISM的頻段是工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)用頻段。普通民眾應(yīng)用這些頻段時(shí)并不需許可證，只需要保證應(yīng)用時(shí)遵守一定的發(fā)射功率（一般低于1W），并且不要對(duì)其他頻段造成干擾即可。因此，無(wú)線局域網(wǎng)（），藍(lán)牙，ZigBee等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)協(xié)議里面規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。ZigBe網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)是功耗低、成本相對(duì)低廉、速度較快，支持多借點(diǎn)操作，支持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。nRF24L01是單片射頻收發(fā)芯片，～ GHz ISM頻段?？赏ㄟ^(guò)SPI寫入數(shù)據(jù)，最高可達(dá)10 Mb/s，數(shù)據(jù)傳輸率最快可達(dá)2 Mb/s，并且有自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)再發(fā)射功能。芯片能耗非常低，以6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有9 mA， mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。2 IrDA紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)IrDA(Infrared Data Association)成立于1993年。紅外是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程中兩個(gè)設(shè)備必須保持在可視范圍內(nèi)是直對(duì)的、IrDA也是第一個(gè)成功實(shí)現(xiàn)無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)（Personal Area Network,PAN）的技術(shù)。IrDA在應(yīng)用中的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)這樣對(duì)于很多小型設(shè)備和低成本設(shè)備來(lái)說(shuō)就會(huì)更多的傾向于此。而且由于數(shù)據(jù)傳輸率高，因此在對(duì)于較大型數(shù)據(jù)的傳輸方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。但是紅外的缺點(diǎn)在于它的可視傳輸，也就是兩臺(tái)設(shè)備在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)必須保證兩臺(tái)設(shè)備的紅外端子距離較近且可視。因此，本設(shè)計(jì)在綜合考慮了成本和實(shí)現(xiàn)性能方面。否則，如果范圍太大,則可能產(chǎn)生障礙物的判斷失誤。障礙物檢測(cè)可以有多種方法:紅外光檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、甚至機(jī)械接觸。常用的有紅