51单片机、STM32智能小车快速入门指南

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作者:

@小白创作中心

51单片机、STM32智能小车快速入门指南

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/m0_74676415/article/details/137608881

前言

在学习51单片机或STM32的过程中，制作一个属于自己的智能小车是一个非常有意义的实践项目。这不仅能将理论知识转化为实际应用，还能提高动手能力，实现拥有第一辆智能小车的梦想。本文将简要介绍智能小车的原理和实现过程，帮助读者快速理解相关概念，为之后的学习打下基础。

效果图

（此处应有效果图，但原文中未提供具体图片）

模块介绍

电源模块

电源模块是智能小车的核心组件之一，负责为整个系统供电。没有稳定的电源供应，小车将无法正常运行。

电机模块

电机模块是驱动小车运动的关键部件。通过控制电机的转动方向和速度，可以实现小车的前进、后退和转向。

车转弯

小车的转向原理基于轮子与地面的摩擦力。当左轮速度大于右轮时，小车会向右转弯；反之，当右轮速度大于左轮时，小车会向左转弯。如果两个轮子的转动方向相反，转弯幅度会更大。但需要注意的是，这种转向方式在光滑的地板上效果不佳。

车前进和后退

一般情况下，智能小车使用两个电机分别驱动左右轮。当两个电机同时正转时，小车前进；同时反转时，小车后退。

车轮转动的方向怎么改变？

电机的转动方向可以通过改变输入电极的正负极来控制。电机驱动芯片（如图中的芯片）通过IN1、IN2和IN3、IN4四个引脚来实现这一功能。当IN1为高电平且IN2为低电平时，电机正转；当IN1为低电平且IN2为高电平时，电机反转。通过编写相应的函数，可以控制这些引脚的状态，从而实现电机的正反转。

车轮的转动速度怎么改变？

电机的转速取决于输入电压的大小。由于单片机通常没有模拟输出功能，可以通过PWM（脉宽调制）技术来模拟模拟电压。电机驱动芯片的EN1和EN2两个使能引脚可以控制电机的输出电压。通过改变PWM信号的占空比，可以控制电机的速度。对于51单片机，可以通过定时器中断来实现PWM输出；对于STM32，利用定时器通道可以更方便地输出PWM信号。

蓝牙模块以及红外遥控模块

这两个模块用于实现对小车的远程控制。

红外遥控模块

红外遥控模块通过接收红外线信号来实现通信。红外遥控器发射特定编码的红外信号，红外接收模块接收并解码这些信号，将其转换为数字信号供单片机处理。单片机通过检测红外信号的特定编码来识别用户的操作（如前进、后退、左转、右转等），并相应地控制电机驱动芯片的引脚，从而控制电机。

蓝牙模块

蓝牙模块通过蓝牙技术与其他设备进行通信。单片机与蓝牙模块通过串口通信连接，可以接收来自蓝牙模块的数据（如指令或控制信号）。用户可以通过连接到单片机的蓝牙模块的手机应用程序发送指令，单片机接收到这些指令后，再相应地控制智能小车的运动。

超声波模块

超声波模块用于测量距离，帮助小车实现避障功能。其工作原理如下：

发射超声波信号：超声波模块内部包含一个超声波发射器（通常是一个压电晶体），当触发测距时，单片机发送一个触发信号给超声波模块，使其发射一束超声波信号。
接收回波信号：超声波信号被发射后，它会在与物体碰撞或反射后返回到超声波模块。超声波模块内部包含一个接收器，用于接收这些回波信号。
计算距离：单片机在发送触发信号后开始计时，当接收到回波信号时，停止计时。通过计算触发信号发送与接收到回波信号之间的时间差，可以确定超声波的往返时间。由于超声波在空气中的传播速度是已知的，因此可以使用时间差和传播速度来计算物体与超声波模块之间的距离。
距离计算公式：超声波的往返时间（t）与距离（d）之间的关系可以由以下公式表示：距离 = 时间 * 声速 / 2。

需要注意的是，超声波模块测距的精度受到多种因素的影响，包括超声波模块的性能、环境条件（如温度、湿度等）、物体的形状和表面特性等。因此，在实际应用中需要进行校准和适当的误差处理。