（常熟理工学院）指令智能小车|孤独的根号三

队伍成员：李家祥、吴淼、钱顾悦

 

功能需求：

设计基于 STM32F103 主控的智能小车，实现遥控模式（接收用户指令控制运动）、五路灰度循迹（识别路径黑线，自主沿轨迹行驶）、超声波避障（检测前方障碍物）功能，要求模式切换流畅，适应简单室内场景（如赛道、办公区域模拟） 。

 

（1）系统架构
 以 STM32F103C8T6 为控制核心，外接蓝牙模块（接收指令）、绘制五路灰度循迹电路（循迹信号采集）、HC - SR04 超声波模块（避障检测），搭配TB6612电机驱动模块 控制直流电机，实现运动控制。

（2）设计思路
模式优先级：遥控模式为最高优先级，接收有效指令时直接响应；循迹模式与避障模式使用蓝牙遥控切换。

数据流转：传感器（灰度、超声波）实时采集数据，经 STM32 GPIO 读取，通过算法（如灰度阈值比较、超声波距离判断）处理后，输出 PWM 信号控制电机转速与方向，驱动小车动作。

 

（1）五路灰度传感器模块
电路图：五路灰度传感器（如 TCRT5000 ）并联，发射管发射红外光，接收管接收反射光（黑线反射弱、白色路面反射强 ），经比较器（或直接 ADC 采集）输出电压信号至 STM32  GPIO引脚。
原理：利用“黑线吸光、白区反光”特性，不同路面反射光强对应不同电压值，STM32 读取五路数据后，通过“差值比较法”判断小车偏移方向（如某路电压突变，判定偏向对应侧 ），输出纠偏指令。

（2）超声波避障模块（HC - SR04）
 电路图：HC - SR04  trig 引脚接 STM32  GPIO 输出，echo 引脚接 GPIO 输入，VCC 接 5V，GND 共地。
原理：STM32 向 trig 发送至少 10μs 高电平触发测距，模块自动发射 8 个 40kHz 超声波脉冲，遇障碍物反射后被接收，echo 输出高电平持续时间与距离成正比（距离 = 高电平时间×声速（340m/s）/2 ），STM32 捕获高电平时间计算距离，超出安全阈值（如 10cm ）则触发避障动作。

（3）TB6612 电机驱动模块
电路图：TB6612  VCC 接 5V，VM 接电机电源（如 7.4V 锂电池 ），AO1、AO2、BO1、BO2 接电机，IN1 - IN4 接 STM32 GPIO 控制方向，PWM1、PWM2 接 STM32 PWM 输出控制转速，GND 共地。

原理：PWM 占空比调节电机转速（占空比越大，转速越高 ），GPIO 高低电平组合（如 IN1 = 1、IN2 = 0 控制电机正转 ）控制电机转向，实现小车前进、后退、转向。

供电使用2节3.7伏锂电池，通过降压芯片降到5v,不过推荐降到5v用AMS1117-5v，我用的这个容易烧，然后又接了一个降到3.3v的稳压芯片，驱动的话用的是tb6612蓝牙驱动2路电机，蓝牙用的5v供电，信号线做了分压，保护单片机，5路循迹，还有超声波可以实现避障，由于设计原因，注意左边的电机上面垫高了一点与电容分开，不然电流会流向电机外壳。