【红外遥控智能小车设计11000字（论文）】

-18-红外遥控智能小车设计摘要高速发展的社会产生了更多新的社会需求，随着智能处理器芯片技术、传感器技术和无线技术的不断改良，在人们日常工作与生活中的点点滴滴都导入了智能化，智能家居、智能办公场所屡见不鲜，解放了人类的双手和减少无谓的精力资源浪费，使人们的生活更加舒适，工作效率得到提升。智能机器人的需求也被提上纸面，解决人们由于时间和空间因素无法高效执行的任务，例如仓储物流、野外作业、急侦察救援等场景。基于以上的需求分析，本文设计了一个采用单片机作为主控制模块，主要使用传感器模块、红外遥控模块及电机驱动模块作为红外遥控智能小车，在以C语言编程的软件程序下进行前方障碍物间距和红外遥控指令数据的采集及处理，最终实现一个能够智能避障和无线遥控的智能机器车设备。在本文设计的红外遥控智能小车基础上，对应不同的应用场景，对各个硬件模块进行优化，器件选型充分考虑环境因素，软件设计对应场景变化。本文设计的红外遥控智能小车将会有非常广阔的应用前景。关键词：智能机器人；单片机；红外遥控；避障目录摘要 I目录 III引言 VI红外遥控智能小车设计 -1-（电气与电子工程学院21届自动化1701班）指导教师：李美 -1-1绪论 -1-1.1课题研究背景及意义 -1-1.2国内外研究现状 -1-1.3章节内容简介 -2-2系统方案论证 -4-2.1本次设计的任务需求 -4-2.2开发方案的论证 -4-2.3关键技术介绍 -4-2.3.1单片机技术介绍 -4-2.3.2传感器技术介绍 -5-2.4主要器件的选型 -5-2.4.1单片机处理器的选型 -5-2.4.2避障传感器的选型 -6-2.4.3驱动电机的选型 -7-2.5系统整体方案框图 -7-3硬件设计 -9-3.1微处理器模块 -9-3.2红外光电传感器模块 -10-3.3红外接收模块电路的设计 -11-3.4电机驱动模块电路的设计 -12-3.5按键模块 -12-4软件设计 -13-4.1开发工具介绍 -13-4.2主程序模块 -15-4.3避障功能程序设计 -15-4.4红外遥控程序设计 -16-5系统调试及结果分析 -18-5.1硬件调试 -18-5.2软件测试 -19-5.3测试结果 -20-结论与展望 -21-参考文献 -23-

引言随着互联网越来越普及，人们通过网络接触到的世界越来越广，互联网将人类间的距离拉的越来越近，不少人选择足不出户还能货比三家的网络购物购买自己需要的商品。受疫情的影响，响应国家号召，尽量减少外出的人们更加需要网络购物这个途径满足日益增长的物质需求，而网络购物则依赖物流行业，物流行业能够快速准确的将包裹送至消费者手中。而物流仓储对于物流行业是十分重要的，在传统的物流仓储中，需要大量人力对货物进行分拣，这样不仅耗费大量的人力资源，而且效率低下。如何才能高效的完成大量货物的分拣运输工作，智能小车是个不错的选择。国内对智能小车的研究一直以来都很重视，许多高校都将智能小车比赛作为重点参赛项目，以此拓展对智能小车的研究，培养学生的综合素质能力。智能小车在实际生产中的运用更是日益增长，尤其是运用在智能仓储中的自动导引运输车AGV，得到了越来越多物流企业的青睐。本文设计的红外遥控智能小车基于STM32F103C8T6单片机，通过PWM波控制电机运行，搭载的红外遥控模块能轻松实现在复杂环境下通过红外遥控对小车进行前进后退左转右转等动作的操控，其搭载的红外光感模块，能够自动躲避在自动运行中遇到的障碍物。随着对智能小车研究的不断深入，技术也会越来越丰富成熟，运用的场景也会越来越多，将会有非常大的发展前景。1绪论1.1课题研究背景及意义21世纪的到来，计算机网络和通信技术正逐渐的取代原始落后的沟通渠道，不管是日常生活还是工作沟通中，这已经成为不可缺少的工具。一个国家的综合实力增强，科学技术的研发是首当其冲的，不论是自主研发或者是国际引进的，最终都将为社会带来效应，推动了智能小车的发展。小车如今在各行各业都有极为广泛的应用，特别火灾抢险、巡逻、物流等行业。这些任务中，经常性会遇到人员无法到达的地点，以及风险性较高的区域，自动巡线避障小车就能派上用场，到达指定地点执行任务，同时在仓储物流行业，已逐渐使用智能小车替代人工搬运，节约了大量的劳动力，同时小车可以一天工作24小时，并提高了配送效率。传统小车控制方式单一，只能完成简单的任务，寻迹方式普遍采用机械控制的方式，这种方法效率低下、不够智能化，无法满足现代人对于智能小车的需求。在现阶段快节奏的生活方式，数据的准确性和实时性是非常重要的，传统机械控制方式显然与之相悖论，不符合人们对于智能小车的需求。因此，智能小车也就顺势而生，具备循迹功能、避障功能、远程控制功能，有助于改善小车控制方式，应用在物流仓储行业可以实现无接触送达，更加安全，提升了物流配送的智能化水平，具备很大的市场效应和投资价值。1.2国内外研究现状早在上世纪50年代，美国科学家就已经开始了对智能小车的研究，世界上首个智能小车是由美国巴雷特电子公司研发的，这款智能小车能实现按照预定轨迹运行的基本功能。从此国外许多发达国家开始了对智能小车的研究，微软、谷歌和IBM三家科技公司巨头更是投入了大量的人力物力财力去研究智能小车。1984年，美国发布了第一款真正意义上的智能小车产品，开启了智能小车结合电子技术的道路。1987年，日本电信大学教授山藤一雄就提出了智能自动巡线避障小车的概念。国外最早涉及智能循迹避障小车领域。随着传感器技术的发展，研究人员在90年代将红外传感技术和超声传感技术应用在智能小车上，实现了智能小车的避障功能。随着科技日益发展，更多的欧美国家也投入到该领域研究，智能循迹避障小车朝着智能化、无线化、多样化的方向发展，其中，法国、日本的专家发布了智能小车的一系列产品，引起了国内外研究学者的关注。在我国，智能小车行业发展相对较晚，智能循迹避障小车设计水平虽然还不及国外的研究水平，但随着这两年互联网企业的大力资金投入，取得了日新月异的成果，部分产品已经领先于国外水平。近些年，国家开始对电子科学技术及芯片行业给予大量的资金补助和政策上的支持，给此领域提供了无比广阔的发展空间。特别显著的就是，我国在5G通讯技术上的遥遥领先，伴随着国内人工智能技术和5G技术的不断发展，将在智能循迹避障小车方面得到更广泛的应用，成为该领域的领航者。基于无线通讯技术的小车将是未来产品的发展方向之一，传统的小车控制方式已经无法满足现代科技化的发展，甚至阻碍科技的发展。另一方面，在工作上日常沟通必须达到简洁安全有效，许多异地企业或者是国际合作企业之间，并不能实时面对面的沟通，这就需要一个安全且有效的沟通平台。因此，无线通讯网络的科技技术将成为智能循迹避障小车数据传输的桥梁，搭配设定的通讯接口，即可实现数据的上传和控制命令的传达。近年来，智能小车类产品的研究着重于移动互联网的应用上面，利用物联网技术、大数据技术，达到数据资源共享和及时传输，在手机APP移动端即可实现对信息回传及控制小车，这极大的提升了人们对于智能小车控制的体验感和参与感，避免了干燥无味的手动操作方式。随着人工智能技术、AI虚拟现实技术及5G通讯技术的发展，将在智能小车系统中应用的越来越广泛，通过多项技术的融合，成为未来智能小车的发展方向，成为下一个风口。1.3章节内容简介第一章，绪论。通过网上、图书馆查找设计相关的文献和资料，对本课题研究的背景、意义、国内外研究现状及想要实现的功能等进行详细阐述。第二章，总体方案设计。构建本课题所研究设计的整体框架，剖析本次课题的任务要求，论证开发方案。对本文所用到的关键技术进行简介，围绕总体目标，细化各模块目标功能，在此基础上，对主控制器模块、避障模块、驱动模块等进行多方案优劣对比与选择，最终确定具可行性的方案。第三章，硬件电路设计。对本研究系统中所使用到的单片机模块、电源电路模块、传感器模块、电机驱动模块等的设计细化阐述和研究，既简明又清晰地体现各模块设计历程和原理。第四章，软件设计的逻辑实现。系统的软件设计主要包括初始化设置、传感器采集数据、电机驱动等模块的设计工作，针对以上模块进行程序设计阐明，设计主程序及各子功能模块的逻辑程序设计流程图。第五章，实物系统调试。通过软件调试和硬件调试展现调试结果是否符合设计预期目标，分析并呈现实物调试过程。第六章，总结。设计研究完成后的感悟体会，汲取经验不足之处，改进今后的方式方法，注重实际，注重成果。

2系统方案论证2.1本次设计的任务需求基于智能小车的原理，设计一种可自动避障和远程控制的机器人，可正确对行进路线的障碍物间距进行采集，自动驱动转向避开障碍路径。同时具备远程遥控控制模式，通过无线模块，能够在手持遥控端远程控制小车前进、后退、左转和右转。驱动电机采用直流电机，电机控制方式可为单向PM开环控制。2.2开发方案的论证通过对市场上的主流产品的方案解析及对近些年高校大赛的获奖设计进行学习，总结出当前智能采集控制系统市面上占比最大的实现方案如下图2.1所示，整体系统框架一般为本地控制端集端和远程监控端组成，其中本地端由主控搭载传感器及外围功能电路构成，远程监控端则多样化，例如手持红外遥控器、移动端的手机app应用以及最新技术云平台。图2-1整体方案框架图2.3关键技术介绍2.3.1单片机技术介绍单片机实质上属于一种微型计算机，利用其内部编程进行智能化的操纵和处理。单片机的基本组成主要包括控制器、存储器、并行I/O口、时钟电路与时序这四个部分。做为单片机的主要控制核心，控制器的作用主要是在系统正常工作过程中，能够对单片机传达的指令进行有效识别，同时依据命令所对应的只是来对系统中的部件功能进行控制，以此来保证单片机能够根据指令完成规定的工作需求。指令从接收后都进行相应的存储工作。随后利用指令译码器将其破译，将相应的结果传输至时序控制逻辑电路，再将相应的数据信息利用指令传输至其他部件，使单片机能够进行工作。整个系统在工作中始终持续的读写指令并驱动后道电路响应和控制。2.3.2传感器技术介绍传感器模块从产品定义来解读，就是一种利用搭建在传感器表面的对环境中的参数会产生电气参数变化的敏感器件，例如温度的变化会对热敏电阻的阻值产生影响，湿度的变化会对湿敏电阻的阻值产生影响，光照亮度的变化会对光敏电阻的阻值产生影响，通过差异变化后需要一个AD数模转换模块，实现将微小的环境参数造成的电气参数变化经过信号处理参数过滤掉错误数据，并通过放大电路实现一个可量化的电参数，单片机可识别电参数并完成环境数据的采集。2.4主要器件的选型2.4.1单片机处理器的选型方案一：选用STC89C52型号的单片机来实现本次系统的主控制单元。51系列单片机给电子智能化产业开启了新的篇章，应用可拓展至家庭、办公、工业等各类场景下，鉴于其优良的可靠性和功能稳定性一直深受用户和电子从业者的追捧。STC89C52有40pin管脚，片内有8K字节的Flash可用于功能编译，受其结构封装等限制，C52单片机为8位处理器，在对处理要求不高的功能设计上仍是游刃有余，由于是首个进入中国市场的单片机型号，因此在开发工具的便利度和问题经验的全面性等上面会有很大的优势，对初学者来说非常适宜。方案二：选择16位的MSP430处理器，该处理器是TI公司在单片机初期重点推出的具有精简指令集和超低功耗特征的一款产品，寻址方式多样化大大的提升了处理器的运算能力和速度，配置了25MHz晶振电路，指令周期可缩短至40ns，即便是在复杂算法的应用背景下仍表现的毫不费力，由于芯片内部电压采用1.8-3.6V的低压，无论是运行还是待机均处于极低的电流，成就了最具特色的超低功耗优点，但其劣势也很明显，程序指令的空间占用情况比传统单片机要大的多，在片内本不大的存储空间利用上带来隐患，另外由于使用者的数量占比远不如51等传统单片机，在很多设计和应用案例上的经验很难寻觅，无形提高了学习门槛，MSP430的优劣势都很明显，市面上主要的应用还是从其低功耗特性上出发，在需要保持长期稳定工作的工业场景上使用的最多。方案三：选用ARM嵌入式32位微处理器的STM32单片机来实现系统的主控功能，由于总线位数上的优势，单个周期指令可以同时触发32位数据操作，处理速度和效率上同比51等单片机大幅提高，STM32的接口和片内外设可支持丰富的功能，STM32的芯片型号种类多，在管脚数码、存储容量等多个配置项上进行区分，便于使用者选用适合的参数配置芯片，在以上芯片优化的前提下其芯片的定价一直处于一个合理价位，强大的技术总结和分享文档使得大批51单片机用户转投到STM系列门下，STM32单片机在近年来的智能化系统中得到了更大的推广，智慧家庭设备、智能机器人等新兴产业在屡见不鲜，更凸显了STM32开发系统在各应用场景下的超强兼容性和稳定可靠。物联网的大力推行将STM32单片机和无线通信紧密相连，在未来的AI更新型的高科技应用上有其一席之地。通过对三组主控芯片的发展和优缺点比对，结合本次设计需求和难度等级进行方案筛选，首先考虑主控方案的成熟度和设计难度，是否有丰富的经验案例和技术总结务必是前提条件，因此本次设计暂不考虑选择MSP430处理器。其次针对设计需求的外设种类和复杂程度选择可支持快速响应和稳定运行的处理器，偏向STM32处理器方案，最后成本评估，STM32单片机的单价是可接受的，不会对设计造成经济困扰。最终本次主控处理器的选择为STM32处理器。2.4.2避障传感器的选型方案一：选择红外传感器红外传感器的工作原理是反射光波，红外光从物体反射或从红外遥控器或信标发出。红外线传感器不能在黑暗中工作而超声波传感器可以在黑暗环境中工作，红外线比黑暗表面更容易检测到更亮的表面，因为传感器不会检测到较暗的表面。红外传感器值通常在变化的光照条件下波动，当物体在该范围内通过时，光波检测到这些物体并将其存在反射回传感器。方案二：选择超声波传感器超声波传感器的工作原理是反射声波，用于测量距离。一个传感器可以检测到附近的其他人超声波传感器发出声波，如果前面有物体，它们会被反射回来，传感器检测这些波并测量发送和接收这些声波之间的时间，然后通过传感器和物体之间的时间间隔估算距离。超声波传感器在很大程度上对阻碍因素完全不敏感，例如：光、灰尘、抽烟、薄雾、汽、皮棉。综上所述，红外传感器存在很多局限性，但本设计中仅需要在室内场景下实现小车的避障功能，所以从性价比选择方案一更合适。2.4.3驱动电机的选型方案一：使用直流电机驱动。L298N直流电机在控制领域使用非常广泛，它的速度调节方面比较有优势，只需要输入特定的电压值就能实现速度的变换，单片机通过PWM波进行电机驱动是最常用的驱动方式。同时外围电路设计较为简单，成本相比于步进电机也比较有优势。方案二：使用步进电机驱动。步进电机拥有比直流电机更加卓越的控制性能，配合ULN2003驱动芯片步距角可以精确到1.8°，控制性能得到极大的提升，但是外围电路需要配备专门的驱动芯片，控制方式比较复杂。综合对比这两个方案，由于本设计只需控制小车行走，对角度精度要求不高，因此，选择直流电机驱动方案。2.5系统整体方案框图在本次设计中，其系统整个框图如下图2-2所示。系统硬件配置由单片机STM32作为主控核心模块、外部的输入设备为红外接收模块，作为避障功能的红外感应光电开关传感器模块，用于实现小车行驶的电机驱动模块，所有模块通过与单片机各定义IO管脚连接进行通信。图2-2整体方案框架图

3硬件设计3.1微处理器模块本次设计选用STM32F103C8T6型号的单片机，是主流的ARM平台的控制器，其芯片管脚为40pin，主控芯片的用途在于内部烧录程序的执行，调用和驱动外围功能模块按照预设逻辑工作。STM32单片机的工作电压为3.3V，电压可宽泛至2.0V，仍能完成工作开启。单片机内部集成了一组时钟电路可实现RTC计时功能，但一般情况下仍可以设计一组外部时钟电路来提高时钟信号的精度。芯片内部的闪存和SRAM容量都可支持大量程序烧写，本次选用的STM32F103C8T6的功耗仅为36mA，在同等配置下属于最低等级，单片机电路原理图如图3-1所示。图3-1STM32单片机的最小系统图单片机的最小系统由一组按键实现系统初始化功能的复位电路及产生维持RTC时钟的晶振电路构成，晶振电路即利用了一个产生固定且稳定频率的石英振荡器来实现，通过适配电容来使得晶体可正常起振并持续稳定，本次设计选用的是8M晶体，匹配电容C9、C11通过计算后选用22pF。当系统正常供电后，晶振电路顺利起振给单片机带来时钟信号，用于完成单片机控制指令工作的前提条件。复位电路的作用是用于消除系统在运行中出现程序跑飞或卡顿所产生的系统无法正常响应的现象，当出现系统功能异常或者程序死锁时，无需拔掉电源，可以通过复位电路，将单片机的工作状态恢复到初始状态，避免电源端口的反复拔插，造成内部存储器件的损伤。整个电路所需器件较少，不需要复杂的设计，通常是在单片机的RST管脚上连出一个按键来实现驱动控制，另外为了避免错误的复位指令被响应，复位按键一般不会凸显在设备外部，而是隐藏在机壳内部需要触笔等类型工作方可实现触发，RST脚作为一个并行复位电路的一个端口,主要功能用来并行实现的功能是一个用于单片机并行编译应用程序的端口初始化。原理也就是说每当一个用户接收到的机器一个周期以上两个值为高电平时,振荡器就使硬件初始化。3.2红外光电传感器模块本设计中需要实现小车可以智能行驶，当小车行驶到角落位置需要提前做出预判，实现小车稳定的行驶。本设计中采用红外光电传感器避障测距模块，该模块具有实时测量间距的功能。主要通过非接触式红外光电传感器发射器、接收器和控制电路来实现。测距模块就务必保证整个测量系统的持续稳定性及测量的精确度，该模块的功耗相当低，给本次设计的运行稳定性带来很大的便利。其与单片机之间的通信是通过串口通信方式，支持远距离信号传输，因此可以适用在本次设计的应用场景里。红外光电传感器TX与单片机的PB12管脚连接，RX与PB13连接，当5V供电正常是，红外光电传感器模块不断的收发信号，则单片机通过PB12和PB13的电平信号完成TX和RX的红外光电传感器接收时间间隔完成对前方障碍物间距的判断，红外光电传感器模块原理图如3-2所示。图3-2红外光电传感器模块原理图3.3红外接收模块电路的设计本次设计选用了HX1838B接收头作为红外遥控指令的接收方，红外频率与红外遥控器设置为同频率的38KHz，红外接收模块上电后处于采集状态，可以实时采集同为38KHz的遥控器指令信号，通过对指令数据库进行编程，实现单片机接收后对其信号指令的解码，进而完成对小车的控制驱动。红外接收模块外观图如3-3所示。图3-3红外接收模块实物图3.4电机驱动模块电路的设计本设计，驱动芯片采用L289N用于驱动直流电机转动，从而带动小车行驶，驱动芯片能够极大提升单片机的驱动能力。L298N中有两套H桥电路，分别用来驱动左轮和右轮转动。L298N的使能端可以外接高低电平，实现左右轮电机的控制。电机驱动模块电路如图3-4所示，单片机通过PWM波的占空比，从而实现电机转速的调整。图3-4驱动电路原理图3.5按键模块任何产品都少不了人工控制部分，电子产品通常是用独立按键或矩阵按键模块来实现，将外部的人工控制控制指令输入到处理器，实现最简单有效的人机交互操作。本次设计的按键模块用于完成智能小车工作模式的切换，自动避障模式、红外遥控模式。对于单个按键由于物理量的差异存在两种状态，即响应和断开。在硬件电路中关于按键的连接设计，按键的一端接着GND地线，另一端与单片机对应的IO管脚直连并拉高电平，当处于自然状态，按键的物理行程为不接触，因此单片机的IO管脚识别到的为高电平，不会触发处理器响应按键指令，当按键按下后，物理行程为接触，单片机的管脚直连GND，处理器可接收到一个低电平信号进而触发对按键指令的执行，从而完成人机交互的目的。

4软件设计在此次设计系统的各项功能的实现过程中，是在硬件载体正常供电的基础上使用软件编程来控制的，因此软件程序设计是系统成功与否的关键，本章节对各功能模块的运行进行分析和绘制程序流程图的方式来展现。4.1开发工具介绍一个完整系统的设计，除了完整的硬件电路的设计，还需要一个完整的软件设计与之匹配，这样才能使整个系统实现特定的功能，软件是连接硬件电路各个模块的桥梁。对于前文方案论证的几种单片机，不管是MSP430单片机、51系列单片机还是STM32单片机，无一不是使用C语言进行程序的编写。C语言因其易于读写、方便修改等优点，被众多使用上述单片机的嵌入式工程师所青睐。编程软件则是使用源自德国KEIL公司的MDK5软件，是RealViewMDK的简称，在全球有超过10万的嵌入式开发工程师使用MDK5软件。目前最新版本为：MDK5.21A，该版本使用uVision5IDE集成开发环境，是目前针对ARM处理器，尤其是CortexM内核处理器的最佳开发工具。本文使用STM32单片机作为主控制单元，STM32单片机在程序编写方面相对于51单片机的寄存器开发方式，多了库函数开发方式。意法半导体公司为了方便用户开发程序，提供了一套丰富的STM32固件库。软件首先要建立一个工程文件，随后分支建立第二级、第三级等子功能模块调用函数的.C文件和.H文件，在主程序中实现库函数和功能模块函数之间的循环调用。模块化的编译方式在查找问题时也显得轻松，将范围缩小至一个函数中，待每个函数都可执行下去且无出现任何bug和错误信息，则表明程序函数的编译完成，可生成HEX文件下载至控制器内，完成系统的软硬件结合。如图4-1为MDK5软件编程界面。图4-1MDK5软件编程界面

4.2主程序模块主程序流程为系统上电后首先完成系统参数各配置项的初始化，系统调用工作模式识别程序，完成实时的运行内容确认。随后再调用对应的红外光电采集通信程序，完成与前方障碍物的间距数据的接收和写入，系统完成数据解析后驱动电机完成模自动避障，若是红外遥控模式则驱动红外指令接收程序，处理器完成指令接收并控制电机按照预设的运动内容进行驱动，系统主程序的整体流程如图4-2所示。图4-2主程序控制流程图4.3避障功能程序设计红外光电测距的功能主要通过单片机触发发送信号，随后识别到红外光电的返回信号。根据红外光电的速度和间距时间完成距离的计算，输出最终的间距结果。若小于预设的最小间距值，则单片机完成对小车的转向避障驱动，该软件数据采集程序流程图如图4-3所示。图4-3避障程序设计流程图4.4红外遥控程序设计本次设计需要完成无线红外控制指令的定义，完成各按键对应的驱动内容写入。系统开启后完成红外接收信号的配置初始化，清楚标志位和显示缓存区，系统调用红外传感器采集程序，完成实时的红外遥控器按键指令识别，下一步就是主控模块要对红外指令数据进行解析，与系统预设的各指令数值进行比较，当处于可寻址到的指令则驱动单片机进行响应，若无法得到有效的指令则单片机不会对当前红外遥控按键进行响应，程序流程图如图4-4所示。

图4-4红外遥控程序流程图

5系统调试及结果分析在以上软硬件的设计完成后，需要安排实际的电路设备的功能调试，根据硬件原理图所导出的电子物料清单进行逐一购买，购物的物料需查看各规格书中对管脚定义的说明后方可进行下一步的焊接操作，避免管脚弄错导致的器件损毁更有甚至会产生更多不良的后果。软件的程序编译需理清楚每一层的逻辑单元，在keil软件上完成逻辑编译和调试，运行无出现任何错误时才可安排下载至单片机，可先使用仿真软件对设计进行初步验证，避免到真正器件电路上才发现异常，有可能使得造成经济损失，影响设计过程的自信心，因此系统调试是必不可少的步骤，此举可在设计过程中对实物的功能进行验证。5.1硬件调试硬件选用了PCB板，区分出各器件的正负极后按照PCB封装焊接到位，不可出现虚焊、包焊等不良的现象。由于功能模块均使用的是现成品如STM32开发板核心模块、红外光电传感器模块以及电机驱动模块等，因此就必须通过杜邦线来连接外围的功能模块。可利用不同颜色的杜邦线来将对应管脚的两端连接起来，这样可便于区分和检查是否由连接错误的情况。完成实物连接后，整体系统的硬件外观图如下图5-1所示。图5-1主控制板及外围模块连接图完成实物焊接以及线路检查工作之后，优先保证AC-DC转换电压输出正常，使用电压表分别测试转换电路的输入和输出电压，确保符合设计要求，电压输入误差在允许范围之内。然后按下开关按键，针对各个模块电压进行分别测试，确保各个模块的输入电压都在芯片和传感器规格书的输入电压范围之内，说明上电测试正常，系统可以正常工作。本设计的硬件调试方案为功能模块化测试方式，首先断开外部的所有功能模块，确保单片机最小系统可实现稳定运行无异常卡死或断电不良，随后逐个添加独立的子功能模块进行性能测试，是否按照预期的功能实现，由于变更的内容仅为新增的独立功能子模块，因此这样有利于排查当前的故障原因，更容易理顺问题的分析思路而不会被其他模块干扰造成困惑，所有的功能模块均添加并调试成功后，可以以整机完整功能进行可靠性测试。5.2软件测试软件测试过程：（1）在Keil编程软件下建立项目文件、编译和调试解决存在的错误和BUG；（2）完成编程端的工作后将HEX文件通过烧录工具烧写到STM32单片机内；（3）系统上电，通过按键控制来判断小车是否可完成自动和遥控模式的切换；（4）切换为自动避障模式时模拟前方有障碍物，观察智能小车可否完成避障。（5）切换为红外遥控模式时。观察小车可否执行红外遥控指令测试用例与测试结果如表5.1所示。表5-1测试用例与测试结果项目编号测试功能测试内容测试结果1程序烧写1.建立项目文件2.添加工程文件3.烧写到单片机通过2按键功能1．判断小车工作模式是否正确切换切换正常2．断开电源后重连，查看小车是否可保持原工作模式工作正常3避障功能1.系统为自动避障模式时，模拟前方有障碍物，观察智能小车可否完成避障。成功避障4红外遥控功能1.切换为红外遥控模式时。观察小车可否执行红外遥控指令遥控正常5.3测试结果综上对整机联合调试，本次设计可满足课题预期的功能，实现智能小车的避障和红外遥控的功能，整机调试成功。结论与展望设计完成单片机的智能小车系统的设计，对智能避障小车有更深的认知，对单片机技术、红外遥控技术、传感器技术和智能小车系统掌握的更加深入，进一步推进了智能化的进程，提升了人们对于智能小车控制的体验感和参与感，避免了干燥无味的手动操作方式。软件设计总体实现了预期的功能要求，在编程过程中，出现过红外遥控无法正常传输数据的情况，通过修订出错的代码语句，解决了以上BUG问题，提升了代码编程水平，理清程序之间总分总的架构模式，进一步巩固了单片机的运用，提高设计能力水平。从调试的结果来看本次系统功能联合测试的准确率可达到精度较高的程度，但即便是存在千分之一的不良也会给消费者带来困扰，如若是特殊应用场合则可能带来无法估量的结果，因此实物系统必须确保可靠性和稳定性才符合一个可量产使用的产品，真正投入到市场消费端，在未来的优化和其他设计中要以此为目标，实现零缺陷。毕业设计对我们来说，是我们即将步入社会的小试牛刀，是一次历练，也是一次对大学四年知识与动手能力的考验，这是在为进入职场打下坚实牢固的基础，常言道：“三百六十行，行行出状元。”经历一次毕业设计你更能发现自己在专业知识这一块在哪一方面有缺失、有不足之处，然后针对短板加强对这方面的学习，这同时也正是在强化自己的专业技能，只有在自己擅长的专业领域不断强化自己的专业技能，才有可能成为下一个行业状元。总体来说，设计达到了制定的毕设设计要