基于立创梁山派的智能小车设计与实现。 # **一、作品介绍** 梁山派开发板以GD32F470ZGT6为内核，GPIO等外设资源丰富，引脚足够设计出一个功能多样的智能小车。当前作品具有五路红外循迹、超声波避障、蓝牙/2.4G遥控、AD电源检测等功能。等待日后学习完成诸如WIFI遥控、4G通信、火焰监测、可燃气体泄漏检测、摄像头录像、基于opencv的图像识别等功能。 # 二、电路设计 原理图和PCB均使用立创EDA专业版。 ## 1、引脚资源 ![image.png] 引脚资源使用情况如下，由此可见梁山派开发板的引脚资源及其丰富，足够满足学习设计的需求。 ## 2、电源电路 ![电源电路.png] 使用两节3.7V的14500锂电池提供7.4V的电压，通过电路稳压降压为开发板提供电源。插件电池座不方便拆装，因此使用了带线电池座加接线端子的组合，由此也可以使用同样是3.7V的18650电池，续航能力更强。 ## 3、循迹电路 ![循迹电路.png] 使用两个ITR9909红外开关检测黑线，组成两路循迹。当检测到黑线时输出高电平，循迹电路蓝灯亮起。使用一个LM393比较器就足够满足电路需求。 ## 4、AD电源检测电路 ![AD.png] # 三、模块选择 ## 1、超声波模块 ![HC-SR04.png] 超声波模块型号为HC-SR04，具有两个压电陶瓷超声传感器，一个用于发出超声波信号，一个用于接收反射回来的超声波信号。由于发出信号和接收信号都比较微弱，所以需要通过外围信号放大器提高发出信号的功率，和将反射回来信号进行放大，以能更稳定地将信号传输给单片机。 ### 电气参数 ![HC-SR04参数.png] 超声波模块有4个引脚，分别为VCC、Trig（控制端）、Echo（接收端）、GND；其中VCC、GND接上5V电源，Trig（控制端）控制发出的超声波信号，Echo（接收端）接收反射回来的超声波信号。 ### 控制原理 通过Trig引脚发一个 10US 以上的高电平,就可以在Echo接收口等待高电平输出；一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离。 ### 工作流程 a.单片机引脚触发Trig测距，给至少10us的高电平信号; b.模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回； c.有信号返回，通过IO输出一高电平，并单片机定时器计算高电平持续的时间; d.超声波从发射到返回的时间． 计算公式：测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; ## 2、蓝牙模块 ![蓝牙.png] 使用HC05蓝牙主从模块，一共有6个引脚。EN引脚用于控制蓝牙模块的AT指令，设置为高电平时，可以设置蓝牙模块的状态与数据传输；VCC引脚和GND引脚为电源输入引脚，输入电压范围为3.6-6V；TXD和RXD是用于与单片机连接的串口引脚；STATE引脚功能是显示蓝牙配对的状态。蓝牙连接成功时该引脚输出高电平。 # 四、软件设计 主要介绍避障和循迹程序 ## 1、避障 distance=HCSR04_Get_Distance(); if(distance <= 100)//前方10cm有障碍 { if(distance <= 50){ beep_on();//蜂鸣器鸣叫 car_back_out(); } else { beep_on();//蜂鸣器鸣叫 car_left_out(); } delay_1ms(1000); } else if(distance > 100 && distance <= 1000)//前方无障碍 { beep_off();//蜂鸣器关闭 car_front_out(); } ## 2、循迹 Black_Line_Detection(); if(XJ01 == Black_Line_Found && XJ02 == Black_Line_Found){ car_front_out(); } if(XJ01 == No_Black_Line_Found && XJ02 == Black_Line_Found){ car_right_out(); } if(XJ01 == Black_Line_Found && XJ02 == No_Black_Line_Found){ car_left_out(); } if(XJ01 == No_Black_Line_Found && XJ02 == No_Black_Line_Found){ car_stop_out(); } # 五、实物展示 ![IMG_0166.JPEG] ![IMG_0168.JPEG] ![IMG_0169.JPEG] ![IMG_0170.JPEG]