基于STM32的自走迷宫小车设计

目录

1. 引言
2. 系统设计
   1. 硬件设计
   2. 软件设计
3. 系统功能模块
   1. 环境感知模块
   2. 控制与驱动模块
   3. 算法模块
4. 控制算法
   1. 迷宫探索算法
   2. 自适应控制算法
5. 代码实现
   1. 传感器数据采集模块实现
   2. 小车运动控制模块实现
6. 系统调试与优化
7. 结论与展望

---

1. 引言

自走迷宫小车是一种能够自主探索迷宫并寻找出口的机器人。传统的迷宫解法通常依赖于人工操作或预设路径，而自走迷宫小车则通过传感器获取周围环境信息，并利用特定的算法自主规划路径。此类小车广泛应用于机器人竞赛、教育领域及自主导航技术研究。

本文设计了一款基于STM32的自走迷宫小车。系统通过红外传感器探测周围环境，并使用迷宫解法算法（如右手法则或深度优先搜索算法）进行迷宫探索和导航。通过PWM控制小车的运动，实现自主避障与路径规划。

---

2. 系统设计

2.1 硬件设计

系统硬件主要由以下部分构成：

• 主控芯片：STM32F103单片机，负责数据采集、处理、决策与控制。
• 传感器模块：
  • 红外避障传感器：用于检测前方障碍物，帮助小车避开墙壁。
  • 超声波传感器：用于测量前方障碍物的距离，判断迷宫的路径。
• 驱动模块：电机驱动板，通过PWM信号控制直流电机的运动，驱动小车前进或转向。
• 电池：为小车提供电源。
• 电机与轮子：驱动小车前进或转弯。
• 编码器：用来获取车轮的转动信息，帮助小车更精确地控制运动。

2.2 软件设计

软件部分包含数据采集、控制决策、运动控制等模块：

• 传感器数据采集模块：采集红外避障传感器和超声波传感器的数据，提供小车当前周围的环境信息。
• 控制决策模块：根据传感器数据决定小车的运动方向（前进、左转、右转、后退）。
• 运动控制模块：根据控制决策驱动电机运动。
• 迷宫算法模块：