硬件系统主要包含单片机控制电路、电机驱动电路、超声波避障电路以及UART wifi电路四大模块。硬件系统开发和设计的过程中，需要综合考虑产品的性能，价格，操作难易程度以及所能达到的效果，保证设计的小车既实用又经济。

软件系统的设计主要包含电机控制程序、超声波启动和测距程序、避障程序、单片机模块初始化程序、串口中断子程序以及定时器子程序。使用模块化的思想方法来设计程序，这样的程序结构清晰，方便调试与修改。同时本课题的研究还需要硬件系统与软件系统的整体设计与结合。文献综述

本课题的设计方法是模块设计法，即先设计各个模块的硬件电路和软件程序，分别检测与调试，使之达到模块的基本功能。当每个模块都能完成各自功能时，再将每个模块整合为一个整体，调试并实现小车的整体功能。这种设计方法可以很方便的查找、排除以及修正错误，提高设计和制作小车的效率。

第二章 系统方案设计

2。1 方案比较与选择

根据系统整体所要实现的功能和硬件设计的要求，同时考虑到经济性，实用性和最终要达到的效果来合理地选择控制方式和硬件设备。下面就探讨和比较几个模块的方案选择。

2。1。1 主控芯片方案比较与选择

方案一：选用FPGA，它具有体积小、I/O资源丰富、处理速度快、易进行功能扩展和稳定性高的特点。FPGA的逻辑单元规模大、密度高，所以生产时工作量庞大，成本高。本次设计不需要快速的处理数据，也不需要进行特别复杂的逻辑运算，同时因为价格比较贵，所以放弃了此方案。

方案二：单片机有很强的优势——控制简单、快捷、方便、易上手。它的运算能力很强，可以用软件十分灵活自由地对其进行编程，将程序烧写到单片机中使之有逻辑控制功能，所以它在很多领域中广泛应用[3]。宏晶公司生产的STC15W4K32S4单片机具有功耗低、价格低廉、体积小等诸多优点。而且该系列的单片机不需要仿真器直接用串口就可以下载程序给单片机，利于调试，大大降低了成本。单片机完全可以实现小车的各个控制功能，因此选择此方案。

2。1。2 电机驱动单元方案比较与选择

方案一：采用L298作为H型全桥式电机驱动电路芯片。L298是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，而且还有控制使能端，能够控制电机的转向和转速，调节方式的优势有[4]：调节稳定，调速范围宽，承受负冲击能力强。小车的电路驱动选择此模块电路能够十分方便的驱动以及控制小车，稳定性好，方便调试。因此选择此方案。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

方案二：电机的开、关也可以采用继电器来调控，通过不断地切换开关来控制电机的转速与转向。这个方案虽然电路不复杂，设计也较为简单，控制方法也不难，但是响应时间长，使小车控制不够灵活，而且使用寿命短，可靠性低。因此放弃次方案。

方案三：电机的转动还可以用功率三极管放大后的信号来调节。这种设计方法电路简单，加速能力强，成本低。但是工作时，电流大，器件易发热，功率损耗较大，不利于小车长时间运作。因此放弃此方案。