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MCU主芯片选型方案
方案一：AT89C51是美国ATMEL公司生产的一款低压高性能CMOS 8位单片机。该器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。片上4K程序存储器为FLASH技术。该类型单片机对开发设备要求极低，大大缩短了开发时间。写入单片机的程序还可以加密，很好的保护了我们的劳动成果。再者，AT89C51目前的价格比8031低，市场供应也充足。AT89C51可以构成真正的单片机最小应用系统，减小系统体积，增加系统可靠性，降低系统成本。只要程序长度小于4K，4个I/O口全部提供给用户。 可用5V电压编程，擦写时间仅需10ms。AT89C51芯片提供三级程序存储器加密，提供方便、灵活、可靠的硬加密手段，完全可以保证程序或系统不被复制。PO口是一个三态双向端口，俗称数据总线口，因为只有此端口才可以直接对外部存储器进行读/写操作。
方案二：STM32系列MCU控制，此型号MCU为LQFP44封装，内部资源足够本次设计使用。STM32F103系列芯片最高工作频率可达72MHZ，在模拟内存01等待周期时可达1.25Mip/MHZ（Dhrystone2.1）。内部128k字节的Flash程序存储器，也就是代码可以写入128k字节，对于本次设计来说已经足够，内部SRAM高达20K字节。
对比这两种方案，由于我在学校学过数字电路、单片机原理、C语言编程等课程，考虑到单片机的各种资源以及学生可以利用的资源，在对比了设计要求后，我选择使用STM32系列芯片。再加上学校也提供了相应的硬件操作平台，在实际操作上也比较方便，所以STM32是比较合理的选择。
1.硬件解决方案
硬件组成：STM32单片机最小系统板+L298N电机驱动模块+智能小车底盘（带电机）+E18-D80NK红外避障传感器+
TCRT5000跟踪传感器+HC06蓝牙模块+电池
2. 设计功能
1、STM32单片机实现循迹+避障+蓝牙遥控智能小车。
2、智能小车不仅可以走黑线，还可以通过手机蓝牙APP远程控制智能小车前进、后退、左转、右转、停止等动作。同时通过蓝牙控制时，具有避障功能，当前方有物体挡路时，可以自动避障然后继续行驶。
3.实物图
STM32STM32 概述
STM32系列是专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而设计的ARM Cortex-M3内核，根据性能分为两个不同的系列：“增强型”STM32F103系列和“基础型”STM32F101系列。增强型系列的时钟频率可达72MHz，是同类产品中最高频率；基础型系列的时钟频率为36MHz，以与16位产品相同的价格提供比16位产品更高的性能，是16位产品的最佳选择。两个系列都内置了32K到128K的闪存，但区别在于SRAM的最大容量和外设接口的组合。当时钟频率为72MHz时，从闪存执行代码的角度来看，STM32的功耗为36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz[6]。
处理器采用STM32103C8T6微控制器，为32位处理器，核心为Cortex-M3，具有并行总线结构、嵌套中断向量控制单元、调试系统及其标准存储映射。嵌套向量中断控制器（NVIC）是Cortex-M3处理器中的关键部件，它为基于Cortex-M3的微控制器提供了标准的中断架构和出色的中断响应能力，为240多个中断源提供了专用的中断入口，并能为每个中断源分配单独的优先级。使用NVIC可以实现非常快的中断响应速度，从接收到中断请求到执行中断服务的第一条指令仅需12个周期。这种极快的响应速度得益于Cortex-M3核心的自动堆栈处理机制，该机制由固化在CPU内部的微代码实现。另一方面，当中断请求连续出现时，NVIC采用一种称为“尾链式”的技术，使连续的中断能够在6个时钟周期内得到服务。 在中断入栈阶段，优先级较高的中断可以完成嵌入优先级较低的中断的动作，而无需消耗任何额外的 CPU 周期。稍后我会总结细节。用户可以设置 CPU 自动进入低功耗状态，并使用中断将其唤醒。CPU 将一直处于休眠状态，直到中断时间到达 [7]。
Cortex-M3 CPU 支持两种操作模式：Thread Mode 和 Handler Mode。需要注意的是，两种模式都有各自独立的堆栈。这种设计允许开发人员进行更复杂的编程，并为实时操作系统提供更好的支持。Cortex-M3 处理器还包括一个 24 位自动可重载定时器，可以为内核 (RTOS) 提供定期中断。
在指令集方面，ARM7和ARM9均有两种指令集（32位指令集和16位指令集），而Cortex-M3系列处理器支持Thumb-2指令集。由于Thumb-2指令集融合了Thumb指令集和ARM指令集，因此在32位指令集的性能和16位指令集的代码密度之间取得了平衡[5]。专业的嵌入式和单片机技术培训。而且，ARM Thumb-2是专门为C/C++编译器设计的，这意味着Cortex-M3系列处理器的开发和应用可以完全在C语言环境中完成。
STM32微控制器的推出，标志着ST在两大主要产品线（低价主线和高性能主线）上迈出了一大步。STM32刚发布时，共有14种不同的型号，分为两个版本：最高CPU时钟为72MHZ的“增强型”和最高CPU时钟为36MHZ的“基础型”。这些不同的STM32型号中内置的Flash最高可达128KB，SRAM最高为20KB。在STM32发布之初，就已经规划了Flash、RAM更大、外设更复杂的版本。无论何种版本、何种型号的STM32设备，在引脚功能和应用软件上都是兼容的。这使得开发人员在使用STM32系列微控制器时，可以根据需要更换设备型号，而不必更换PCB。乍一看，STM32的设备配置与过去我们熟悉的51单片机有些相似。 一般STM32都配备了常见的外设，如多通道ADC、通用定时器、I2C总线接口、SPI总线接口、CAN总线接口、USB控制器、实时时钟RTC等。但是其每个外部设备都有自己独特的功能。例如12位精度ADC拥有多种转换模式，内部还有温度传感器。带双ADC的STM32器件还可以让两个ADC同时工作，从而衍生出更先进的9种转换模式；STM32的每个定时器都有4个捕获比较单元，每个定时器都可以与其他定时器协同工作，产生更精确的时序；STM32有一个专门为电机控制设计的高级定时器，拥有6个带可编程死区时间的PWM输出通道，其紧急制动通道可以在异常情况发生时强制PWM信号输出保持在预定的安全状态；SPI接口包含一个硬件CC8单元，支持8位字节和16位半字数据的CC8计算。在将数据访问到SD或MMC等存储介质时非常有用。 此外，STM32 还包括 7 个 DMA 通道。每个通道可用于在设备和存储器之间传输 8 位、16 位或 32 位数据。每个设备都可以向 DMA 控制器请求发送或接收数据。STM32 内部总线仲裁器和总线矩阵大大简化了 CPU 数据接口和 DMA 通道之间的连接，这意味着 DMA 通道单元非常灵活且使用简单，足以应对微控制器应用中常见的数据传输需求。
4. 示意图
在设计过程中，硬件和软件都遇到了很多问题，但相对于软件来说，硬件相对容易解决，因为硬件更容易检查错误，而软件则比较晦涩难懂，还是有一定的难度。
硬件调试方面，在元器件实物板焊接好之后，用万用表测量一下工控板的电源，电源是重中之重，一定要检查，防止电源正负极短路、接错。然后仔细检查电路连接有没有问题，有没有虚焊、没焊好的地方，再就是元器件安装有没有问题，安装是否符合规定。由于大学四年做过大量的实训，对这些还是很得心应手的，但是上机调试之后还是发现了很多问题。
5.程序源代码
Keil 5是美国Keil Software公司出品的针对51、STM32系列兼容单片机的C语言软件开发系统。与汇编语言相比，C语言在功能、结构、可读性和可维护性等方面具有明显的优势，因此易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编器、链接器、库管理和功能强大的仿真调试器在内的完整的开发解决方案，并通过集成开发环境（μVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎是你唯一的选择。即使你不使用C语言而只使用汇编语言编程，其方便易用的集成环境和功能强大的软件仿真调试工具也会使你事半功倍。
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