随着智能控制技术的发展，基于STM32F103的智能小车开发已成为许多电子爱好者和学生的首选项目。本项目通过全栈开发视角，结合红外循迹、避障算法和WiFi远程控制功能，实现一个功能完善的智能小车系统。下文将详细介绍小车的硬件设计、软件实现原理，并附上相关原理图与代码示例。

一、硬件系统设计
智能小车硬件平台基于STM32F103C8T6微控制器，这是一款性能稳定且资源丰富的ARM Cortex-M3内核芯片。系统主要包括以下模块：

• 电机驱动模块：采用L298N驱动直流电机，实现小车前进、后退和转向控制。
• 红外循迹模块：使用TCRT5000红外传感器检测地面黑线，实现自动路径跟踪。
• 超声波避障模块：HC-SR04超声波传感器用于检测前方障碍物，确保小车安全运行。
• WiFi通信模块：ESP8266模块连接到STM32串口，实现与手机或电脑的远程通信。

原理图设计方面，STM32F103通过GPIO引脚连接各传感器和执行器。例如，红外传感器输出接入ADC引脚进行模拟量采集，超声波模块使用定时器捕获回声时间，电机驱动通过PWM输出调节速度。WiFi模块通过串口与STM32通信，接收远程指令并返回小车状态。完整原理图可在项目资源库中查看。

二、软件开发与算法实现
软件开发基于Keil或STM32CubeIDE环境，采用C语言编写。程序结构包括初始化、传感器数据采集、控制算法和通信处理四个主要部分。

1. 红外循迹算法：通过ADC读取红外传感器值，设定阈值判断黑线位置。当传感器检测到黑线时，小车调整电机PWM输出，实现左转或右转。代码示例：
`c
void LineTracking() {
int leftsensor = ADCRead(LEFTIRPIN);
int rightsensor = ADCRead(RIGHTIRPIN);
if (leftsensor > THRESHOLD && rightsensor < THRESHOLD) {
MotorTurnLeft(); // 左转
} else if (rightsensor > THRESHOLD && leftsensor < THRESHOLD) {
MotorTurnRight(); // 右转
} else {
Motor_Forward(); // 直行
}
}
`

2. 避障算法：使用HC-SR04测距，当检测到障碍物距离小于安全阈值（如20cm）时，小车执行避障动作。算法结合转向和后退逻辑：
`c
void AvoidObstacle() {
float distance = UltrasonicGetDistance();
if (distance < SAFEDISTANCE) {
MotorStop();
delay(500);
MotorBackward();
delay(300);
Motor_TurnRight();
delay(500);
}
}
`

3. WiFi远程控制：通过ESP8266建立TCP服务器，手机APP或网页发送指令（如‘F’前进、‘B’后退）。STM32解析指令并控制电机：
`c
void WiFiControl() {
if (USARTReceiveData() == 'F') {
MotorForward();
} else if (USARTReceiveData() == 'B') {
Motor_Backward();
}
// 其他指令处理
}
`

三、系统集成与测试
将硬件模块与软件程序整合后，需进行系统测试。首先校准红外传感器阈值和超声波测距精度，然后验证循迹和避障功能的可靠性。WiFi控制部分可通过网络调试工具测试指令收发。项目中提供了完整的代码库和原理图，开发者可根据实际需求调整参数或扩展功能，如添加摄像头或蓝牙模块。

本STM32F103智能小车项目涵盖了从硬件设计到算法实现的全栈开发流程，不仅适用于教学和竞赛，也为智能车辆相关应用提供了实践基础。通过优化传感器数据处理和控制逻辑，小车可实现稳定、高效的自主运行与远程操控。