智能小车的总结

要注意小车的接口的接法，要不就会受到其乱。不能正确的作出判断。还有从传感器距离障碍物不能大于15mm; 接收管反接灵敏度更高，接收管的电阻也可以用得比较小。

整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应de 信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车de 运动。系统方案方框图如图1所示。

图1 智能小车寻迹系统框图

传感检测单元

小车循迹原理

该智能小车在画有黑线de 白纸 “路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线de 反射系数不同，可根据接收到de 反射光de 强弱来判断“道路”—黑线。笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍de 检测方法——红外探测法。

红外探测法，即利用红外线在不同颜色de 物理表面具有不同de 反射性质de 特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上de 接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上de 接收管接收不到信号。

传感器de 选择

市场上用于红外探测法de 器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠de 集成式红外探头。ST 系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了反射传感器作为红外光de 发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如下：

采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式检测方式。de 检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下shi 它de 检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。我经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。

R1限制发射二极管de 电流，发射管de 电流和发射功率成正比，但受其极限输入正向电流50mAde 影响，用R1=150de电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压，测试发现发射功率完全能满足检测需要；可变电阻R2可限制接收电路de 电流，一方面保护接收红外管；另一方面可调节检测电路de 灵敏度。因为传感器输出端得到deshi 模拟电压信号，所以在输出端增加了比较器，先将输出电压与3V 行比较，再送给单片机处理和控制。

传感器de 安装

正确选择检测方法和传感器件shi 决定循迹效果de 重要因素，而且正确de 器件安装方法也shi 循迹电路好坏de 一个重要因素。从简单、方便、可靠等角度出发，同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，将大大提高其循迹de 可靠性，具体位置分布如图3所示。

图3 红外探头de 分布图

图中循迹传感器全部在一条直线上。其中X1与Y1为第一级方向控制传感器，X2与Y2为第二级方向控制传感器，并且黑线同一边de 两个传感器之间de 宽度不得大于黑线de 宽度。小车前进时，始终保持(如图3中所示de 行走轨迹黑线) 在X1和Y1这两个第一级传感器之间，当小车偏离黑线时，第一级传感器就能检测到黑线，把检测de 信号送给小车de 处理、控制系统，控制系统发出信号对小车轨迹予以纠正。第二级方向探测器实际shi 第一级de 后备保护，它de 存在shi 考虑到小车由于惯性过大会依旧偏离轨道，再次对小车de 运动进行纠正，从而提高了小车循迹de 可靠性。 软件控制单元

单片机选型及程序流程

此部分shi 整个小车运行de 核心部件，起着控制小车所有运行状态de 作用。控制方法有很多，大部分都采用单片机控制。由于52单片机具有价格低廉shi 使用简单de 特点，这

里选择了STC89C52作为控制核心部件，其程序控制方框图如图4所示。

图4 系统de 程序流程图

小车进入循迹模式后，即开始不停地扫描与探测器连接de 单片机I/O口，一旦检测到某个I/O口有信号变化，程序就进入判断程序，把相应de 信号发送给电动机从而纠正小车de 状态。

车速de 控制

车速调节de 方法有两种：一shi 用步进电机代替小车上原有de 直流电机；二shi 在原有直流电机de 基础上，采用PWM 调速法进行调速。考虑到机械装置不便于修改等因素，这里选择后者，利用单片机输出端输出高电平de 脉宽及其占空比de 大小来控制电机de 转速，从而控制小车de 速度。经过多次试验，最终确定合适de 脉宽和占空比，基本能保证小车在所需要de 速度范围内平稳前行。 电机驱动单元

从单片机输出de 信号功率很弱，即使在没有其它外在负载时也无法带动电机，所以在实际电路中我们加入了电机驱动芯片提高输入电机信号de 功率，从而能够根据需要控制电机转动。根据驱动功率大小以及连接电路de 简化要求选择L298N ，其外形、管脚分布如图5所示。

图5 L298N管脚分布图

从图中可以知道，一块L298N 芯片能够驱动两个电机转动，它de 使能端可以外接高低电平，也可以利用单片机进行软件控制，极大地满足各种复杂电路需要。另外，L298Nde 驱动功率较大，能够根据输入电压de 大小输出不同de 电压和功率，解决了负载能力不够这个问题。 结语

此方案选择de 器件比较简单，实际中也很容易实现。经过多次测试，结果表明在一定de 弧度范围内，小车能够沿着黑线轨迹行进，达到了预期目标。不足之处，由于小车采用直流电机，其速度控制不够精确和稳定，不能实现急转和大弧度de 拐弯。