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1、摘要

本设计是一种基于单片机控制的简易自动循迹小车系统，包括小车系统构成

软硬件设计方法。小车以STC89C52单片机为控制核心,用L298N驱动小车的两

个直流电动机，用单片机产生PWM波，控制小车速度。利用红外对管对路面黑色

轨迹和铁片进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。单片机对采集到的信号

予以分析判断,及时控制驱动直流电机以调整小车转向,从而使小车能够避开铁

片沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动循迹的目的。

2、引言

自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、

交通、宇航、国防、探索等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并迅速改

变着人们的生活方式。人们在不断探索、改造、认识自然的过程中，试图制造能

代替人劳动的机器人，并且取得了一定的成果。机器人是一种自动化的机器，所

不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、

动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。在研究和开发未知

及不确定环境下作业的机器人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感

知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加

深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应

用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人

和各种智能机器，如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机

器人、空中空间机器人、娱乐机器人等，智能小车则可作为机器人的代表。智能

小车，也称轮式机器人，是移动机器人中的一种。集合了传感器技术，和自动控

制技术。智能小车就是通过传感采集信号，将采集到的信号进行整理，传输给单

片机，通过单片机编程控制小车做出智能反应。

3、主题部分

智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综

合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。它在军事、民用、太空开发等领

域有着广泛的应用前景。本次设计对智能小车的控制系统进行了研究，设计实现

一个基于路径规划处理的智能小车控制系统。

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主控系统

方案1：采用可编程逻辑器件CPLD作为控制器。CPLD可以实现各种复杂的

逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能

扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合为大规模控制系

统的控制核心。但本设计不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度要求也不是

非常高。且从使用及经济角度考虑我放弃了此方案。

方案2：采用51单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，以

实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，

而在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。这样一

来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作

功能、价格低廉等优点。因此，这种方案是一种较为理想的方案。

3.2电源模块

方案1：采用12V蓄电池为系统供电，蓄电池具有较强的电流驱动能力以及

稳定的电压输出。但是蓄电池的体积过于庞大，小型电动车上使用极为不方便。

因此放弃此方案。

方案2：采用7V可充电式锂电池，经过7805稳压电路得到5V电压，为单

片机机和各模块供电。此电池的优点是体积小、重量轻，电流稳定，能够满足本

次设计的要求。为了防止干扰，使电路更加稳定，此电路中采用两个7805稳压