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引言

　　本文是根據(jù)第三屆全國(guó)大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車大賽要求設(shè)計(jì)自主識(shí)別道路的智能車。整個(gè)系統(tǒng)采用了組委會(huì)提供的16位單片機(jī)mc9s12dg128為核心，模型車本身帶有差速器和后輪驅(qū)動(dòng)，需要設(shè)計(jì)完成基于單片機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)使得模型車在封閉的跑道上自主循線運(yùn)行。

　　車模與控制器構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如圖1，系統(tǒng)硬件以單片機(jī)為核心，配有傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及它們的驅(qū)動(dòng)電路，而信息處理與控制算法由單片機(jī)軟件完成［1］。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求單片機(jī)把路徑的迅速判斷、相應(yīng)的轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)控制以及直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制精密的結(jié)合在一起。

　　智能車的設(shè)計(jì)是在保證模型車可靠運(yùn)行的前提下，以電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、車體靈活性高為原則。設(shè)計(jì)的兩大重點(diǎn)，一是光電傳感器的布局和電路設(shè)計(jì)，一是循線控制算法的設(shè)計(jì)。

　　本文第二節(jié)主要介紹了光電傳感器的電路設(shè)計(jì)和布局，這是信號(hào)采集的關(guān)鍵，相當(dāng)于智能車的“眼睛”；第三節(jié)主要介紹了循線控制算法，這是控制的核心，相當(dāng)于智能車的“頭腦”；最后在第四節(jié)對(duì)智能車的硬件、軟件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行了大體說(shuō)明。

光電傳感器

　　光電傳感器的選擇及電路設(shè)計(jì)

　　光電傳感器位于智能車的最前方，起到預(yù)先判斷路徑的作用。其發(fā)射的光對(duì)白色和黑色有不同的反射率，因此能得到不同的電壓值，采進(jìn)單片機(jī)后通過(guò)一定的算法比較電壓來(lái)判斷黑線的位置，從而控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)［2］。這種方法易于實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)速度快，實(shí)時(shí)性好，成本低。

　　本文選用性價(jià)比基本適合的反射式紅外傳感器tcrt5000。紅外光電傳感器電路的設(shè)計(jì)形式多種多樣，由于本文算法中采用的是傳感器陣列經(jīng)驗(yàn)判斷方法，為了控制簡(jiǎn)便采用數(shù)字量輸出傳感器電路，如圖2所示。

　　光電管采用脈沖調(diào)制式發(fā)光，即vo是震蕩電路產(chǎn)生的脈沖電壓，這樣易濾除外界干擾。雖然電路相對(duì)復(fù)雜，但足以保證模型車的穩(wěn)定行駛［3］。