0 引言

自第一臺工業機器人誕生以來，機器人的發展已經遍及機械、電子、冶金、交通、宇航、國防、探索等領域。近年來機器人的智能水平不斷提高，并迅速改變著人們的生活方式。人們在不斷探索、改造、認識自然的過程中，制造能代替人勞動的機器人，一直是人類的夢想。智能小車，也就是輪式機器人，最適合在那些人類無法工作的環境中工作，該技術可應用于無人駕駛機動車、無人生產線、倉庫等領域。小車也可以作為玩具的發展對象，為中國玩具市場技術含量的缺乏進行一定的彌補，實現經濟收益，形成商業價值。

本設計完成以由單片機最小系統、紅外遙控、智能尋跡、自動避障以及液晶顯示組成的硬件模塊，結合軟件設計組成多功能智能小車，共同實現小車的前進、倒退、轉向行駛，根據地面黑線智能尋跡，檢測障礙物后轉向等功能，實現智能控制。

1 智能小車硬件系統設計

小車的硬件系統主要由控制系統、驅動系統、遙控系統、尋跡系統、避障系統、顯示系統和供電系統組成。

1.1 控制系統

選用具有內部看門狗的宏晶系列STC89C52RC單片機作為核心控制器件，最小系統包括單片機、MAX232串口通信電路、復位電路、上拉電阻和晶振電路(晶振為12MHz)。

1.2 驅動系統

本小車采用四輪驅動，驅動電機的控制由L298N來實現。L298N內部包含4通道邏輯驅動電路，可驅動46V、2A以下的2個電機。由L298N構成的PWM功率放大器的工作形式為單極可逆模式，2個H橋的下側橋晶體管發射極連在一起。根據L298N的輸入輸出關系，使控制端ENA接高電平時，通過PWM信號輸入端IN1和IN2可以控制電動機的正反轉(輸入端IN1為PWM信號，輸入端IN2為低電平，電動機正轉;輸入端IN2為PWM信號，輸入端IN1為低電平，電動機反轉);當控制端ENA為低電平時，驅動橋路上的4個晶體管全部截止，使正在運行的電動機電樞電流反向，電動機停止。

電動機的轉速由單片機調節PWM信號的占空比來實現。PWM即脈沖寬度調制，它是指將輸出信號的基本周期固定，通過調整基本周期內工作周期的大小來控制輸出功率的方法。占空比是指高電平持續時間在一個周期時間內的百分比。控制電機的轉速時，占空比越大，速度越快，如果全為高電平，占空比為100%，速度達到最快。