0 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，制造能代替人劳动的机器人，一直是人类的梦想。智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可应用于无人驾驶机动车、无人生产线、仓库等领域。小车也可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。

本设计完成以由单片机最小系统、红外遥控、智能寻迹、自动避障以及液晶显示组成的硬件模块，结合软件设计组成多功能智能小车，共同实现小车的前进、倒退、转向行驶，根据地面黑线智能寻迹，检测障碍物后转向等功能，实现智能控制。

1 智能小车硬件系统设计

小车的硬件系统主要由控制系统、驱动系统、遥控系统、寻迹系统、避障系统、显示系统和供电系统组成。

1.1 控制系统

选用具有内部看门狗的宏晶系列STC89C52RC单片机作为核心控制器件，最小系统包括单片机、MAX232串口通信电路、复位电路、上拉电阻和晶振电路(晶振为12MHz)。

1.2 驱动系统

本小车采用四轮驱动，驱动电机的控制由L298N来实现。L298N内部包含4通道逻辑驱动电路，可驱动46V、2A以下的2个电机。由L298N构成的PWM功率放大器的工作形式为单极可逆模式，2个H桥的下侧桥晶体管发射极连在一起。根据L298N的输入输出关系，使控制端ENA接高电平时，通过PWM信号输入端IN1和IN2可以控制电动机的正反转(输入端IN1为PWM信号，输入端IN2为低电平，电动机正转;输入端IN2为PWM信号，输入端IN1为低电平，电动机反转);当控制端ENA为低电平时，驱动桥路上的4个晶体管全部截止，使正在运行的电动机电枢电流反向，电动机停止。

电动机的转速由单片机调节PWM信号的占空比来实现。PWM即脉冲宽度调制，它是指将输出信号的基本周期固定，通过调整基本周期内工作周期的大小来控制输出功率的方法。占空比是指高电平持续时间在一个周期时间内的百分比。控制电机的转速时，占空比越大，速度越快，如果全为高电平，占空比为100%，速度达到最快。