引言
　　本文是根據(jù)第三屆全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車大賽要求設(shè)計自主識別道路的智能車。整個系統(tǒng)采用了組委會提供的16位單片機mc9s12dg128為核心，模型車本身帶有差速器和后輪驅(qū)動，需要設(shè)計完成基于單片機的自動控制系統(tǒng)使得模型車在封閉的跑道上自主循線運行。
　　車模與控制器構(gòu)成一個自動控制系統(tǒng)，如圖1，系統(tǒng)硬件以單片機為核心，配有傳感器、執(zhí)行機構(gòu)以及它們的驅(qū)動電路，而信息處理與控制算法由單片機軟件完成［1］。系統(tǒng)設(shè)計要求單片機把路徑的迅速判斷、相應(yīng)的轉(zhuǎn)向伺服電機控制以及直流驅(qū)動電機的控制精密的結(jié)合在一起。
　　
　　智能車的設(shè)計是在保證模型車可靠運行的前提下，以電路設(shè)計簡潔、車體靈活性高為原則。設(shè)計的兩大重點，一是光電傳感器的布局和電路設(shè)計，一是循線控制算法的設(shè)計。
　　本文第二節(jié)主要介紹了光電傳感器的電路設(shè)計和布局，這是信號采集的關(guān)鍵，相當于智能車的“眼睛”;第三節(jié)主要介紹了循線控制算法，這是控制的核心，相當于智能車的“頭腦”;最后在第四節(jié)對智能車的硬件、軟件設(shè)計及實驗情況進行了大體說明。
　　光電傳感器
　　光電傳感器的選擇及電路設(shè)計
　　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，采進單片機后通過一定的算法比較電壓來判斷黑線的位置，從而控制舵機的轉(zhuǎn)動［2］。這種方法易于實現(xiàn)，響應(yīng)速度快，實時性好，成本低。
　　本文選用性價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)驗判斷方法，為了控制簡便采用數(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。雖然電路相對復(fù)雜，但足以保證模型車的穩(wěn)定行駛［3］。
　　光電傳感器布局的研究
　　光電管陣列的布局直接影響智能車的循線效果。一般來說，典型的布局有“一”字形布局和“w”形布局兩種。
　　所謂“一”字形布局，就是把多個傳感器按照“一”字排開。這種傳感器布局方式最常見，算法在理論上易于實現(xiàn)。其不足之處在于：對賽道的曲率幾乎沒有任何預(yù)測功能。因此一般不采用這種布局。