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运行平稳。驱动器采用闭环控制，响应速度高快，控制精度高，启动扭矩大，但是驱动电压要在DC24V-DC36V
方案二：LMD18200是专用于直流电动机驱动的H桥组件。在同一个芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件，运用它可以与主处理器、电机和增量型编码器组成一个完整的运动控制系统。LMD18200广泛应用于机器人、打印机和各种自动化控制领域。工作电压高达55V，拥有良好的抗干扰性。
方案三：L298N为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压、大电流、响应频率高的全桥驱动芯片，一片L298N能够分别控制两个直流电机，同时具有控制使能端。L298N电机驱动芯片驱动能力强、稳定性好、操作方便，性能优良。L298N的使能端可以外接电平控制，也可以利用单片机进行软件控制，满足各种复杂电路的需求。另外，其驱动功力较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电压和频率，解决了负载能力不够的问题。
综上所述，鉴于以上三种方案的比较，方案三比较符合本设计需要。
2.3本章小结
本章主要包括设计方案、系统组成、方案论证三个部分，设计方案主要是对于整个毕业论文内容的概括，系统组成划分了整个系统的组成部分，方案论证主要是对系统各个组成部分所选的器件进行论证，在比较中选出对基于电磁寻迹的智能竞速小车系统设计最适合的。本章方案论证对主要的芯片进行选择，控制器选用的是AT89C51，驱动器选择的是L298芯片。
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第三章 智能寻迹竞速小车系统硬件设计
3.1单片机最小系统模块
单片机最小系统就是单片机正常工作并发挥其功能时所必须的组成部分，也可理解为单片机是用最少的元件组成可以工作的系统。对51 系列单片机来说， 最小系统一般包括： 单片机、复位电路、时钟电路、输入/ 输出接口设备等。MCS51软件设计主要由串行显示和逻辑控制两部分组成。串行显示这种显示方法不占用单片机串口资源，其优点是保留的单片机串口可以做为和主机通讯（或现场总线）的接口，同时又可节省采用并行显示电路设计时大量的外围接口芯片，是一种非常实用的静态显示电路设计方法，同时也能满足需要的逻辑控制要求[22]。单片机最小系统如图3-1所示。
图3-1 单片机最小系统
1、AT89S51单片机引脚说明 引脚功能
MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚分布请参照图3-1，单片机引脚图：P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号）。P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号）。P2.0~P2.7 P2口8位双向
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口线（在引脚的21~28号）。P3.0~P3.7 P2口8位双向口线（在引脚的10~17号）[23]。
这4个I/O口具有不完全相同的功能。 P0口有三个功能：
（1）外部扩展存储器时，当做数据总线 （2）外部扩展存储器时，当作地址总线
（3）不扩展时，可以用做一般的I/O使用，但是内部没有上拉电阻，作为输入或输出时应该在外部接上上拉电阻。
P1口功能：只做I/O口使用，其内部有上拉电阻。 P2口有两个功能：
（1）扩展外部存储器时，当作地址总线使用 （2）做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻； P3口有两个功能：
除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻），还有一些由特殊寄存器设置的特殊功能，具体的功能请参考我们后面的引脚说明。
上拉电阻：当作为输入时，上拉电阻将其电位拉高，若输入为低电平则可提供电流源；所以如果P0口如果作为输入时，处在高阻抗状态，只有外接一个上拉电阻才能有效。
具有内部EPROM的单片机芯片（例如8751），为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源，这些信号也是由信号引脚的形式提供的，即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG）
编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp） 接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池，这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源，当外接电源下降到下限值时，备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入，以保护内部RAM中的信息不会丢失。
ALE/PROG地址锁存控制信号：在系统扩展时，ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。（在后面关于扩展的课程中我们就会看到8051扩展 EEPROM电路，在图中ALE与74LS373锁存器的G相连接，当CPU对外部进行存取时，用以锁住地址的低位地址，即P0口输出。ALE有可能是高电平也有可能是低电平，当ALE是高电平时，允许地址锁存信号，当访问外部存储器时，ALE信号负跳变（即由正变负）将P0口上低8位地址信号送入锁存器。当ALE是低电平时，P0口上的内容和锁存器输出一致。关于锁存器的内容，我们稍后也会介绍。
在没有访问外部存储器期间，ALE以1/6振荡周期频率输出（即6分频），
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当访问外部存储器以1/12振荡周期输出（12分频）。从这里我们可以看到，当系统没有进行扩展时ALE会以1/6振荡周期的固定频率输出，因此可以做为外部时钟，或者外部定时脉冲使用。
PORG为编程脉冲的输入端：在单片机的内部结构及其组成中，8051单片机内部有一个4KB或8KB的程序存储器（ROM），ROM的作用就是用来存放用户需要执行的程序的，把编写好的程序存入进这个ROM中的方法实际上是通过编程脉冲输入才能写进去的，这个脉冲的输入端口就是PROG。
PSEN为外部程序存储器读选通信号：在读外部ROM时PSEN低电平有效，以实现外部ROM单元的读操作。
（1）内部ROM读取时，PSEN不动作；
（2）外部ROM读取时，在每个机器周期会动作两次； （3）外部RAM读取时，两个PSEN脉冲被跳过不会输出； （4）外接ROM时，与ROM的OE脚相接。 EA/VPP访问和程序存储器控制信号：
（1）接高电平时：CPU读取内部程序存储器（ROM）
扩展外部ROM：当读取内部程序存储器超过0FFFH（8051）1FFFH（8052）时自动读取外部ROM。
（2）接低电平时：CPU读取外部程序存储器（ROM）。 在前面的学习中我们已知道，8031单片机内部是没有ROM的，那么在应用8031单片机时，这个脚是一直接低电平的。
（3）8751烧写内部EPROM时，利用此脚输入21V的烧写电压。 2、时钟电路
在AT89S51单片机的内部有一个用于组成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。时钟分别可以由内部方式产生或外部方式产生。在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。
定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。从XTAL1接入，如图3-2所示。由外部时钟信号经过二分频触发后作为外部时钟电路输入的，所以对外部时钟信号的占空比没有要求[24]。
本设计采用的是12MHZ无源晶振和2个22pF电容，因此获得得一个机器周期是1微秒。晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，而两个电容是起到并联谐振的作用，如果没有电容，振荡电路会因为没有回路而停振，电路不能正常工作。
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图3-2 时钟电路
3、复位电路
复位电路的作用：在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态。在单片机工作过程中让CPU保持复位状态，而不是一上电或复位完成就继续工作，为了防止CPU发出错误的指令、执行有误操作，也可以提高电磁的兼容性能。本设计使用的89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。施密特触发电路是一种波形整形电路，当任何波形的信号进入电路时，输出在正、负饱和之间跳动，产生方波或脉波输出。与比较器不同，施密特触发电路由两个临界电压形成一个滞后区，可以防止在滞后范围内噪声干扰电路的正常工作。如遥控接收线路，传感器输入电路都会用到它整形。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期（24个振荡周期）以上，则CPU就可以响应并将系统复位[26]。
本设计采用的电容值是10微法的电容和电阻采用1.5千欧和200欧的电阻。如图3-3所示上电后，由于电容充电，使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。
图3-3 复位电路
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