管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也很高，是一种广泛采用的调速技术。
综合三种方案的优缺点，决定选择方案三。
2.1.6 车架选择
方案一：
使用四轮驱动的电动小车，这样速度方面非常流畅，但灵活性不足，特别是遇到障碍物时，转弯非常不流畅，程序方面还要相对复杂，对于小车的躲避障碍物非常不利。
方案二：
使用两轮驱动的电动小车，虽然速度上无法与四轮的小车相提并论，不过灵活性上却是大大的提升，对于躲避障碍物方面有重要的改变，非常适合题目要求。
综合两种方案的优缺点，决定选择方案二。
2.1.7 最终方案选择
经过反复论证，最终确定了如下方案： 采用AT89C51单片机作为控制器； 用反射式红外发射-接收器进行黑线检测； 采用红外线光电开关来探测路面障碍物； L298N作为直流电机的驱动芯片； 电机模块使用普通直流电机； 使用两轮的车架增加灵活性。
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2.2 方案可行性分析
红外寻线模块，是通过红外二极管发出红外线，根据红外线在白色和黑色物质上反射回来的强弱，来判断黑线的位置。本项目采用的是一体红外接收装置，当遇到黑色物时送给单片机一个高电平触发，进而通过事先编辑好的程序控制电机的运转。通过分析，此模块可以准确的进行循线功能。
光电开关避障模块，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
本次设计采用红外线漫反射型光电开关，它是通过发光器发出一个光信号，当障碍物挡住光时，把部分光线反射回来，收光器就接受到光信号，输出一个开关信号。输出的开关信号由控制器处理，判断前方是否由障碍，从而确定是否要转向。通过分析，此模块可以用来探测障碍。
动力方面，此次设计使用了L298N电机驱动模块，L298N是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含两个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。通过分析，它能很好的驱动电机。
综上所述，可以看出方案的可行性非常之高，可以安心地进行智能小车实物的创作。
根据题目要求，做出以下电路图以及各模块实现功能概述。
第3章 硬件设计
智能小车采用两轮驱动，左右两边各用一个电机驱动，调制两个后面两个轮子的转速从而达到控制转向的目的，前轮是万象轮，起支撑的作用。将
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八个红外线光电传感器分别装在车体的左右，当车的左边的传感器检测到黑线的边界时，主控芯片控制左轮电机减速，车向左修正，当车的右边传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮电机减速，车向右修正。
避障的原理和循线一样，在车头的前面装了一个红外线光电开关，当前方传感器检测到障碍物时，车子向右转，从而避开障碍物。
3.1 系统总体设计框图
系统硬件电路的设计采用了模块化的设计方法，系统硬件电路由光电开关避障模块，单片机最小系统模块，电源模块，电机驱动以及寻迹模块多部分组成，各模块即可组合联调也可单独使用。如图3-1所示为智能小车硬件设计方框图。
光电模块发光器 光电模块收光器 电机驱动模块 单片
电源模块 循迹模块发光器 机AT89C51
循迹模块收光器 图3-1 系统功能模块图
3.2 红外线光电开关模块
在本设计中红外光电开关模块是智能小车前向通道的主要组成部分，本设计采用E3F-DS30C4作为探测前方障碍物体的检测元件，光电开关发出信号
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由单片机89C51产生。E3F-DS30C4的工作电压为5V，工作电流为10mA，驱动电流为100mA，感应距离为30cm。结合题目指标和实际测试结果，本设计中设定感应距离为6cm。
3.2.1 光电开关的工作原理
光电开关是传感器中的一种,它把发射端和接受端之间光的强弱变化为电流的变化以达到探测的目的。光电开关是光接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无得。所以能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱对目标物体进行探测。工作原理如图3-2所示。
障碍物 发光器 收光器
图3-2 光电开关工作原理图
3.2.2 光电开关的类型
红外线光电开关它利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，由同步回路选通而检测物体的有无，其物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均可检测。根据检测方式的不同，红外线光电开关可分为四种：漫反射式光电
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开关、镜反射式光电开关、对射式光电开关、槽式光电开关。
漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。图3-3为漫反射光电开关工作原理图。
图3-3 漫反射式光电开关工作原理图
镜反射式光电开关亦是集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜，反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。图3-4为镜反射式光电开关工作原理图。
图3-4 镜反射式开关工作原理图
对射式光电开关包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。图3-5为对射式光电开关工作原理图。
槽式光电开关通常是标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关量信号。图3-6为槽式光电开关工作原理图。
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