2 总体方案设计
2.1 整体设计理念
微控制器和传感器是光电自动寻迹小车的关键组成部分。微控制器作为智能车的“心脏”，其运算能力和稳定性直接关系到智能车的整体性能；而传感器恰似智能车的“眼睛”，检测信息的准确性与灵敏性也决定智能车能否快速稳定而又准确的做寻迹运动。
本设计采用MC9S08AW60作为整个系统的核心控制单元。选定智能车车传感器，使其不断检测路径信息，经单片机A/D转换后，而确定车体位置，然后自主决策控制车体转向与运动，在经过测速反馈，不断校正，最终达到稳定而又快速行驶。系统的整体流程图如下图。
车速控制算法传感器前轮转角加速度转角映射图智能车速度映射图 图2.1 自动寻迹小车的整体流程图
2.2 小车系统
可分为6个部分：
◆电源管理：稳定电压，使系统电压稳定在要求的电压范围 ◆光电传感器：检测路径，校正小车在跑道上的位置 ◆车速传感：实时检测小车当前的速度
◆参数选择：根据小车当前的状态，确定算法的参数 ◆驱动电机：根据小车的速度、位置，增减速度 ◆转向电机：控制小车的方向 示意图如图2.2。
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图2.2 小车系统各部分示意图
2.3 跑道
小车跑道宽度50CM，中间黑线20mm，小车从出发去出发，跑完一圈后，在起始线后1米范围内自动停下来。
图2.3 跑到示意图
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3 硬件电路设计
3.1 微控制器
本设计采用Freescale半导体公司的80引脚封装的8位微控制器S08AW60作为核心控制单元（如图3.1）。
图3.1 MC9S08AW60引脚封装图
选择MC9S08AW60作为智能车的处理器有以下优点：
1、技术成熟、高可靠、高性能、抗干扰和电磁兼容性强，内部资源丰富（如图2.3），且种类齐全，选择余地大，新产品多；
2、开发技术先进且低廉，可提供免费开发环境和开发调试工具； 3、支持C语言开发，并进行了硬件和软件优化，效率较高；
4、可平滑完成从8位MCU到32位MCU核心的转移，它们的引脚兼容、开发环境不变。
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图3.2 MC9S08AW60内部结构框图
3.2 传感器
传感器是导航系统的“眼睛”，其性能的优劣关系到系统能否准确、快速地感知路径信息。光电式传感器是利用光电器件把光信号转换成电信号的装置。光电式传感器工作时，先将被测量转换为光量的变化，然后通过光电器件再把光量的变化转换为相应的电量变化，从而实现非电量的测量。光电式传感器的核心（敏
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感元件）是光电器件，光电器件的基础是光电效应。本设计采用采用A/D转换的光电对管红外光耦传感器，红外光耦传感器如下图。
图3.3 红外传感器
红外传感器是一种能探测红外线的器件，能把红外辐射量变化转换成电量变化。基于红外传感器的测控电路，传感器由一系列的红外发光二极管和红外接收二极管组成，因为黑色和白色对光的吸收率不同，落在黑线区域内的红外接收二极管接收到的反射光强度小于在白色区域内的反射光强度，所以传感器输出的电压值就不同。根据此原理可实现对路径的识别。当发光二极管由A→B导通时，会发出红外线，经小车跑道散射，红外接收二极管在接收到红外线时会由C→D12导通，从而使OUT1的电压由+5V变为+0.7。 VCCVCCDABCD1KOUT1 图3.4 红外传感器电路图 3.3 电机驱动 C3.3.1电机驱动方案论证 本设计所涉及到的电机有两类：舵机和直流电机。 10