文章编号 ：１６７４ － ７０４６（２０１１）０３ －００４７ －４
基 于 单 片 机 的 智 能 小 车 控 制 系 统 设 计
葛广军
１
，杨 帆
２
（１ ．河南城建学院电气系 ，河南 平顶山 ４６７０３６ ；２ ．河南工业大学电气工程学院 ，河南 郑州 ４５０００１）
摘 要 ： 舷设计了一种 能够自动 循迹的 智能小车 。 智能小车的 控制系 统以单片 机
ＭＣ９１２ＤＧ１２８ 为核心 ，由路径识别 、车速检测 、舵机控制 、直流电机 、电机驱动芯
片 ＬＭＤ１８２００ 和电压转换芯片 ＬＭ７５２５ 等模块组成 ，并详细阐述了控制系统的
组成原理和软硬件设计 。 实验结果表明 ：该控制系统具有循迹效果好 、性能稳
定等优点 。
关键词 ： 智能小车 ；单片机 ；路径识别 ；控制系统
中图分类号 ： ＴＰ２４２ ．６ 文献标识码 ：Ａ
智能小车是轮式移动机器人研究领域的一项
重要内容 ，涵盖了机械 、汽车电子 、电气 、计算机 、检
测技术 、模式识别与智能控制等多个学科 。 它是陆
地自主行驶车辆（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｇｒｏｕｎｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ ，ＡＧＶ）
的一种 。 ＡＧＶ 在社会生活的各个领域都有着非常
广阔的应用前景 。 在西方发达国家 ，移动式自主服
务机器人已广泛应用于医疗福利服务 、商场超市服
务 、家庭服务等领域 ；ＡＧＶ 在军事领域也有着重要
的应用价值 ，美国军方把部分机器人技术视为未来
战斗系 统 （Ｆｕｔｕｒｅ Ｃｏｍｂａｔ Ｓｙｓｔｅｍ ） 的 重 要 组 成 部
分
［１］
。 本文研究的智能小车主要采用专用赛道作
为使用环境 。 智能小车的实现主要是控制其移动
速度和方向 。 由路径识别 、电机驱动 、车速检测 、方
向舵机控制 、电源管理及控制策略等功能模块组
成
［２］
。
１ 控制系统分析
智能小车为轮式结构 ，机械部分主要为转向机
械和驱动机械 。 转向机构主要由舵机 ，转向架和两
个前轮组成 。 舵机根据转向信号正向或反向旋转
一定角度 ；前轮为从动轮 ，会根据转向角度的大小
自动调节内外侧车轮的转速 ；驱动机构包括一个直
流电机 、减速装置和两个后轮 ，后轮为主动轮 ，其转
速大小由直流电机控制 。 智能小车的控制策略是
在稳定性的基础上 ，追求车速最高 。 小车在过 Ｓ 型
弯道时 ，根据不同路况 ，选择不同的控制策略 ，因
此 ，智能小车的控制系统在控制舵机转向的同时 ，
还需要根据转弯半径大小调节驱动电机转速 ，即自
动调节车速大小 ，从而顺利通过弯道 。
智能小车控制系统结构如图 １ 所示 ，控制系统
以单片机 ＭＣ９Ｓ１２ＤＧ１２８ 为核心 ，由电源管理模块 、
ＣＣＤ 摄像头传感器路径识别模块 、直流电机驱动模
块 、车速检测模块 ，键盘与显示模块 、舵机控制模块
等组成 。
图 １ 控制系统结构框图
２ 控制系统硬件电路设计
２ ．１ 控制系统核心
控制系统核心采用 Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ 半导体公司的 １６
位单片机 ＭＣ９Ｓ１２ＤＧｌ２８ ，该单片机包含高速 Ａ／Ｄ 、
ＰＷＭ 、硬件看门狗 、电源监控 、内部集成 ＰＬＬ 锁相
环等功能模块 。 采用上电自动复位方式 ，时钟频率
收稿日期 ：２０１１ － ０２ － ２７
第一作者简介 ： Ｎ葛广军（１９７４ － ） ，男 ，河南叶县人 ，河南城建学院电气系讲师 。
第 ２０ 卷第 ３ 期
２０１１ 年 ５ 月
河 南 城 建 学 院 学 报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｖｏｌ ．２０ Ｎｏ ．３
Ｍａｙ ．２０１１
