基于单片机控制的自主寻迹电动小车的设计
摘 要:针对小车在行驶过程中的寻迹要求，设计了以 AT89C51 单片机为核心的控制电路，采用模块化
的设计方案，运用色标传感器、金属探测传感器、超声波传感器、霍尔传感器组成不同的检测电路，实现
小车在行驶中轨迹、探测预埋金属铁片、躲避障碍物、测量车速等问题检测，并对设计的电路进行了理论
分析和实际测试。结果表明，该智能小车具有很好的识别与检测的能力，具有定位精度、运行稳定可靠的
特点。
关键词:自主寻迹;单片机;电动小车;传感器
0 引 言
自主寻迹电动小车是一个运用传感器、单片机、信号处理、电机驱动及自动控制等技术来实现环境感知
和自动行驶为一体的高新技术综合体，它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用。本文研究的电动
小车是在给定的区域内沿着轨迹完成对各个目标点的访问，主要指标有行驶距离、时间、探测物计数、障
碍物躲避等。本文采用 AT89C51 单片机作控制，针对小车在行驶过程中的不同要求，采用模块化设计方
案，进行了各部分电路的设计。
1 智能小车控制的基本要求 小车必须沿规定路线行驶，控制部分设计不能采用无线遥控，具体控制要求
如下:
(1)电动车从起跑线出发，沿规定引导直线行驶到达 B 点。在“直道区”下沿引导线埋有 1 一 3 块宽度为
15cm、长度不等的薄铁片。电动车在行驶中检测到薄
铁片时需立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车在“直道区”
行驶过程中，存储并显示每个薄铁片(中心线)至起跑
线间的距离;
(2)电动车到达 B 点以后进人“弯道区”，沿圆 弧引导线到达 C 点。C 点下埋有边长为 15cm 的正方形薄
铁片，要求电动车到达 C 点检测到薄铁片后在 C 点处停车 5 秒，停车期间发出断续的声光信息;
(3)电动车在光源的引导下，通过障碍区进人停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且
不得与其接触;
(4)电动车完成上述任务后应立即停车。停车后，能准确显示电动车全程行驶时间。
2 方案的选择与实现
2.1 系统方案的确定
根据题目要求，将控制对象及检测目标划分为不同模块，即障碍物检测、路面铁片检测、路面轨迹检测、
光源检测、速度路程检测等模块。针对不同模块的控制要求分别采用不同的设计方案实现。系统组成及原
理框图如图 1 所示。其中色标传感器用来检测小车的运行轨迹，金属探测传感器用来检测路迹下薄铁片的
数目，超声波传感器用来检测小车前进方向的障碍物，霍尔传感器用于检测小车行驶的速度及距离。
