智能循迹小车
智能循迹小车___设计报告
智能循迹小车___设计报告设计报告：智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域，如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车，以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能：小车能够准确地识别地面上的线条，并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能：用户可以通过无线遥控器对小车进行控制，包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能：小车能够识别和避开遇到的障碍物，确保行驶安全。
4.具备环境感知功能：小车能够感知周围环境，包括温度、湿度、光照等参数，并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性：设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性，以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计：(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元，与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器，通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物，以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器，以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接，以实现远程控制功能。
2.软件设计：(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计，编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面，通过无线模块将控制信号发送给小车，实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序，将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建：按照设计方案中的硬件模块需求，选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发：根据设计方案中的软件设计需求，编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试：对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试：使用不同场景和材料的线条进行测试，验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发：设计用户端的界面，并完成与小车的远程控制功能的对接。
智能循迹小车
智能循迹小车的引言概述智能循迹小车是近年来兴起的一种智能机器人，它能够通过内置的传感器和程序，自动识别和跟踪预定的路径。
这种小车使用了先进的计算机视觉技术和控制算法，能够在各种环境中准确地进行循迹。
智能循迹小车在许多领域中都得到了广泛的应用，包括工业自动化、物流运输、仓储管理等。
本文将对智能循迹小车的原理、技术和应用进行详细阐述。
智能循迹小车的原理和技术1. 传感器技术a. 摄像头传感器：通过摄像头传感器，智能循迹小车可以捕捉环境中的图像，并进行图像处理和识别。
b. 距离传感器：距离传感器可以帮助智能循迹小车感知周围环境中的障碍物，并避免碰撞。
c. 地盘传感器：地盘传感器用于检测小车在路径上的位置和姿态，以便进行准确的定位和导航。
2. 计算机视觉技术a. 特征提取：通过计算机视觉技术，智能循迹小车可以从摄像头捕捉的图像中提取关键特征，例如路径轮廓、颜色等。
b. 物体识别：利用深度学习算法，智能循迹小车可以识别环境中的物体，例如道路标志和交通信号灯，以便做出相应的反应。
c. 路径规划：根据图像处理和物体识别的结果，智能循迹小车可以计算出最优的路径规划，以达到快速而安全地循迹的目的。
3. 控制算法a. PID控制算法：智能循迹小车使用PID控制算法来实现精确的速度和方向控制，以便按照预定的路径进行循迹。
b. 路径校正算法：当智能循迹小车发现偏离路径时，会通过路径校正算法对速度和方向进行调整，以便重新回到预定的路径上。
智能循迹小车的应用1. 工业自动化a. 生产线物料运输：智能循迹小车可以自动将物料从一个地点运输到另一个地点，减少人力成本和提高生产效率。
b. 仓储管理：智能循迹小车可以在仓库中自动识别货物并进行搬运和分拣，提升仓储管理的效率和精确度。
2. 物流运输a. 快递配送：智能循迹小车可以在城市道路上按照预定的路径进行循迹，实现快递的自动配送和准时派送。
b. 高速公路货物运输：智能循迹小车可以在高速公路上准确无误地进行循迹，减少人为驾驶过程中的车祸风险。
2024年度-智能循迹小车设计
智能循迹小车设计目录•项目背景与意义•系统总体设计•循迹算法研究•控制系统设计•调试与测试•项目成果展示•总结与展望01项目背景与意义智能循迹小车概述定义智能循迹小车是一种基于微控制器、传感器和执行器等技术的自主导航小车，能够按照预定路径进行自动循迹。
工作原理通过红外、超声波等传感器感知周围环境信息，将感知数据传输给微控制器进行处理，微控制器根据预设算法控制执行器调整小车行驶状态，实现循迹功能。
随着工业自动化的发展，智能循迹小车在生产线、仓库等场景中的应用需求不断增加。
自动化需求教育领域需求娱乐领域需求智能循迹小车作为教学实验平台，在高等教育、职业教育等领域具有广泛应用前景。
智能循迹小车可以作为玩具或模型车进行娱乐竞技活动，满足消费者休闲娱乐需求。
030201市场需求分析通过本项目的研究与实践，掌握智能循迹小车的核心技术，包括传感器技术、微控制器技术、控制算法等。
技术目标将智能循迹小车应用于实际场景中，提高生产效率、降低成本、提升产品品质等方面的效益。
应用目标通过智能循迹小车的研发与教学应用，培养学生动手实践能力、创新精神和团队协作能力。
教育意义推动智能循迹小车相关产业的发展，促进就业和经济增长，提升国家科技竞争力。
社会意义项目目标与意义02系统总体设计主控制器传感器模块电机驱动模块电源管理模块总体架构设计01020304负责接收和处理传感器数据，控制小车运动。
包括红外传感器、超声波传感器等，用于感知环境和障碍物。
驱动小车前进、后退、转弯等动作。
为整个系统提供稳定可靠的电源。
硬件选型及配置选用高性能、低功耗的微控制器，如STM32系列。
选用高灵敏度、低误差的传感器，如红外反射式传感器、超声波测距传感器等。
选用高效、稳定的电机驱动器，如L298N电机驱动板。
选用合适的电池和电源管理芯片，确保系统长时间稳定运行。
主控制器传感器模块电机驱动模块电源管理模块初始化模块传感器数据处理模块运动控制模块调试与测试模块软件功能划分负责系统启动时的初始化工作，包括硬件初始化、参数设置等。
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REPORTING
THANKS
感谢观看
别和跟踪。
优化控制算法
采用PID控制、模糊控制等算法， 提高小车行驶的稳定性和准确性。
完善硬件设计
优化电路设计、电机驱动、电源 管理等硬件模块，提升小车性能。
拓展应用场景
将智能循迹小车应用于仓储物流、 智能家居等领域，验证其实用性
和可靠性。
未来研究方向探讨
多传感器融合技术
研究如何将多种传感器信息进行融合， 提高小车的环境感知能力和适应性。
调试技巧和优化策略
调试技巧
在调试过程中，可以采用分模块调试的方法，逐个验证每个模块的功能是否正常；同时，可以利用串口通信等手 段，实时输出调试信息，帮助定位问题。
优化策略
针对循迹算法的优化，可以采用动态阈值调整的方法，提高轨迹检测的准确性；针对电机控制的优化，可以采用 PID控制算法，提高小车的行驶稳定性和速度控制精度。此外，还可以通过硬件升级、算法改进等手段，进一步 提高智能循迹小车的性能。
深度学习技术应用
探索深度学习在智能循迹小车中的应 用，如通过神经网络实现更复杂的路 径规划和决策。
多车协同控制技术
研究多辆智能循迹小车之间的协同控 制策略，实现更高效、灵活的群体协 作。
智能化与自主化
进一步提升小车的智能化水平，如实 现自主导航、避障、路径规划等功能， 使其更加适应复杂环境。
2023
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REPORTING
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2023
目录
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 性能测试与结果分析 • 挑战与解决方案探讨 • 总结与展望
2023
PART 01
智能循迹避障小车设计
智能循迹避障小车设计智能循迹避障小车的核心功能在于能够沿着特定的轨迹行驶，同时能够避开行驶过程中遇到的障碍物。
要实现这两个功能，需要在硬件和软件两个方面进行精心设计。
在硬件方面，首先是小车的车体结构。
通常选用坚固且轻便的材料，以保证小车的稳定性和灵活性。
车轮的选择也很重要，需要具备良好的抓地力和转动性能。
传感器是实现智能循迹避障功能的关键部件。
对于循迹功能，常用的是光电传感器或摄像头。
光电传感器通过检测地面上的反射光来判断轨迹，而摄像头则可以通过图像识别技术获取更精确的轨迹信息。
在避障方面，超声波传感器或红外传感器是常见的选择。
超声波传感器通过发射超声波并接收反射波来测量与障碍物的距离，红外传感器则通过检测障碍物反射的红外线来实现避障功能。
控制模块是小车的大脑，负责处理传感器采集到的数据，并控制电机的运转。
常用的控制芯片有单片机，如 Arduino 或 STM32 等。
电机驱动模块则用于将控制模块输出的信号转换为电机所需的驱动电流，以实现小车的前进、后退、转弯等动作。
电源模块为整个小车系统提供稳定的电力供应。
一般选择可充电的锂电池，其具有较高的能量密度和较长的续航能力。
在软件方面，编写高效可靠的程序是实现智能循迹避障功能的关键。
首先是传感器数据的采集和处理程序。
对于光电传感器或摄像头采集到的轨迹信息，需要进行滤波、放大等处理，以提高数据的准确性和可靠性。
对于超声波传感器或红外传感器采集到的避障数据，需要进行距离计算和障碍物判断。
控制算法是软件的核心部分。
对于循迹功能，常用的算法有 PID 控制算法。
通过不断调整电机的转速和转向，使小车能够准确地沿着轨迹行驶。
对于避障功能，通常采用基于距离的控制策略。
当检测到障碍物距离较近时，及时控制小车转向或停止，以避免碰撞。
电机控制程序负责根据控制算法的输出结果，精确控制电机的运转。
这需要对电机的特性有深入的了解，以实现平稳、快速的运动控制。
为了提高小车的性能和稳定性，还需要进行系统的调试和优化。
智能循迹小车实验报告
智能循迹小车实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款能够自主循迹的智能小车，通过传感器检测路径信息，控制小车的运动方向，使其能够沿着预定的轨迹行驶。
通过本次实验，深入了解自动控制、传感器技术和单片机编程等方面的知识，提高实际动手能力和问题解决能力。
二、实验原理1、传感器检测本实验采用红外传感器来检测小车下方的黑线轨迹。
红外传感器由红外发射管和接收管组成，当发射管发出的红外线照射到黑色轨迹时，反射光较弱，接收管接收到的信号较弱；当照射到白色区域时，反射光较强，接收管接收到的信号较强。
通过比较接收管的信号强度，即可判断小车是否偏离轨迹。
2、控制算法根据传感器检测到的轨迹信息，采用 PID 控制算法（比例积分微分控制算法）来计算小车的转向控制量。
PID 算法通过对误差（即小车偏离轨迹的程度）进行比例、积分和微分运算，得到一个合适的控制输出，使小车能够快速、准确地回到轨迹上。
3、电机驱动小车的动力由直流电机提供，通过电机驱动芯片（如 L298N）来控制电机的正反转和转速。
根据控制算法计算出的转向控制量，调整左右电机的转速，实现小车的转向和前进。
三、实验器材1、硬件部分单片机开发板（如 STM32 系列）红外传感器模块直流电机及驱动模块电源模块小车底盘及车轮杜邦线、面包板等2、软件部分Keil 等单片机编程软件串口调试助手四、实验步骤1、硬件搭建将红外传感器模块安装在小车底盘下方，使其能够检测到黑线轨迹。
将直流电机与驱动模块连接，并安装在小车底盘上。
将单片机开发板、传感器模块、驱动模块和电源模块通过杜邦线连接起来，搭建好实验电路。
2、软件编程使用单片机编程软件，编写传感器检测程序、控制算法程序和电机驱动程序。
通过串口调试助手，将编写好的程序下载到单片机开发板中。
3、调试与优化启动小车，观察其在轨迹上的行驶情况。
根据小车的实际行驶情况，调整 PID 控制算法的参数，优化小车的循迹性能。
不断测试和改进，直到小车能够稳定、准确地沿着轨迹行驶。
智能循迹小车
智能循迹小车随着科技的飞速发展，无人驾驶技术逐渐成为现代交通领域的重要组成部分。
其中，智能循迹小车作为一种先进的无人驾驶车辆，具有广泛的应用前景。
本文将介绍智能循迹小车的基本原理、系统构成、设计方法以及应用场景。
智能循迹小车通过传感器感知周围环境，包括道路标志、其他车辆、行人等信息，再通过控制系统对感知到的信息进行处理和分析，制定出相应的行驶策略，最终控制车辆的行驶。
其中，循迹小车通过特定的传感器识别道路标志，并沿着标志所指示的路径行驶，实现自动循迹。
传感器系统：用于感知周围环境，包括道路标志、其他车辆、行人等信息。
常见的传感器包括激光雷达、摄像头、超声波等。
控制系统：对传感器感知到的信息进行处理和分析，制定出相应的行驶策略，并控制车辆的行驶。
常用的控制系统包括基于规则的控制、模糊控制、神经网络等。
执行机构：根据控制系统的指令，控制车辆的行驶速度、方向等。
常见的执行机构包括电机、舵机等。
电源系统：提供电力支持，保证小车的正常运行。
常用的电源包括锂电池、超级电容器等。
硬件设计：根据需求选择合适的传感器、控制系统、执行机构和电源等硬件设备，并对其进行集成设计，保证各个设备之间的兼容性和稳定性。
软件设计：编写控制系统的程序，实现对车辆的控制。
常用的编程语言包括C++、Python等。
在软件设计中需要考虑如何处理传感器感知到的信息，如何制定行驶策略，以及如何控制执行机构等方面的问题。
调试与优化：通过实验测试小车的性能，发现问题并进行优化。
常见的调试和优化方法包括调整控制系统的参数、更换硬件设备等。
智能循迹小车具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：交通管理：用于交通巡逻、交通管制等，提高交通管理效率。
应急救援：在灾难现场进行物资运输、人员疏散等任务，提高应急救援效率。
自动驾驶：作为无人驾驶车辆的样机进行研究和发展，推动自动驾驶技术的进步。
教育科研：用于高校和研究机构的科研项目，以及学生的实践和创新项目。
单片机应用——智能循迹小车设计
单片机应用——智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机技术的智能机器人，它可以自动跟随线路进行行驶，具有很高的应用价值，被广泛地应用在工业控制和家庭娱乐等领域。
本次智能循迹小车的设计采用的是AT89C51单片机，通过巧妙的编程和外接传感器的配合来实现小车的自动识别和跟踪线路的功能。
下面我们来具体阐述一下智能循迹小车的设计过程。
一、硬件设计智能循迹小车的硬件系统包括电机驱动电路、传感器电路、控制板电路、电源电路等几个部分。
其中，电机驱动电路是实现小车行驶的关键，它通过外接减速电机来带动小车的轮子，从而实现前进、后退、转弯等基本动作。
传感器电路则用来检测小车当前所处的位置和前方的路况，从而将这些信息传递给单片机进行处理。
控制板电路是整个硬件系统的核心部分，它包括AT89C51单片机、EEPROM存储器、逻辑电路等。
其中，AT89C51单片机是控制整个系统的“大脑”，它通过编写相应的程序来实现小车的跟踪功能。
EEPROM存储器则用来保存程序和数据，以便实现数据的长期存储。
逻辑电路则用来实现各个硬件组件之间的协调工作，从而保证整个系统的正常运转。
二、软件设计软件设计是智能循迹小车系统中最为关键的一环，它直接决定了小车的行驶效果。
为了实现小车的自动跟踪功能，我们采用了双路反馈控制系统，并在此基础上进行了进一步优化和改进。
具体来说，我们先使用PID算法对传感器采集到的数据进行处理，得到当前位置和偏差值。
然后再通过控制电机的转速和方向，使小车能够自动跟随线路前进。
三、应用价值智能循迹小车是一种非常实用的机器人，它具有很高的应用价值。
例如，在农业生产中，可以利用智能循迹小车来进行田间作业，大大提高工作效率和质量；在家庭娱乐方面，智能循迹小车可以作为一种智能玩具，为人们带来更加丰富的娱乐体验。
四、总结通过本次智能循迹小车的设计，我们不仅深入了解了单片机及传感器的原理和应用，而且具备了一定的硬件和软件开发能力。
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智能循迹小车【摘要】智能循迹小车的设计是以MSP430F149单片机为控制核心，利用TCRT5000反射式光电传感器、比较器实现黑线检测，并将检测的信息送单片机分析和处理，单片机根据计算和分析的结果，控制电机的速度及方向，从而实现自动循迹功能。
其中驱动电机由L298N驱动电路实现，速度由单片机输出的PWM实现，并通过单片机内部的AD采样，采样传感器的电压值，根据采集的数据判断小车的行驶状态。
为了实现人机交互功能，设计中增加了LCD和键盘，用LCD12864液晶显示器来显示所检测的黑线状态，按键实现小车的启动和停止。
经测试，智能循迹小车能够自动识别黑线，按照引导线行进，可以左转、右转，也可对测量结果进行实时显示。
达到了预期要求。
【关键字】小车 MSP430单片机 L298N TCRT5000传感器Abstract: The design of intelligent tracking car is based on MSP430F149 microcontroller as the control core ,TCRT5000 reflection type photoelectric sensor is used for comparator implement todetect black line, the information will be sent to microcontroller to analysis and processing,besides, microcontroller according to the result of calculation and analysis control the motor speed and direction, so as to realize automatic tracking function.the drive motor driven by L298N circuit implementation, speed was controlled by PWM output, according to the single chip microcomputer internal AD sampling to collected data so as to judge state of driving cars.In order to reaches interface friendly , the design of LCD and keyboard has been increased in, LCD12864 to display the state of detection by the black line, start and stop buttons to control the car run or not.After testing ,the tracking car can automatically identify the black line, the car can turn left, turn right by it , also may carry on the real-time display of measurement results. The system reaches expected require.Keywords:Intelligent car MSP430F149 L298N TCRT5000 sensor1.方案设计1.1总体方案设计根据题目要求，本系统设计的目标主要包括控制部分，循迹部分，驱动部分，显示部分等组成。
如图1-1所示。
图1-1 智能循迹小车从以上可以看出，电动小车的系统一般由小车循迹，控制中心、驱动电路及电动机等4个主要部分组成。
其工作原理如下：首先将反射式光电传感器检测到黑线的结果送入电压比较器进行比较，比较器输出的高低电平进行分压之后，送入到单片机进行采样，进而在128*64中显示。
同时，单片机通过方波控制驱动电路，驱动电机工作。
1.2 算法分析如右图1-2所示是小车行进轨迹，起点和终点在图中标示。
小车的传感器分布如图1-3所示，遇到黑线则判断为1，遇到白线则为0。
这个行进轨迹中有两个T字路口和十字路口。
小车在这路线上行驶时会出现偏离轨道的问题，我们一般的处理办法是在小车有偏离轨道的地方立即通过软件进行调整。
例如在传感器传来001的右偏信息后，单片机马上控制P4.3等几个控制口调整PWM波的占空比使小车左转回来。
图1-3 红外探测的排列图1-2 小车运行轨迹由于小车在快速行驶时，有可能会全部偏离轨道，并且会出现十字路口和T字路口的特殊状态。
在全部偏离轨道的时候，我们一开始的处理办法是：当是直走而全部偏离轨道时调整PWM波(一般是调整CCTR3和CCTR6的值来调整占空比)使小车向右大转，它会自己找到黑线，如果是由于在调整左右偏时没来的及及时调整而偏离轨道的状况，它会保持刚才的状态，小车也会找到原来的位置。
但是这样处理小车跑下来并不流畅，改进的算法就是在小车跑离轨道时记住上一个状态，将前后两个状态一起分析后再做行驶轨迹的处理，例如当上一次状态是001而此刻状态是0000时就判为右全偏了，然后进行左调整。
在十字和T字路口的时候处理方法如下：当上面的红外传感器为0，其他全为1，时，记住此时的状态，当下一个状态为全0的时候，我们就暂时判为T字路口，此时，让小车直走0.5s，如果，此时依然为全0，则就是T字路口，小车就马上倒退到终点处，开始进行旋转360度，此时会出现碰到T形黑线的地方，我们做的处理是让它先旋转0.5s摆脱那个黑线，然后继续让它旋转，直到有传感器碰到黑线，小车就会自动调整到回去的直道上去；当没有出现刚才T字情况或者出现全1时判为十字路口，并且让它直走。
如下表所示：表1-2 算法分析表及电机运动状态红外传感器探测头电机驱动控制引脚P6.1中P6.2右P6.3左P6.4上小车状态P4.3左P5.1左P4.6右P5.3右电机动作1 0 0 1直走占空比100%占空比0%正常行驶0 0 1 ×右微偏占空比32%占空比100% 左微转1 0 1 ×右偏占空比80%占空比0%左转1 1 0 ×左偏占空比0% 占空比80%右转0 1 0 ×左微偏占空比100%占空比32%右微转1 1 1 0 T字路口占空比100%占空比50% 旋转360 1.3方案的论证及选择1.3.1 电机驱动电路的选择方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是电路简单,缺点是继电器的响应时间慢,容易易损坏,寿命较短,可靠性低。
方案二：采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压，达到分压的目的。
但电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。
而且一般的电动机电阻很小，电流很大，分压不仅回降低效率，而且实现很困难。
方案三：采用由达林顿管组成的 H型桥式电路，用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速。
H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制，是一种可以广泛采用的 PWM调速技术的器件。
这种调速方式有特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，能承受频繁的负载冲击，我选用了L298N。
1.3.2 控制方案选择方案一：选用一片CPLD作为系统的核心部件，实现控制与处理的功能。
CPLD具有速度快、编程容易、开发周期短等优点，可利用VHDL语言进行编写开发。
但CPLD在控制上较单片机有较大的劣势。
为此，我们不采用该种方案。
方案二：采用通用的51单片机，运用广泛，有良好的知识作为基础，上手很快，单本系统程序量大，需要的I/O口自然就多，51单片机难以胜任。
方案三：系统采用TI公司生产的MSP430单片机作为主控制芯片，有非常丰富的资源，6个8位并行口，其中两个有中断功能，有12位的内部外设ADC，进行AD转换，精密的比较器，强大的定时器A和B，可以产生驱动控制的PWM波，进而减少外接器件，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。
基于以上分析，我们选择方案三。
1.3.3 循迹电路方案选择方案一：可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路，这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件的变化，很可能造成误判或漏判。
方案二：采用不调制的反射式红外发射-接收器。
红外管可以代替普通的可见光管，能有效降低可见光源的干扰，尺寸小，质量轻，灵敏度高，能够准确的实施检测。
对比三种方案，综合考虑到小车的性能等问题，选择方案三。
2.硬件电路设计2.1系统原理框图设计图2-1 系统原理框图2.2接口设计2.2.1电机驱动及光电隔离电路L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。
主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V;输出电流大。
内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；使用L298N 芯片驱动电机，该芯片可以驱动两台直流电机。
电机驱动电路如下，从中，我们可以看出除了电机驱动电路，还有有TLP521-4所组成的光电隔离电路，隔离的是电机驱动电路和单片机之间电源的干扰，增加安全性，简化电路设计，较小系统误差。
2.2.2循迹及电压比较电路反射式光电传感器在有黑线的白纸上检测黑线，当检测到黑线时，红外二极管发出的光被黑线吸收，反射不到红外三极管上面，三极管电阻很大，不导通，通过电压比较器进行比较，电压比较器的反相输入端通过电阻分压维持在 1.55V，此时正相输入端的电压大于反相输入端，电压比较器输出高电平；当检测到的是白线时，反射到白线上的光不能被红外三极管吸收，电阻值大幅度减小，正相输入端的电压小于参考电压，输出低电平。
2.2.3电源电路设计在电源模块中，将直流电源输出的电压分别接到电机驱动电路和7805稳压电路，并将稳压管输出的电压给单片机MSP430，电压比较器LM393，反射式光电传感器TCRT5000,及光电隔离TLP521-4供电，保证其正常工作。
3.软件设计3.1 程序设计图3-1 主程序设计流程图图3-2 小车状态控制4.性能测试与分析4.1测试仪器序号名称型号数量备注1 直流稳压电源EM1715A 1 给电路提供电源2 万用表DM3068 1 精度6 1/23 示波器DS1102CA 1 显示波形4.2测试方案1.首先测试在自行车型的黑线上，小车能否实现如期的功能：完整的沿着黑线行走。