以AT98C51单片机为核心，制作一款红外遥控小车，使其具有自动驾驶，手动驾驶和循迹前进等功能。自动驾驶时，前进过程中可以避障。手动驾驶时，遥控控制小车前进、后退、左转、右转、加速等操作。寻迹前进时小车还可以按照预先设计好的轨迹前进。
一、系统组成及工作原理
本系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要完成红外编码信号的发射和接受、障碍物检测、轨迹检测、直流电机运行等功能。软件主要完成信号的检测和处理、设备的驱动及控制等功能。
AT89S51单片机查询红外信号并解码，查询各个检测部分输入的信号，并进行相应处理，包括电机的正反转，判断是否遇到障碍物，判断是否小车其前进中有出轨等。系统结构框图如下图所示。
二、主要硬件电路
1．遥控发射器电路
该电路的丰要控制器件为遥控器芯片HT6221，如下图所示。HT6221将红外码调制成38kHz的脉冲信号通过红外发射二极管发出红外编码。图2中D1是红外发射二极管，D2是按键指示灯。当有按键按下时D2点亮。
HT6221的编码规则是：当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，如果这个按键按下且延迟大约108ms，这108ms发射代码由一个起始码(9ms)、一个结果码(4.5ms)、低8位地址码 (9～18ms)、高8位地址码(9～18ms)、8位数据码(9～18ms)和这8位数据码的反码(9～18ms)组成。
如果按键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。按照上图的接法，K1～K8的数据码分别为：0×00，0×01，0×02，0×03，0×04，0×05，0×06，0×07。
2．红外线接收模块
该模块使用一体化红外接收头1838，其电路如下图所示。瓷片电容104为去耦电容，DOUT即解调信号的输出端，直接与单片机的P3.2口相连。
有红外编码信号发射时，输出为检波整形后的方波信号，并直接提供给单片机。
3．电机驱动模块
该模块主要由芯片L298控制两个电机的正反转，以及改变电机的转速，其电路如下图所示。
L298芯片是一种高压、大电流双全桥式驱动器。其中SENSEA、SENSEB分别为两个H桥的电流反馈脚，不用时可以直接接地。VCC，VS是接电源引脚，电压范围分别是4.5～7V、2.5～46V，设计中VCC端与单片机电源端共用5V工作电源，VS端独立接9V电源。ENA，ENB为使能端，低电平禁止输出。IN1、IN2、IN3、IN4为数据输入引脚，OUT1、OUT2、OUT3、OUT4为数据输出引脚。D1～D8是保护二极管(IN5819)，用于释放掉电机停车时产生的反向尖峰电势，否则会击坏L298。
4、障碍物检测和寻迹模块
障碍物检测和轨迹检测原理是相同的。从经济的角度考虑，该模块选用了反射式光耦，其电路如下图所示。反射式光耦由一个红外发射管和一个光敏三极管组成。LM324是电压比较器，当3脚的电平大于2脚时，输出端1脚输出高电平，反之输出低电平。高低电平值取决于LM324的2脚电平，调整电位器R23可使LM324的2脚电压为3V。
避障电路安装在小车头部的左右两边，分别用于检测左右障碍物。工作过程是：当无障碍物时，不反射红外线，光敏三极管截止，LM324的3脚在R16的上拉作用下为高电平(5V)，大于2脚电压(3V)，输出高电平；当遇到障碍物时，反射红外线，光敏三极管导通，比较器3脚接地，小于2脚电压(3V)．输出低电平。单片机根据电平的变化判断有无障碍物，当左边遇到障碍物时小车右转，当右边遇到障碍物时小车左转。
循迹电路安装在小车底部的左右两边，循迹是通过辨别黑白色来行走。工作过程是：红外发射管发出红外光，当遇到黑色，不反射红外光，比较器输出为高电平；当遇到白线，红个光反射回来，比较器输出为低电平。当左边检测到白色时小车右转，当右边检测到白色时小车左转；当两边检测到的都是黑色时小车前进，当两边检测到的都是白色时小车停止。
三、软件设计
本系统的软件用C语言编写，分为主程序，外部中断解码子程序、自动驾驶子程序、手动驾驶子程序、障碍物检测子程序、轨迹检测子程序、定时器1中断调速子程序等。主程序完成系统硬件的初始化、子程序调用等功能。主程序、解码子程序如下图所示。
改进意见
1、本设计中采用的直流电机可以改用步进电机。步进电机调速更加容易。直流电机在运动过程中，由于惯性不能立刻停止运动，但步进电机有很好的止动能力。
2、寻迹电路应该安装6个，分别安装在小车的车头底部左右两边各一个，中间底部左右两边各一个，车尾底部左右两边各一个。这样可提高小车寻迹功能的可靠性和灵敏性。
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