目录
省流助手（方案清单）
前言
一、小车模型
二、电机
三、电源
1、电池：
2、PCB电源选择：
3、MCU供电方案：
4、MCU和电机的供电方案：
四、主控MCU最小系统
五、电机驱动
1、让电机动起来：（电机驱动芯片）
2、电机正反转：
3、调速：
六、光电传感器红外对管模块
七、显示器
LCD1602.c
LCD1602.h
八、蓝牙遥控车
九、整体小车制作与调试过程
1、小车的组装：
2、前进后退：
3、加速减速：
4、左转右转：
5、调试过程：
总结
省流助手（方案清单）
单片机：89C52或STC12足以
电机驱动：TB6612
红外对管：TCRT5000红外反射式光电传感器
电压比较器：LM393或LM339
显示器：LCD1602
蓝牙：HC06或HC05
前言
循迹小车可能是很多刚学习51单片机的同学会接触到的一个项目或者比赛。对于整辆循迹小车，硬件部分和软件部分的占比是五五开的，但硬件和软件都不是很困难。下面我就分模块并结合PCB进行介绍。
这个是小车循迹的演示：51单片机循迹小车-CSDN直播
一、小车模型
小车模型比较简单，我采用的是下面这一款车模，长260mm，宽140mm，高35.5mm。车身板子是亚克力材质。
然后对于我们制作的PCB电路板要安装在小车哪个位置的问题，小车车身板子上是有预留很多M3的铜柱定位孔，制作PCB时可放置对应的定位孔以便PCB板可以用铜柱固定在小车上。这样的好处是PCB板容易拆卸，一旦PCB电路有问题方便拆下来检查和更换。
二、电机
与上面小车模型相互配套的电机是130直流电机（带减速箱），如图
电机
工作电压：3-6V （实测电压是可以上到12V的） ； 减速比：1：48 ； 双轴（两边白色的轴就是双轴的含义）
这种电机是可以接测速码盘的，电机有凸起标志端为车轮安装端，另一端为测速码盘安装端，如图
三、电源
1、电池：
这个时候，可能就有小伙伴在犹豫要用什么电池，多少伏的电池。
首先排除一个选项：普通的5号电池。有的同学可能会去尝试把4颗5号电池串联得到6V去驱动整辆车子（其实我当时就这么干过>_<），电压虽然够了，但电流不够整辆车子运作，即使可以也支撑不了整辆车子跑完一圈。
那么得用什么呢？18650电池是首选。正常单颗18650电池是3.7V，当然我们没必要买单一的电池和电池槽来串联得到12V，这样很麻烦而且不安全，网上有很多也很常见的现成12V或7.4V电池组，自带充电放电保护板，还有配套充电器充电。
电池还有一个重要参数（mAh）：比如3000mAh是什么意思，指的是这颗电池可以以3000mA电流大小放电1小时。当然如果你是放电电流大小是1000mA，那么它就可以放电3小时。
（购买电池的时候记得买充电器）
2、PCB电源选择：
上面说了常见的18650电池组有12V和7.4V两种，那么我们的PCB板子要用12V还是7.4V呢？
一句话：“小孩子才做选择，而我全到要”。我们的PCB板可同时装载12V和7.4V的电池组接口（如图），这样如果调试的时候7.4V没法满足你的需求时，方便换上12V电池。
警告：不要把两颗电池同时接上去，别以为同时接上去就是19.4V。-_-
3、MCU供电方案：
如果了解过单片机的同学可能就知道，单片机是有最大工作电压的，就STC89C52而言，它的最大输入电压为5V，这时你如果用7.4V或12V电池直接给单片机供电，很快就会闻到一股烧焦的味道（不要去尝试啊！）。
那得怎么办，很明显我们需要把7.4V或12V的电池电压降压到5V，再给单片机供电，这里就需要介绍一下降压稳压芯片和模块了，有多个方案给大家选择。
方案一：7805
输入电压范围不大于35V，输入输出压差2V，最大输出电流1.5A，下图为原理图，其原理简单，使用方便。但是其不足之处就是效率低，特别是压差越大时其效率越低。可将输入芯片的7V~20V电压，稳定输出为5.0V电压。
注意：该元件一般与散热片同步使用
方案二：LM2596（我本人比较喜欢用的）
这是一款常用的开关电源芯片，最高输入电压为40V，最高输出电压为37V，LM2596有4个版本，3个固定输出版本3.3V、5V、 12V，以及一个ADJ可调版本，最大输出电流3A，转换效率可达80%~90%左右，使用DCDC模块1205模块实现12V转5V输出，使用1205模块进行电压转换原理也简单，还有一个优点就是输入与输出隔离，该芯片输 出功率2W，最大输出电流400mA。
电路图可参考：
5V版本：
ADJ可调版本：
在这个电路中，我放置了两个六角开关和两个排针充当电压检查点，这样的设计是比较安全的，电池接入时，可先用万用表测一下输入电压检测点，电池电压正常的情况下按下输入开关，电流开始流经LM2596进行降压稳压，之后再用万用表测一下输出电压检测点看看输出是否是5V，如果正常，按下输出开关，电流就可以进入你的MCU主板了。
（做个设想，如果没有这两个六角开关和检查点，一旦电池接入后某个环节出问题，可能就会把LM2596芯片甚至连同单片机一起烧坏。）
4、MCU和电机的供电方案：
有人肯定会问，我单片机用5V，那我电机还怎么用7.4V或12V呢？
这个问题很好解决的啦！如图：
四、主控MCU最小系统
芯片的选型是一个工程的开始。
对于简易循迹小车来说，普通的89C52是可以满足它的要求的，或者可以直接用STC12单片机（89C52的升级版），因为循迹小车有时候需要对车速进行控制，需要使用到PWM的知识，89C52可以通过定时器生成PWM波形的，但STC12不一样，它有几个IO口是可以直接输出PWM波形的，而且很精确，很方便我们控制小车车速。STC12完全兼容89C52的代码所有会用89C52基本就会STC12。（而且便宜，成本低^_^）。
除了STC12是89C52的升级版，还有STC15，STC8（终极版）等很多型号（我本人很喜欢用STC8，如果89C52学得差不多的同学可以去入手STC8，它的功能很强大很丰富）。
当然，只要钱到位，直接上STM32肯定能解决问题，不过我个人认为做一个简易的循迹小车用STM32有点杀鸡用牛刀的感觉，成本有点高（不过复杂的循迹小车比如飞卡那种，基本都是上STM32的）。
五、电机驱动
首先说一说电机在整辆车子中需要实现的动作：加减速、正反转、停止。
1、让电机动起来：（电机驱动芯片）
当然是通电它就转起来了呀！
给电机两端加上5V或者7.4V12V的电压，电机就开始嘎嘎转起来。所有这时很多同学就会根据这个原理，使用单片机的两个IO口，让一个IO口为高电平另一个为低电平，然后杜邦线接在电机上，试着给电机两端一个电压，接着就会发现电机连转都不转，理都不理你，或者也可能会非常敷衍地进行低速转动，让你感受人生的大起大落。
（别慌！很多人都是从这样过来的，吃一堑长一智。）
为什么不动？首先电机转动的前提是电压够，而且还得电流够，很多单片机的IO口输出电流是很小的，完全不足以驱动电机。
“单片机是一个大脑，可以起发号施令的作用，但绝对不要让大脑来做苦力”
这时候就需要一个叫做电机驱动芯片或者电机驱动模块的东西了，单片机给电机驱动芯片发送命令，让电机驱动芯片为单片机做苦力，这里也有多个方案。
方案一：ULN2003（不推荐）
如果用过某51单片机开发板可以就会接触到这个芯片，但首先声明这个芯片主要是为步进电机服务的，它可以驱动普通的电机并控制速度，但没法让电机正反转。所有这里不做考虑。
方案二：L298N
L298N是一款可接受高电压、大电流双路全桥式电机驱动芯片，工作电压可达46V，输出电流最高可至4A，通过控制主控芯片上的I/O输入端，直接通过电源来调节输出电压，即可实现电机的正转、反转、停止，由于电路简单，使用方便，通常情况下L298N可直接驱动继电器（四路）、螺线管、电磁阀、直流电机（两台）以及步进电机（一台两相或四相）。
管脚功能和电路图如下：
我本人是不怎么喜欢用这个芯片的，首先是因为它的模块和整体电路占的体积过大，10*10的板子至少占了四分之一。 
方案二：TB6612
TB6612FNG 是一种驱动 IC，用于带低导通电阻器的 LD MOS 结构中带输出晶体管的 DC 马达。可利用 IN1 和 IN2 这两个输入信号，选择 CW，CCW，短路制动器、和停机等四种模式的其中一种模式。
电源电压 VM = 15 V(最大值)；输出电流 I OUT = 1.2 A(平均值)/3.2 A (峰值)；输出低导通电阻器：0.5 Ω (高+低典型值@ VM ≥ 5 V)
管脚功能：
控制方法：
电路图（非模块）：
这是我比较喜欢用的电机驱动芯片，主要是体积很小，接线方便精简，而且便宜。
2、电机正反转：
电机的正反转涉及到H桥的知识点，比较简单，在这里不进行介绍。
我就拿TB6612电机驱动芯片举例子，一颗TB6612芯片可接两个电机。
操作可以简单的概括为：
当AIN1=1；AIN2=0时，电机正转
当AIN1=0；AIN2=1时，电机反转。
PWMA是输入PWM波形进行小车调速，当然，你如果想全速前进的话，PWMA可以直接接5V。
3、调速：
调速需要使用到PWM的知识，CSDN上有很多更详细的文章可以学习，这里就不做讲解了
六、光电传感器红外对管模块
首先有一个知识点需要知道：黑色会吸收所有色光，白色反射所有色光。
可以使用TCRT5000红外反射式光电传感器。
TCRT5000红外反射式光电传感器也称红外对管，蓝色LED状的为红外发射管，黑色LED状的为红外接收管。
红外对管的内部图：红外发射管内部是LED灯，红外接收管内部是三极管
原理就是：红外发射管不断发射红外线，当红外线碰撞到白色会放射回红外线，红外接收管可以接收到反射回的红外线，其内部的三极管导通开始流过电流。当红外线碰撞到黑色不会放射回红外线，红外接收管没有接收到反射回的红外线，其内部的三极管不导通没有电流。所有，我们要做的就是用单片机检测红外接收管（三极管）的发射极有没有电压，如果没有电压则证明检测到了黑线。
但是如果用单片机来直接采集原始的发射极电压，对于没学过ADC的同学会有点麻烦，即使学过有时也会有意想不到的问题。
所有为了操作方便，我们需要一块芯片来单独处理三极管输出的电压，然后把三极管输出电压的高低判断转化为数字信号1和0发送给单片机，这样单片机只需要判断1和0就可以了。
有两种芯片可以选择LM393或LM339，这两款芯片差不多，区别就是LM393一次性可以接两个红外对管，LM339一次性可以接四个红外对管。
电路图如下：（使用的是LM393）
那么对于这个电路图，可能会问的几个问题：
（1）那个蓝白电位器是干什么的？
之前说LM393是用来判断三极管输出电压高低的，那么怎么样才算高，怎么样才算低。高和低的判断需要一个参考系，蓝白电位器让VCC分压给芯片通过一个参考系电压。举个例子：参考系电压为2.5V，那么这时候如果红外接收管输出电压小于2.5V，则判断为低电平，如果输出电压大于2.5V，则判断为高电平。
（2）原理图旁边的LED灯是干什么的？
LM393的输出的输出数字信号1和0，那我们在芯片的输出端加上LED灯，如果输出1，LED灭；输出0，LED亮。这样的好处是方便我们观察红外对管是否检测到黑线，也方便了后面调试。（说句心里话，这个LED灯很重要，有LED灯时的调试时间至少比没有LED灯时的调试时间少一半）。
七、显示器
在满足整辆车子能用情况下，做点拓展，可以加个显示屏显示时间，速度什么的。
对于新手，LCD1602就很香的。当然学得深一点的可以用OLED屏幕（不过89C52好像没法用OLED，内存不够）。
LCD1602.c
#include <REGX52.H>//引脚配置：
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0//函数定义：
/*** @brief LCD1602延时函数，12MHz调用可延时1ms* @param 无* @retval 无*/
void LCD_Delay()
{unsigned char i, j;i = 2;j = 239;do{while (--j);} while (--i);
}/*** @brief LCD1602写命令* @param Command 要写入的命令* @retval 无*/
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_DataPort=Command;LCD_EN=1;LCD_Delay();LCD_EN=0;LCD_Delay();
}/*** @brief LCD1602写数据* @param Data 要写入的数据* @retval 无*/
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_DataPort=Data;LCD_EN=1;LCD_Delay();LCD_EN=0;LCD_Delay();
}/*** @brief LCD1602设置光标位置* @param Line 行位置，范围：1~2* @param Column 列位置，范围：1~16* @retval 无*/
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{if(Line==1){LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));}else if(Line==2){LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));}
}/*** @brief LCD1602初始化函数* @param 无* @retval 无*/
void LCD_Init()
{LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口，两行显示，5*7点阵LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开，光标关，闪烁关LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后，光标自动加一，画面不动LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位，清屏
}/*** @brief 在LCD1602指定位置上显示一个字符* @param Line 行位置，范围：1~2* @param Column 列位置，范围：1~16* @param Char 要显示的字符* @retval 无*/
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{LCD_SetCursor(Line,Column);LCD_WriteData(Char);
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给字符串* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param String 要显示的字符串* @retval 无*/
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=0;String[i]!='\0';i++){LCD_WriteData(String[i]);}
}/*** @brief 返回值=X的Y次方*/
int LCD_Pow(int X,int Y)
{unsigned char i;int Result=1;for(i=0;i<Y;i++){Result*=X;}return Result;
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给数字* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param Number 要显示的数字，范围：0~65535* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5* @retval 无*/
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');}
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param Number 要显示的数字，范围：-32768~32767* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5* @retval 无*/
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;unsigned int Number1;LCD_SetCursor(Line,Column);if(Number>=0){LCD_WriteData('+');Number1=Number;}else{LCD_WriteData('-');Number1=-Number;}for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');}
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~4* @retval 无*/
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i,SingleNumber;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;if(SingleNumber<10){LCD_WriteData(SingleNumber+'0');}else{LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');}}
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~16* @retval 无*/
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');}
}
LCD1602.h
#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__//用户调用函数：
void LCD_Init();
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);#endif
八、蓝牙遥控车
有的同学可能会玩点花的，接上个蓝牙，做成蓝牙遥控车，这里蓝牙可以用HC05或HC06，需要学习到串口知识
然后什么是主机从机?
从机：从机蓝牙只能乖乖地等待别的主机蓝牙来连接它
主机：主机蓝牙可以主动去找别的从机蓝牙连接
主从一体机：主从一体机蓝牙可以配置为从机也可以配置为主机，通过AT指令设置（自行CSDN学习，放心，很简单）
如果你想用手机控制，使用从机就好，手机充当主机；如果你还想搞个遥控器，那就需要买一个从机和一个主从一体机。
九、整体小车制作与调试过程
首先整辆小车可以实现的动作有：前进后退，加速减速，左转右转
1、小车的组装：
买的时候是有说明书的，跟着装就对了，不过我不知道是不是我运气问题，我的车模轮子特别难装，需要暴力出奇迹。
然后就是电机接线问题：一个TB6612可以接两个电机，但我们小车有四个轮子，怎么办呢？
方法一：如图，这样可以确保小车两边的电机是同时转的。
方法二：如图，一块TB6612不够就用两块嘛，反正又不贵-_-，而且这样可以精确控制到每个轮子，包括在转向也可以更精确，我是比较喜欢这种。
2、前进后退：
那就是把所有轮子调为全部正转或反转咯
3、加速减速：
得去学习PWM调速的知识
4、左转右转：
我使用的车模的单个车轮是不可以转向的，所有我们只能使用差速转向——比如小车右边轮子前进，左边轮子后退，那么整辆车的效果就是向右转。
5、调试过程：
做任何设计，过程是非常重要，如果把整个过程划分好步骤，分为多个阶段性小过程，那对整个设计来说有事半功倍的效果。
接下来就说说制作和调试的过程的一些阶段性步骤如图：（这是我本人制作时所使用也认为比较好，容错率比较高的一种调试过程）
总结
有可能调试小车的时间会比制作小车的时间长，不过都是正常现象。大家如果看其他资料可能会看到一个叫PID的东西，PID可以让小车转向很丝滑，不过可能对于新手来说有点烧脑。实现简易的循迹小车完全不用用到PID，如果你想尝试一下PID也行，不过先把小车的基本功能完全实现了再说。
基本把整辆车子的设计方案都介绍了一下，不过都是我个人制作过程中的选型和心得看法，仅供参考，并不是专业介绍。欢迎大家提供更好的方案。
