1．系统分析
按照设计要求，比较了光电传感器和CMOS图像传感器的优缺点。红外传感器相对简单，程序处理也不是很复杂，但是前瞻距离很小；CMOS图像传感器前瞻距离大，采样信息量大，便于分析前方路径信息，但是其程序处理相对比较复杂，时序控制要求很严格，对单片机速度要求较高。本设计分别采取以CMOS图像传感器和光电传感器为基础设计寻线系统。并设计手持显示系统实现对智能车运行参数的监控。
2．系统设计结构图
按照预定设计的要求，上图为本系统的结构图。系统力求简单高效，在满足设计目标要求的情况下，使硬件结构最简单，从而提高了系统的性价比和可靠性。
3．硬件电路设计方案
智能车电路系统主要由单片机最小系统、电源模块、道路检测模块、速度检测模块、加速度检测模块、电机驱动模块模块构成，同时，为了方便后期调试，智能车上添加了无线通讯模块。电路系统框图如下图所示。
4．单片机最小系统
单片机最小系统是整个智能车电路系统的核心，包括单片机供电电路、时钟电路、复位电路、滤波电路、BDM接口电路等。下图为单片机最小系统板电路原理图。
控制器、测速码盘以及各个芯片的工作电压是5V，5V稳压模块采用了低压差串联稳压芯片LM2576-5为核心的线性串联稳压电源，如下图所示。摄像头的工作电压是9V;舵机和电机的供电可以直接通过电池(7.2V)供电，加速度传感器、无线模块为3.3V供电。
MC9S12X系列单片机的时钟输入接口在其34(EXTAL)和35(XTAL)引脚上，通常是接一个16MHz的晶振体。
复位电路使用了飞思卡尔的专用复位芯片MC34064，可以在低压情况下产生一个复位信号，也可在手动按键的触发下产生可靠的复位信号，这有利于MCU的稳定复位。
电源滤波部分的电路加入了滤波电容、稳压二极管，为单片机提供安全，稳定和纯净的电源，同时并接一个发光二极管来指示单片机的工作状态。根据需要在上述设计的基础上又添加了串口通讯接口和BDM接口。
5．道路检测模块设计
普通CCD图像传感器通过隔行扫描的方式采集图像上的点，当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与之对应的电压值，然后将此电压值转换为一维的视频模拟信号输出。
系统使用LM1881视频同步分离集成块来获取视频同步信号，并将同步信号连入单片机中断输入端口。
视频采集驱动主要由×S128的内部AD转换和视频分离电路完成。考虑到性价比，本系统的光电检测采用的是反射式红外线光电传感器，红外发射、接收对管的型号为204、264。
6．舵机控制和接口设计
智能车控制系统采用Futeba3010型舵机，实验中发现直接用电池电压对舵机进行驱动也可以正常工作。
7．电机驱动电路设计
通过比较多种电机驱动方案（如MC33886电机驱动，分立元器件电机驱动等），最终确定IR3220S的电机驱动。
8．速度传感器
通过对光电测速和旋转编码器测速两种方案进行比较，最终选择了500线旋转编码器并采用皮带传动的方式来进行测速。
9．无线通讯模块接口设计
无线收发芯片nRF2401支持多点间通信，最高传输速率超过1Mbit/s，而且比蓝牙具有更高的传输速度。其电源电压范围为1.9～3.6V，可工作在-40—+850C的温度范围内，灵敏度为-90dbm：nRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4~2.5GHzISM频段，该芯片采用ShockBurst发射模式，工作速率可达到1Mbps．因此智能车的运行不会受到发射的干扰。无线模块配置接口CE、CS用单片机的I/O来控制。
10．加速度检测模块设计
MMA7260是Freescale公司设计生产的采用MEMS工艺制作的低价格低功耗单芯片集成三轴加速度传感器．2.2～3.6V单电源供电，工作电流小于500UA(睡眠模式仅有3μA)，可测量0～350Hz±69范围内动态或静态加速度，±1.5g量程时分辨率为800mV/g，以模拟电压信号形式输出，体积仅为6mm×6mm×1.45mm；可对车体微小振动和整车倾斜角度同时进行监测。其电路图如下图所示。
11．液晶显示及按键电路
12864-12汉字图形点阵液晶显示模块可显示汉字、图形、ASCII码和自定义字形，内置8192个16x16的中文汉字、128个8×16字符以及64×256点阵显示RAM。本设计采用四个按键进行程序控制。每个按键对应XS128单片机的一个I/O（分别对应PEO-PE3）。
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