循跡小車也算是很經典的微控制器開發專案了，作為入門專案正合適。這一篇隨筆大概寫循跡小車的組成部分，之後的隨筆就根據這些組成部分來寫知識儲備，最後寫專案實現。

循跡小車組成部分可以做一個分類，分為：感測器部分，控制器部分，動作器部分。大概工作流程就跟下圖差不多：

　　看（感測器）　　　　　　　　　　　　　　想（控制器）　　　　　　　　　　　　　動（動作器）

一、感測器部分：

　　感測器是什麼？以人為例，感測器就是人的眼睛，耳朵，鼻子等可以感應外界事物的器官。那對於循跡小車來說，感測器可以是感知線路的元器件，可以是檢測輪子轉速/路程的元器件，可以是檢測小車姿態的元器件等等。採用什麼樣的感測器，決定於循跡小車的要求。這裡先介紹做簡單的循跡小車，假設路線都是在水平面上的，沒有斜坡或者障礙，而且沒有交叉路口，直角彎，銳角彎之類的，就跟下面這個跑道一樣：

　　那我們就只是感知線路就行了，對姿態控制和檢測輪子轉速/路程就沒什麼要求了。既然是從零開始做，那就先走好這個路線。對於之後的交叉路口，直角彎什麼的，就在這個基礎上再拓展。

　　再來看怎麼做到感知線路。上圖中跑道和背景的最大的區別是什麼？顯然是顏色，黑白分明。這裡我們換一種說法，灰度，黑色的程度。我們這裡假定：顏色越黑，灰度值越小。可能會有疑問，那彩色圖怎麼辦，那可真是個小機靈鬼，自己百度一下，這裡不拓展，大概內容和飽和度有關。

　　問題又變成了，哪些東西可以檢測灰度？循跡用途的灰度感測器一般有：紅外灰度感測器，線性CCD感測器，攝像頭等等。這幾種也是各有優缺點了，先看最簡單的紅外灰度感測器。淘寶上常見的紅外灰度感測器有下列這些：

 　　外形好像相差很遠，其實原理是大同小異的，具體原理我們後面再說，後面還有控制器和動作器呢。

 二、控制器部分：

 　　控制器也是多種多樣了。循跡任務比較簡單，就採用了mcu（微控制器）作為控制器。微控制器又是多種多樣的，各種架構，各種廠商，既然是從零開始，先用51微控制器吧，雖然價效比有點低，但是容易學，到了後面比較複雜的情況，51可能會捉襟見肘，但是應付上圖那個路線圖還是可以的。51微控制器大概長得跟下圖差不多：

　　別看他們長得有長條的，有四方的，生產公司有STC的，有AT的，其實用起來是差不多的。

三、動作器

　　循跡小車的動作就比較簡單啦，不是前後就是左右，就是控制電機的正反轉或者轉速。劃重點，電機！電機的種類就比較多了，有直流有刷電機，直流無刷電機，交流同步電機，交流非同步電機，交流鼠籠式非同步電機，交流繞線式非同步電機，單相非同步電機，三相非同步電機。。。學完這些，機電傳動都要學完了，從零開始做了解這些幹嘛，能動就行啦，所以我們選直流電機吧，大概是下面這些模樣：

　　直流電機通俗點說就是，接電池就會轉的電機。我們小時候玩的四驅車玩具的電機就是直流電機（130直流電機）。再進一步，直流電機一般來說，轉速都有上千轉每分鐘，假設我們小車的輪子周長為20釐米，電機轉速每分鐘1000轉，那小車的速度就是20*1000=20000cm/分鐘，也就是333cm/秒。宿舍地磚是40cm每格，那1秒就是8格磚。emmmm，如果電機轉速是2000轉呢，每秒16格磚！這是要做飛思卡爾嗎，從零開始並不會做這麼快的，打擾了。那有什麼辦法減速？減速直流電機瞭解一下。其實也就是用齒輪組，將高轉速小力氣電機變成低轉速大力氣電機。直流減速電機=直流電機+減速器，就這麼簡單。樣子大概跟下圖差不多：

　　我們選第三張圖裡面那種黃黃的，為什麼選這麼醜的？因為便宜。

四、總結

　　上面簡略說了循跡小車的幾個部分，好像真的很簡略。先有個認知吧，感測器，控制器，動作器。對應紅外灰度感測器，51微控制器，直流減速電機。下面會拆分開來詳細說的。