本文以飞思卡尔智能车竞赛为背景，使用飞思卡尔公司提供的的16位单片机MC9S12XS128为核心控制器，以CMOS摄像头OV7620为核心传感器，并在竞赛规定的统一车模平台上，构建完整的智能车系统及其调试系统。智能车通过摄像头采集跑道图像信息送入单片机，在单片机中对输入的原始图像信息进行处理，提取出赛道的特征信息，据此使用PID算法对转向和速度进行闭环控制。调试系统Bootloader可以方便地对智能车程序进行代码更新。本文智能车系统设计包括车体机械结构改装、智能车硬件和软件系统设计、调试系统设计，具体研究内容如下：（1）车体机械结构设计主要包括前轮的调节、 PCB板的形状和布局、车身底盘的改装、图像传感器、舵机以及编码器的安装等；（2）硬件电路设计部分主要包括：1）以低压差稳压芯片为核心的稳压电路，可为系统的各个模块提供了稳定、可靠的工作电源，为智能车的稳定工作提供强有力的保证；2）采用数字摄像头OV7620采集赛道信息，通过跟踪中线算法获得黑线位置的数据；3）速度采集采用欧姆龙编码器作为测速传感器，用以完成对速度的实时监测和反馈控制；4）用大功率半桥驱动芯片BTN7971搭建的H桥电机驱动电路，驱动电机稳定快速的运行；5）其它调试模块接口电路；（3）软件系统设计完成了包括图像采集及滤波算法设计、搜索黑线算法设计以及舵机和电机的PID算法设计；（4）调试系统设计使用Visual C#开发上位机软件，通过串口将Code Warrior编译生成的S19文件传输给下位机，下位机Bootloader在接收文件流的同时，解析S19文件内容，并将机器码写入Flash，从而完成单片机的串口引导加载程序。