【正文】 計(jì)方案 WIFI 智能小車 需 要由 WIFI 模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、核心控制模塊、攝像頭模塊等構(gòu)成。 整機(jī)系統(tǒng) 如圖 21 所示 。 項(xiàng)目 系統(tǒng)包括路由器、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)、電平轉(zhuǎn)換電路、電源電路、舵機(jī)、攝像頭、蜂鳴器電路 、燈光電路 等。 路由器用于接收電腦等終端設(shè)備發(fā)送的指令和將攝像頭采集到的視頻信號(hào)傳送到電腦等終端設(shè)備；單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個(gè)小車的控制核心，控制 著 各個(gè)模塊統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以使電機(jī)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)、 反轉(zhuǎn)，從而使車體產(chǎn)生前進(jìn) 、 后退 、 轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作；電機(jī)的作用就是使整個(gè)車體運(yùn)動(dòng)；電平轉(zhuǎn)換電路是將路由器輸出的 串口電平轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能判斷的 高低 電平；電源電路作用是為整個(gè)小車系統(tǒng)共電；舵機(jī)制作成云臺(tái)，然后裝上攝像頭，使攝像頭 可實(shí)現(xiàn)上下、水平方向 180 度旋轉(zhuǎn)路由器模塊 89C52單片機(jī) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 蜂鳴器電路 照明電路 攝像頭 電腦控制終端 電機(jī) 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 5 頁 共 52 頁 調(diào)節(jié) ；攝像頭用于采集視頻信號(hào)；蜂鳴器電路用于報(bào)警提示；照明電路為小車在夜間行駛提供照明。 整機(jī)工作原理 由電腦終端，通過 WIFI 無線網(wǎng)絡(luò)連接到路由器，再通過電腦應(yīng)用軟件，向路由 器發(fā)送控制命令及數(shù)據(jù)。路由器接收到數(shù)據(jù)后通過內(nèi)部的串口發(fā)送軟件，將接收到 的命令和數(shù)據(jù)，通過路由器串口發(fā)送到 89C52 單片機(jī)的串口 端 ，單片機(jī)接收到這些命令后執(zhí)行相應(yīng)的指令，如：驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)、舵機(jī)運(yùn)動(dòng)、蜂鳴器鳴叫、照明電路的開關(guān)等。 視頻信號(hào)，通過攝像頭采集之后通過路由器發(fā)送到電腦終端，并在其應(yīng)用軟件中顯示攝像頭采集到的視頻信號(hào)。 系統(tǒng)方案的選擇與比較 方案一：選擇網(wǎng)上已經(jīng)經(jīng)過改裝過的 wifi 小車專用的 TP—LINK WR703N 無線路由器做為我們 wifi 小車的 wifi 連接模塊，使用 MSP430g2553 單片機(jī)作為 wifi 小車的控制芯片。自己再夠買元器件，自己搭接電源、驅(qū)動(dòng)電 路及單片機(jī)最小系統(tǒng)。 方案二：利用網(wǎng)上大家公認(rèn)做 wifi 小車較好的大亞 db120wg 無線路由器，作為我們的 wifi 智能小車的 wifi 連接模塊，使用我們教學(xué)用的 51 系列單片機(jī) 89C52 做為我們wifi 智能小 車 的控制芯片。利用手里面現(xiàn)有的一些電源、驅(qū)動(dòng)等模塊等制作我們的 wifi智能小車。 方案選擇：基于我們對(duì)成本和制作性的考慮我們選取的是方案二。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 共 52 頁 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) DB120WG 無線路由器 路由器如圖 31： 路由器內(nèi)部如圖 32 所示 。 刷機(jī)固件介紹 固件 wifirobotsopenwrtRG100A_DB120cfe 固件說明： Ser2 已設(shè)置開機(jī)啟動(dòng) 圖 31 db120wg 路由器 圖 32 路由器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁 共 52 頁 mjpg_streamer 開機(jī)啟動(dòng)。攝像頭只有 2 種驅(qū)動(dòng)， uvc 和 301，目前開機(jī)mjpg_streamer 缺省啟動(dòng)了 301 攝像頭， 301 攝像頭無需設(shè)置直接 跳到第 3 步 ， uvc 需要修改下即可 ssh 登陸后， vi etc/，找到攝 301 像頭參數(shù) mjpg_streamer b i r 640x480 f 30 o p 8080 w /web修改為 uvc 參數(shù)mjpg_streamer b i r 352x288 f 15 y o p 8080 w /web然后在 putty 命令行下輸入 chmod 777 /etc/enable 啟動(dòng)該配置文件 重啟路由 器 ， 301 攝像頭設(shè)置完成。 支持 Luci/web 管理 ,錯(cuò)誤設(shè)置后不能進(jìn)入的，可以長(zhǎng)按復(fù)位鍵 回初始模式 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 ， 目前是 AP 模式， IP:。 刷機(jī)步驟 網(wǎng)線連接電腦和路由器的 LAN1（靠近電源那個(gè)網(wǎng)口，升級(jí)只能使用此口，有的版本絲印不是 LAN1，反正記住靠近電源的那個(gè)口即可），電腦 IP 設(shè)置為 ， ；設(shè)置完成點(diǎn) 擊 網(wǎng)絡(luò)鄰居， 選擇 屬性，選擇升級(jí)用的有線網(wǎng)口，右鍵點(diǎn)修復(fù)。 用 USB TTL 線接好路由的 GND、 RXD、 TXD 三條線（ VCC 電源千萬別接，會(huì)燒路由），打開 putty，選好端口號(hào)，端口號(hào)請(qǐng)查看電腦設(shè)備管理器，設(shè)置波特率為115200，點(diǎn)擊下面的 Open。 路由器通電，接線且設(shè)置正確的話， putty 窗口應(yīng)該出現(xiàn)路由器的信息，在通電3 秒內(nèi)，按下鍵盤的回車鍵，阻止路由器 CFE 啟動(dòng) ， 這時(shí)候應(yīng)出現(xiàn) CFE。 輸入小寫 e a， e a 之間有個(gè)回車鍵， 然后 再 按下 y， 點(diǎn)擊 回車，路由器開始擦除清除原系統(tǒng)固件 。 清除之后，路由會(huì)持續(xù)輸出很多命令行，且不會(huì)停止，我們不用管，關(guān)掉路由電源 。 重新打開路由電源，和第四 步 一樣，通電 3 秒內(nèi)按下回車鍵阻止 CFE 繼續(xù)啟動(dòng)打開瀏覽器，輸入 ，應(yīng)看到上傳固件的的選擇文件， putty 窗口也會(huì)出現(xiàn)路由器升級(jí)進(jìn)度信息，此時(shí)千萬不要斷電，理論上此時(shí)斷電會(huì) 刷壞路由器 ，升級(jí)完成后，耐心等待 5 分鐘，路由器會(huì)自動(dòng)重啟 。 等待路由啟動(dòng)后，等待幾分鐘再次重啟一次路由，打開網(wǎng)頁 ，輸入密碼登陸進(jìn)入路由器的 設(shè)置，將路由器的無線網(wǎng)絡(luò)開啟，只有這樣電腦等終端設(shè)備才能通過 wifi 信號(hào)和路由器連接。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 8 頁 共 52 頁 用 putty 登陸路由，轉(zhuǎn)到 /etc/，可以看到一個(gè) 文件，打開它可以看到路由串口的配置信息，默認(rèn)配置的波特率是 9600,8 位數(shù)據(jù)位， 1 位停止位，無校驗(yàn)位。完成之后需要設(shè)定 mjpgstreamer 和 ser2 隨機(jī)啟動(dòng)，不然沒法正常工作。 由于我使用的攝像頭是 301 芯片的，在電腦上顯示會(huì)花屏，所以還需要對(duì)腳本進(jìn)行修改，其操作 步驟 如下： 具體步驟： a、登陸路由器 ： tel (IP 地址根據(jù)你的路由器實(shí)際地址而定 )。 b、編輯腳本 /etc/： vi /etc/（在 START=80 后面增加一行killall mjpg_streamer，修改后的腳本看下面內(nèi)容。） !/bin/sh /etc/ START=80 killall mjpg_streamer start() { mjpg_streamer b i r 640x480 f 15 o – p 8080 w /web mjpg_streamer b i r 352x288 f 15 y o output_. so p 8080 w /web ser2 } stop(){ killall mjpg_streamer killall ser2 } c、保險(xiǎn)起見，修改 wificar 腳本權(quán)限 。 chmod 777 d、重啟路由器 。 sync； sync； reboot 插 上 301 芯片 的攝像頭，在電腦上打開我們的一個(gè) wifi 小車的控制界面軟件，選擇 wifi 控制模式，然后打開視頻，這時(shí)我們可以看到一個(gè)穩(wěn)定視頻信號(hào)通過路由器無 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁 共 52 頁 線傳送到了我們的電腦終端，至此說明我們路由器刷機(jī)及其配置完成。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)主控芯片是 宏晶 公司 MCS51 系列單片機(jī)中的 89C52。 主控制芯片 89C52 89C52 是 宏晶 公司 MCS51 系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，它采用 ETC 公司可靠的 CHMOS 工藝技術(shù)制造的高性能 8 位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 的 HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合 了 HMOS 的高速和高密度技術(shù)及 CHMOS 的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于 80C51 增強(qiáng)型單片機(jī)版本，集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場(chǎng)合。89C52 內(nèi)置 8 位 中央處理單元 、 256 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM、 8k 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ ROM） 32 個(gè)雙向輸入 /輸出 (I/O)口、 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器和 5 個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu) ，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。此外， 89C52 還可工作于低功耗模式，可通過兩種 軟件 選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié) CPU 而 RAM定時(shí)器 、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存 RAM 數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。 89C52 有 PDIP(40pin)和 PLCC(44pin)兩種封裝形式。 主要功能特性： 標(biāo)準(zhǔn) MCS51 內(nèi)核和指令系統(tǒng)。 2 、 32 個(gè)雙向 I/O 口。 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器。 向上或向下定時(shí)計(jì)數(shù)器。 6 個(gè)中斷源。 全雙工串行通信口。 —幀錯(cuò)誤偵測(cè)。 —自動(dòng)地址識(shí)別。 空閑和掉電節(jié)省模式。 片內(nèi) 8kROM（可擴(kuò)充 64kB 外部存儲(chǔ)器）。 1 256x8bit 內(nèi)部 RAM（可擴(kuò)充 64kB 外部存儲(chǔ)器）。 1時(shí)鐘頻率 。 1改進(jìn)型快速編程脈沖算法。 1 工作 電壓。 1布爾處理器。 1 4 層優(yōu)先級(jí)中斷結(jié)構(gòu)。 1兼容 TTL 和 CMOS 邏輯電平。 1 PDIP(40)和 PLCC(44)封裝形式。 管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為 高阻 輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁 共 52 頁 它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 ―1‖時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉 電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 ―1‖時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3 口寫入 ―1‖后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為 輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口作為 STC89C52 的一些特殊功能口，管腳備選功能 ： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器 件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 11 頁 共 52 頁 在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起用。另外，該引腳被略微拉高。如 果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，