【正文】 602微功耗，體積小，也是符合設(shè)計(jì)要求的。1602主要參數(shù)：工作電壓： 5V對比度：可調(diào)節(jié)字符尺寸： mm 顯示方式：16列2行藍(lán)底白字圖225 1602實(shí)物圖 電源控制設(shè)計(jì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)電機(jī)會對單片機(jī)和放大電路產(chǎn)生影響，因此單片機(jī)和放大電路需要獨(dú)立供電。設(shè)計(jì)使用兩節(jié)18650電池進(jìn)行供電，通過升壓模塊LM2577對放大電路供電及穩(wěn)壓，通過降壓模塊LM2596對單片機(jī)供電及穩(wěn)壓。 藍(lán)牙無線控制設(shè)計(jì)因?yàn)橹匦略O(shè)計(jì)藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)的技術(shù)困難比較大，因此選用現(xiàn)有的穩(wěn)定可靠的藍(lán)牙耳機(jī)搭配使用。藍(lán)牙耳機(jī)接收到信號后通過LM324進(jìn)行放大后供處理器使用。LM324的主要參數(shù)：放大器數(shù)目：4個(gè)帶寬：針腳數(shù)：14工作溫度：0176。C 70176。C 3dB帶寬增益乘積：變化斜率：最大輸入偏移電壓：7mV運(yùn)放特點(diǎn)：高增益頻率補(bǔ)償運(yùn)算圖227 LM324引腳圖 安卓平臺設(shè)計(jì)安卓程序的開發(fā)使用了Eclipse + Android SDK 搭建開發(fā)環(huán)境。Eclipse是一個(gè)開源的基于JAVA的可擴(kuò)展開發(fā)平臺，其本身只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，通過插件擴(kuò)展來構(gòu)件相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境。Android SDK采用了JAVA語言，通過給Eclipse安裝ADT插件，使得Eclipse和Android SDK連接進(jìn)行程序開發(fā)。圖228 開發(fā)平臺效果圖3. 詳細(xì)設(shè)計(jì) STC89C52RC芯片的選擇小車芯片的選擇及其重要，它不僅僅是控制系統(tǒng)的核心，也是系統(tǒng)的核心計(jì)算原件。它不僅要處理速度快，更需要快速反應(yīng)，需要驅(qū)動(dòng)液晶模塊，電機(jī)模塊，超聲模塊，所以小車的主控芯片采用 STC89C52RC芯片，STC89C52RC芯片具有高可靠，超低價(jià)，低功耗，無法解密的優(yōu)良特性，這樣的的芯片才符合小車的應(yīng)用要求。STC89C52RC工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051 的0～80MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz。足以完成小車的運(yùn)作速度要求。通過改變電壓與外部時(shí)針的不同，可以改變芯片的處理速度。STC89C52RC可以運(yùn)行兩種省電模式可以降低功耗分別是：空閑模式與掉電模式。通常STC89C52RC的典型功耗是4mA7mA，而掉電模式下為，空閑模式下典型功率為2mA。低功率下的STC89C52RC將會變得更有價(jià)值，可以使電源使用時(shí)間更長，讓小車可以運(yùn)行更加持久。如圖311所示是 STC89C52RC芯片控制電路：圖311 51控制電路STC89C52RC主要功能：使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52RC為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 STC89C52RC具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52RC可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單片機(jī)的IO輸出電流并不能直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，所以需要使用L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)24V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；最大功率25W。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺直流電機(jī)。如圖321所示：圖321 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路VSS與VS分別接入+5V與+12V電壓，給芯片供電并給電機(jī)供電，Port1——Port4為單片機(jī)控制端，單片機(jī)通過對控制端發(fā)送0/1指令來控制L298完成電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，ENA，ENB為PWM輸入端，通過使用PWM進(jìn)行對電機(jī)的調(diào)速控制。OUT1——OUT4為芯片的電機(jī)控制端口。表322是L298N驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)控制方式。電機(jī)旋轉(zhuǎn)方式控制端IN1控制端IN2控制端IN3控制端IN4輸入PWM信號改變脈寬可調(diào)速調(diào)速端A調(diào)速端BM1正轉(zhuǎn)高低//高/反轉(zhuǎn)低高//高/停止低低//高/M2正轉(zhuǎn)//高低/高反轉(zhuǎn)//低高/高停止低低///高表322 控制方式 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)的主要特性：步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)信號必須為脈沖信號，沒有脈沖的時(shí)候，步進(jìn)電機(jī)靜止，如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號，就會以一定的角度(稱為步角)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。28BYJ48 5V 驅(qū)動(dòng)的4相5線的步進(jìn)電機(jī)，而且是減速步進(jìn)電機(jī)，減速比為1：64 。如果需要轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，那 么需要360/*64=4096 個(gè)脈沖信號。 步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。 改變脈沖的順序， 可以方便的改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。在小車的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)不能夠直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，所以增加了ULN2003驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路如圖322所示： 圖322 ULN2003驅(qū)動(dòng)電路在單片機(jī)的控制中通過建立數(shù)組調(diào)用端口值對與連接的ULN2003P0——P3口進(jìn)行賦值。并通過賦值來控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。如表3221和表3222所示：表3221 步進(jìn)電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)表表3222 步進(jìn)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)表 超聲波避障模塊US100超聲波測距模塊可實(shí)現(xiàn)2cm~，~，靜態(tài)功耗低于2mA，自帶溫度傳感器對測距結(jié)果進(jìn)行校正，同時(shí)具有GPIO，串口等多種通信方式，內(nèi)帶看門狗，工作穩(wěn)定可靠。模塊實(shí)物圖如圖331所示：圖331 US100實(shí)物圖本模塊共有兩個(gè)接口，即模式選擇跳線和5 Pin接口。模式選擇跳線接口。，當(dāng)插上跳線帽時(shí)為UART（串口）模式，拔掉時(shí)為電平觸發(fā)模式。小車控制采用UART模式控制。 5 ，如圖332所示： 圖332 Pin接口從左到右依次編號1，2，3，4，5。它們的定義如下： 1號Pin：接VCC電源（~）。 2號Pin：當(dāng)為UART模式時(shí)，接外部電路UART的TX端；當(dāng)為電平觸發(fā)模式時(shí)，接外部電路的Trig端。 3號Pin：當(dāng)為UART模式時(shí)，接外部電路UART的RX端；當(dāng)為電平觸發(fā)模式時(shí)，接外部電路的Echo端。 4號Pin：接外部電路的地。 5號Pin：接外部電路的地。US100控制方式：在模塊上電前，首先插上模式選擇跳線上的跳線帽，使模塊處于串口觸發(fā)模式。在此模式下只需要在Trig/TX管腳輸入0X55（波特率9600），系統(tǒng)便可發(fā)出8個(gè)40KHZ的超聲波脈沖，然后檢測回波信號。當(dāng)檢測到回波信號后，模塊還要進(jìn)行溫度值的測量，然后根據(jù)當(dāng)前溫度對測距結(jié)果進(jìn)行校正，將校正后的結(jié)果通過Echo/RX管腳輸出。輸出的距離值共兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是距離的高8位（HDate），第二個(gè)字節(jié)為距離的低8位（LData），單位為毫米。即距離值為 （HData*256 +LData）mm。 1602液晶模塊YB1602A 是一種字符型液晶模塊。共可以顯示2 行16 個(gè)字符，每個(gè)字符是由58點(diǎn)陣組成的字符塊集。YB1602A模塊控制方式如圖341所示：圖圖341 控制電路表342是YB1602A的接口說明：管腳序電平電平功能描述1VSS0V電源地2VCC電源輸入3V0－LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸入4RSH/L RS=H，表示DB0DB7為顯示數(shù)據(jù)RS=L，表示DB0DB7為指令5R/WH/LR/W=H，數(shù)據(jù)被讀到DB9DB7R/W=L，數(shù)據(jù)被寫到DB9DB76EH，H→L使能信號7DB0H/L數(shù)據(jù)線8DB1H/L數(shù)據(jù)線9DB2H/L數(shù)據(jù)線10DB3H/L數(shù)據(jù)線11DB4H/L數(shù)據(jù)線12DB5H/L數(shù)據(jù)線13DB6H/L數(shù)據(jù)線14DB7H/L數(shù)據(jù)線15BLA背光正極(LEDK﹑BLK)16BLK0V背光負(fù)極(LEDA﹑BLA)表342 YB1602A的接口說明備注：第3腳V0用來調(diào)節(jié)對比度，LCD的驅(qū)動(dòng)電壓Vop=VDDV0，此時(shí)顯示最佳對比度，可以在V0與電源地(0V)之間接一個(gè)10K的可調(diào)電位器來調(diào)節(jié)對比度。 電源控制模塊，一路接繼電器，為電機(jī)切換供電；另一路通過lm2596s穩(wěn)壓至5v為單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、超聲波模塊、1602顯示屏供電，同時(shí)接入繼電器，作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)切換供電。由lm2596s穩(wěn)壓得到的5v再由lm2577s升壓至7v為放大電路供電（，升壓電路主要作用是提供穩(wěn)壓）。LM2577電源升壓模塊，如圖351所示：圖351 LM2577電源升壓模塊LM2596特點(diǎn)：LM2596 開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A 的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。、5V、12V，可調(diào)版本可以輸出小于37V 的各種電壓。該器件內(nèi)部集成頻率補(bǔ)償和固定頻率發(fā)生器，開關(guān)頻率為150KHz，與低頻開關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。由于該器件只需4 個(gè)外接元件，可以使用通用的標(biāo)準(zhǔn)電感，這更優(yōu)化了LM2596 的使用，極大地簡化了開關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)。LM2596電源穩(wěn)壓模塊，如圖352所示：圖352 LM2596電源穩(wěn)壓模塊 藍(lán)牙無線控制模塊藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接的短程無線電技術(shù)。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是要建立通用的無線電空中接口（radio air interface）及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)，使通信和算機(jī)進(jìn)一步結(jié)合，使不