【正文】 IFO。下面就就簡(jiǎn)述一下它的工作流程： 圖 45 測(cè)溫程序流程圖 （ 5） 發(fā)送程序： 這個(gè)模塊也是本系統(tǒng)的難點(diǎn)和重點(diǎn)之一，因?yàn)榘l(fā)送模塊的好壞直接影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)際效果。其程序流程圖如圖 44 所示。 （ 3）避障程序：避障部分，是這個(gè)小車的關(guān)鍵部分之一。至于該模塊的程序，其流程圖如 圖 43 所示 。還有就是，本設(shè)計(jì)使用的是 DS18B20 作為溫度傳感器，其簡(jiǎn)單的硬件的代價(jià)是復(fù)雜的軟件，因而，要獲得準(zhǔn)確的溫度信息，還要對(duì)其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行初始化，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。通過(guò)相關(guān)按鍵可解除警報(bào)。此時(shí)通過(guò)多功能按鍵設(shè)置子程序，可對(duì)系統(tǒng)工作方式、顯示等進(jìn)行相應(yīng)配置 。小車會(huì)只按照避障程序執(zhí)行相應(yīng)的避障動(dòng)作。 圖 41 車載系統(tǒng) 軟件總體框圖 系統(tǒng)的大致工作過(guò)程如下： 當(dāng)單片機(jī)上電后，系統(tǒng)即進(jìn)入初始化程序，并且開始循環(huán)檢測(cè)外部遙控輸入指令，若無(wú)當(dāng)前無(wú)指令，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入測(cè)溫程序，并將測(cè)溫結(jié)果存入緩存， 31 報(bào) 警 程 序 無(wú)線接收 程序 多功能按鍵 設(shè)置程序 數(shù)碼管顯示 程序 主 程 序 指 示 燈 程 序 進(jìn)入無(wú)線發(fā)送子程序，通過(guò) NRF24L01 模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。 29 A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS2Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS3Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS4Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS1Dpy RedCA1KR41KR51KR61KR71KR81KR91KR101KR11P00P01P02P03P04P05P06P07P20 P21 P22 P23abcdefgh 具體每個(gè)按鍵的功能設(shè)置，請(qǐng)參考 節(jié)（軟件設(shè)計(jì)）。 按鍵模塊 本設(shè)計(jì)在接收端設(shè)有 6 個(gè)按鍵，用于實(shí)現(xiàn)接收端各種工作狀態(tài)的控制和設(shè)定。 28 100uFC4Cap2100uFC5Cap2VCC輸出AMS11172OUT3+1*2AMS1117 圖 318 穩(wěn)壓模塊電路圖 顯示模塊 顯示模塊是接收端的重要部分。這是由于NRF24L01 的正常工作電壓是 左右，因此必須要有相應(yīng)的穩(wěn)壓模塊將單片機(jī)使用的 5V 電壓轉(zhuǎn)換為 電壓。 本模塊在單片機(jī)上電工作后，會(huì)在程序初始化后進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，一旦 27 檢測(cè)到有發(fā)送端的信號(hào)，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入接收模式，執(zhí)行數(shù)據(jù)接收指令。 Tx 模式初始化過(guò)程： （右邊為涉及的寄存器） 1）寫 Tx 節(jié)點(diǎn)的地址 TX_ADDR 2）寫 Rx 節(jié)點(diǎn)的地址（主要是為了使能 Auto Ack） RX_ADDR_P0 3）使能 AUTO ACK EN_AA 4）使能 PIPE 0 EN_RXADDR 5）配置自動(dòng)重發(fā)次數(shù) SETUP_RETR 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器狀態(tài) 接收模式 1 1 1 發(fā)射模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在 TXFIFO 寄存器中 發(fā)射模式 1 0 1→ 0 停留在發(fā)射模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機(jī)模式 2 1 0 1 TXFIFO 為空 待機(jī)模式 1 1 0 無(wú)正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 掉電模式 0 26 GND1VCC2CE3CSN4NRF24L01SCK5MOSI6MISO7IRQ8*4NRF24L01VCC P33P13P14P12P11P326）選擇通信頻率 RF_CH 7） 配置發(fā)射參數(shù)（低噪放大器增益、發(fā)射功率、無(wú)線速率） RF_SETUP 8) 選擇通道 0 有效數(shù)據(jù)寬度 Rx_Pw_P0 9）配置 24L01 的基本參數(shù)以及切換工作模式 CONFIG。 使用時(shí)需分別對(duì)這兩個(gè)模式進(jìn)行配置。 CE：芯片的模式控制線。 圖 314 NRF24L01 引腳圖 24 NRF24L01 的 功能 框圖如 圖 315 所示，從單片機(jī)控制的角度來(lái)看，只需要關(guān)注 圖 314 右面的六個(gè)控制和數(shù)據(jù)信號(hào)，分別為 CSN、 SCK、 MISO、MOSI、 IRQ、 CE。 （對(duì)于 D0D3， VT的詳細(xì)意義，請(qǐng)參照 ） 無(wú)線溫度傳輸模塊的設(shè)計(jì) NRF24L01 簡(jiǎn)介 ： 如圖 314 所示，是其引腳圖。特別適合多發(fā)一收無(wú)線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 本模塊的實(shí)際應(yīng)用電路較復(fù)雜，工作量也較大，鑒于本小車的重點(diǎn)不在遙控收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)，而在于避障、傳感等附功能，因而本設(shè)計(jì)選用了現(xiàn)成的已做好的遙控收發(fā)模塊，這樣本設(shè)計(jì)在做的過(guò)程中，就可以減少很多工作量，只需對(duì)此模塊進(jìn)行相關(guān)調(diào)試即可。而間歇振蕩又是在高頻振蕩過(guò)程中產(chǎn)生的，反過(guò)來(lái)又控制著高頻振蕩器的振蕩和間歇。 （ 2）具有較高的選擇性和較好的頻率特性。如果是多路控制可以采用每一路寬度不同的方波，或是頻率不同的方法去調(diào)制高頻載波，組成一組組的已調(diào)制波，作為控制信號(hào)向空中發(fā)射。 無(wú)線遙控模塊的設(shè)計(jì) 一個(gè)完整的無(wú)線遙控電路由發(fā)射部分和接收部分組成。 圖 312 避障模塊接線圖 車燈模塊 車燈模塊，實(shí)際上是 驅(qū)動(dòng)控制模塊的一個(gè)附加模塊，也是對(duì)小車功能 21 DS1LED2DS2LED2DS3LED2DS4LED2DS5LED2DS6LED21KR13Res21KR14Res21KR15Res21KR16Res21KR17Res21KR18Res2左方燈 右方向燈 后倒車燈紅燈P03P02P05綠燈 綠燈的完善 ，使其更加人性化。 由于避障本身的局限性，要想全方位的避障，就要在小車的各個(gè)方向都要撞上避障模塊，這樣就會(huì)耗費(fèi)較多系統(tǒng)資源。如圖 311所示，是其原理圖。 紅外避障模塊 圖 310 紅外避障模塊實(shí)物圖 19 紅色：接 電源高電平 黃色：接單片機(jī)，輸出 TTL 電平給單片機(jī)（加上拉電阻） 綠色（黑色）：接 GND 0V 電源低電平 如 圖 310 所示 ， 背面圖有一個(gè)電位器可以調(diào)節(jié)障礙的檢測(cè)距離，一旦調(diào)節(jié)好電位器（如調(diào)節(jié)好的最大距離 60cm）則在有效距離內(nèi)（如 40cm 處有障礙物、 10cm 處有障礙物）則輸出低電平，低電平剛好給單片機(jī)識(shí)別。 由于 Q Q3， Q Q4 的導(dǎo)通和關(guān)斷是通過(guò) Q Q6 控制，而 Q Q6的導(dǎo)通和關(guān)斷又是通過(guò) P0 P05 控制的，所以電機(jī)的狀態(tài)還是通過(guò) I/O 18 端口來(lái)控制的。 Q Q Q1 Q19 四個(gè)三極管組成四個(gè)橋臂， Q1 和 Q9 組成一組， Q11 和 Q2 組成一組， Q5 控制 11 的導(dǎo)通與關(guān)斷， Q7 控制 Q1 和 Q9 的導(dǎo)通與關(guān)斷，而 Q Q7 由 P04 和P05 控制，這樣就可以通過(guò) P04 和 P05 控制四個(gè)橋臂的導(dǎo)通與關(guān)斷控制后輪電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，使之正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)或者停轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制小車的前進(jìn)和后退。 圖 37 DS18B20 測(cè)溫電路 圖 38 獨(dú)立按鍵電路 （ 5） 獨(dú)立按鍵電路 如 圖 38 所示，獨(dú)立按鍵電路，高電平有效。低電平有效。 15 圖 34 復(fù)位電路原理圖 （ 2） 數(shù)碼管顯示電路 如 圖 35 所示， 是其實(shí)物圖，具體電路如圖 331 所示（見 節(jié)） ?？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。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)小車上的溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收，并進(jìn)行初步分析，另外，通過(guò)按鍵進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度報(bào)警功能。 13 遙控器：它是無(wú)線遙控信號(hào)的發(fā)射端，是控制小車運(yùn)行的基本工具。 如圖 31 所示。 12 3 小車的硬件 設(shè)計(jì) 整個(gè)小車分為 四 大部分： 51 最小系統(tǒng)板、車體部分、數(shù)據(jù)接收器、遙控器。 方案二：動(dòng)態(tài)顯示方案。 顯示方法的選擇 方案一：靜態(tài) 顯示方案。 方案二：用普通的七段數(shù)碼管來(lái)顯示。 溫度顯示方案的設(shè)計(jì) 顯示屏的選擇 方案一：選擇點(diǎn)陣屏作為顯示終端。 測(cè)溫范圍 － 55℃～+125℃，固有測(cè)溫分辨 率 ℃。但由于其本身的不精確性，再加上輸出的信號(hào)是模擬信號(hào)，不便于單片機(jī)的直接處理，可以說(shuō)運(yùn)用到本設(shè)計(jì)中會(huì)太過(guò)復(fù)雜，故而本設(shè)計(jì)不宜采用此種方法。 因此，本設(shè)計(jì) 的遙控裝置 采用這種模塊。 （ 2） PT2262/2272 固定碼編碼發(fā)射接收模塊 。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊 ,并融合了增強(qiáng)型 ShockBurst 技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。因 為 其反應(yīng)靈敏，實(shí)時(shí)性好， 而且外圍電路也不復(fù)雜 ， 所以， 在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。紅外發(fā)射管通電 以后，發(fā)射管將發(fā)射出紅 外線。 這需要光敏傳感器能及時(shí)反饋可靠的信息，而光敏傳感器擁有很高的靈敏度，為了抗干擾還可以把光敏傳感器預(yù)先進(jìn)行特殊處理，使其只有在光源正射時(shí)才能測(cè)到信號(hào)，這樣就使光敏傳感器的返回信號(hào)更加可靠，單 9 片機(jī)一旦接到的光敏傳感 器返回的信息，便能作出正確的判斷。它的敏感波長(zhǎng)在可見光波長(zhǎng)附近，包括紅外線 波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，使用超聲波傳感器探測(cè)信號(hào)時(shí)十分容易受到外界環(huán)境的影響，使單片機(jī)控制系統(tǒng)接收到許多錯(cuò)誤的信息。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。因此，本設(shè)計(jì)采用直 流電機(jī) 顯得稍 為方便。而直流電機(jī)轉(zhuǎn)向需要轉(zhuǎn)換電機(jī)中的電流方向，大多數(shù)的驅(qū)動(dòng)通過(guò)排列成 H 型電路的 4 個(gè)開關(guān)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （ 2）直流電機(jī)。 圖 24 車體側(cè)視圖 7 圖 25 車體頂視圖 驅(qū)動(dòng)及方 向 電機(jī)選擇方案 常見的電機(jī)有以下兩種： （ 1）步進(jìn)電機(jī)。 當(dāng) 考慮 到 實(shí)際 的 情況及實(shí)現(xiàn)的難易程度，本設(shè)計(jì)采用第二種方案。 如圖 2 25 所示。這種方案，轉(zhuǎn)彎時(shí)方向 很是 過(guò)于靈活， 但不易控制；且在直行 中，如果兩電機(jī)由于機(jī)械的原因而不同步，就會(huì)偏離直線。 圖 22 數(shù)據(jù)接收模塊主控圖 遙控器組成框圖 如圖 23 所示。由于采用NRF24L01 作為數(shù)據(jù)接收器，本身就會(huì)消耗很多資源。所以這里就沒有采用更加高級(jí)的單片機(jī)了。 本設(shè)計(jì)的目標(biāo) 1. 設(shè)計(jì)并制作可以用無(wú)線遙控控制的小車； 2． 本設(shè)計(jì)利用 PT2262/2272的編碼解碼和 DF收發(fā)模塊，實(shí)現(xiàn)小車的無(wú)線遙控（前進(jìn)、后退、左前轉(zhuǎn)、右前轉(zhuǎn)、左倒車、右倒車、停車） ； 3． 如果在小車正常行駛的過(guò)程中，檢測(cè)到前方有障礙物，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車 、報(bào)警， 并自動(dòng)躲開障礙物； 4． 采用 DS18B20芯片采集溫度數(shù)據(jù) ，并通過(guò)軟件編程的形式讀取數(shù)據(jù)值。經(jīng)過(guò) 20多年的發(fā)展， 國(guó)內(nèi)在應(yīng)用研究方面已發(fā)展的比較好，但是和一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在一定的差距。這樣的結(jié)合對(duì)各種移動(dòng) 探測(cè)、觀察甚至玩具市場(chǎng)都有重要參考價(jià)值，因此對(duì)智能小車的研究很有意義。單片機(jī)技術(shù)的不斷改進(jìn)也為此創(chuàng)造了條件，所以對(duì)其更加深入的研究是很有意義的。由于是畢業(yè)設(shè)計(jì)，基于取材所限，故而采用無(wú)線控制玩具小車的方法。 附錄 2：小車的電路原理總圖 ................................