【正文】 IFO。下面就就簡述一下它的工作流程： 圖 45 測溫程序流程圖 （ 5） 發(fā)送程序： 這個模塊也是本系統(tǒng)的難點和重點之一，因為發(fā)送模塊的好壞直接影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H效果。其程序流程圖如圖 44 所示。 （ 3）避障程序：避障部分，是這個小車的關鍵部分之一。至于該模塊的程序，其流程圖如 圖 43 所示 。還有就是，本設計使用的是 DS18B20 作為溫度傳感器，其簡單的硬件的代價是復雜的軟件，因而，要獲得準確的溫度信息，還要對其相關參數(shù)進行初始化，進入正常工作狀態(tài)。通過相關按鍵可解除警報。此時通過多功能按鍵設置子程序，可對系統(tǒng)工作方式、顯示等進行相應配置 。小車會只按照避障程序執(zhí)行相應的避障動作。 圖 41 車載系統(tǒng) 軟件總體框圖 系統(tǒng)的大致工作過程如下： 當單片機上電后，系統(tǒng)即進入初始化程序，并且開始循環(huán)檢測外部遙控輸入指令，若無當前無指令，系統(tǒng)就會自動轉(zhuǎn)入測溫程序，并將測溫結(jié)果存入緩存， 31 報 警 程 序 無線接收 程序 多功能按鍵 設置程序 數(shù)碼管顯示 程序 主 程 序 指 示 燈 程 序 進入無線發(fā)送子程序，通過 NRF24L01 模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。 29 A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS2Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS3Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS4Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS1Dpy RedCA1KR41KR51KR61KR71KR81KR91KR101KR11P00P01P02P03P04P05P06P07P20 P21 P22 P23abcdefgh 具體每個按鍵的功能設置，請參考 節(jié)（軟件設計）。 按鍵模塊 本設計在接收端設有 6 個按鍵，用于實現(xiàn)接收端各種工作狀態(tài)的控制和設定。 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，因此必須要有相應的穩(wěn)壓模塊將單片機使用的 5V 電壓轉(zhuǎn)換為 電壓。 本模塊在單片機上電工作后，會在程序初始化后進入監(jiān)聽狀態(tài)，一旦 27 檢測到有發(fā)送端的信號，就會自動進入接收模式，執(zhí)行數(shù)據(jù)接收指令。 Tx 模式初始化過程： （右邊為涉及的寄存器） 1）寫 Tx 節(jié)點的地址 TX_ADDR 2）寫 Rx 節(jié)點的地址（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 待機模式 2 1 0 1 TXFIFO 為空 待機模式 1 1 0 無正在傳輸?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。 使用時需分別對這兩個模式進行配置。 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，從單片機控制的角度來看，只需要關注 圖 314 右面的六個控制和數(shù)據(jù)信號，分別為 CSN、 SCK、 MISO、MOSI、 IRQ、 CE。 （對于 D0D3， VT的詳細意義，請參照 ） 無線溫度傳輸模塊的設計 NRF24L01 簡介 ： 如圖 314 所示，是其引腳圖。特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 本模塊的實際應用電路較復雜，工作量也較大，鑒于本小車的重點不在遙控收發(fā)模塊的設計，而在于避障、傳感等附功能，因而本設計選用了現(xiàn)成的已做好的遙控收發(fā)模塊，這樣本設計在做的過程中，就可以減少很多工作量，只需對此模塊進行相關調(diào)試即可。而間歇振蕩又是在高頻振蕩過程中產(chǎn)生的，反過來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，作為控制信號向空中發(fā)射。 無線遙控模塊的設計 一個完整的無線遙控電路由發(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，實際上是 驅(qū)動控制模塊的一個附加模塊，也是對小車功能 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，就要在小車的各個方向都要撞上避障模塊，這樣就會耗費較多系統(tǒng)資源。如圖 311所示，是其原理圖。 紅外避障模塊 圖 310 紅外避障模塊實物圖 19 紅色：接 電源高電平 黃色：接單片機，輸出 TTL 電平給單片機（加上拉電阻） 綠色（黑色）：接 GND 0V 電源低電平 如 圖 310 所示 ， 背面圖有一個電位器可以調(diào)節(jié)障礙的檢測距離，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識別。 由于 Q Q3， Q Q4 的導通和關斷是通過 Q Q6 控制，而 Q Q6的導通和關斷又是通過 P0 P05 控制的，所以電機的狀態(tài)還是通過 I/O 18 端口來控制的。 Q Q Q1 Q19 四個三極管組成四個橋臂， Q1 和 Q9 組成一組， Q11 和 Q2 組成一組， Q5 控制 11 的導通與關斷， Q7 控制 Q1 和 Q9 的導通與關斷，而 Q Q7 由 P04 和P05 控制，這樣就可以通過 P04 和 P05 控制四個橋臂的導通與關斷控制后輪電機的運行狀態(tài)，使之正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)或者停轉(zhuǎn)，進而控制小車的前進和后退。 圖 37 DS18B20 測溫電路 圖 38 獨立按鍵電路 （ 5） 獨立按鍵電路 如 圖 38 所示，獨立按鍵電路，高電平有效。低電平有效。 15 圖 34 復位電路原理圖 （ 2） 數(shù)碼管顯示電路 如 圖 35 所示， 是其實物圖，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、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。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。可實現(xiàn)對小車上的溫度數(shù)據(jù)實時接收，并進行初步分析，另外，通過按鍵進行相關設置，可實現(xiàn)準確的溫度報警功能。 13 遙控器：它是無線遙控信號的發(fā)射端，是控制小車運行的基本工具。 如圖 31 所示。 12 3 小車的硬件 設計 整個小車分為 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)碼管來顯示。 溫度顯示方案的設計 顯示屏的選擇 方案一：選擇點陣屏作為顯示終端。 測溫范圍 － 55℃～+125℃，固有測溫分辨 率 ℃。但由于其本身的不精確性，再加上輸出的信號是模擬信號，不便于單片機的直接處理，可以說運用到本設計中會太過復雜，故而本設計不宜采用此種方法。 因此，本設計 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 ,并融合了增強型 ShockBurst 技術，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。因 為 其反應靈敏，實時性好， 而且外圍電路也不復雜 ， 所以， 在實際中應用較為廣泛。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先進行特殊處理，使其只有在光源正射時才能測到信號，這樣就使光敏傳感器的返回信號更加可靠，單 9 片機一旦接到的光敏傳感 器返回的信息，便能作出正確的判斷。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線 波長和紫外線波長。經(jīng)實驗，使用超聲波傳感器探測信號時十分容易受到外界環(huán)境的影響，使單片機控制系統(tǒng)接收到許多錯誤的信息。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。因此，本設計采用直 流電機 顯得稍 為方便。而直流電機轉(zhuǎn)向需要轉(zhuǎn)換電機中的電流方向，大多數(shù)的驅(qū)動通過排列成 H 型電路的 4 個開關裝置來實現(xiàn)。 （ 2）直流電機。 圖 24 車體側(cè)視圖 7 圖 25 車體頂視圖 驅(qū)動及方 向 電機選擇方案 常見的電機有以下兩種： （ 1）步進電機。 當 考慮 到 實際 的 情況及實現(xiàn)的難易程度，本設計采用第二種方案。 如圖 2 25 所示。這種方案，轉(zhuǎn)彎時方向 很是 過于靈活， 但不易控制；且在直行 中，如果兩電機由于機械的原因而不同步，就會偏離直線。 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，本身就會消耗很多資源。所以這里就沒有采用更加高級的單片機了。 本設計的目標 1. 設計并制作可以用無線遙控控制的小車； 2． 本設計利用 PT2262/2272的編碼解碼和 DF收發(fā)模塊，實現(xiàn)小車的無線遙控（前進、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程中，檢測到前方有障礙物，可以實現(xiàn)自動停車 、報警， 并自動躲開障礙物； 4． 采用 DS18B20芯片采集溫度數(shù)據(jù) ，并通過軟件編程的形式讀取數(shù)據(jù)值。經(jīng)過 20多年的發(fā)展， 國內(nèi)在應用研究方面已發(fā)展的比較好，但是和一些發(fā)達國家相比，還存在一定的差距。這樣的結(jié)合對各種移動 探測、觀察甚至玩具市場都有重要參考價值，因此對智能小車的研究很有意義。單片機技術的不斷改進也為此創(chuàng)造了條件，所以對其更加深入的研究是很有意義的。由于是畢業(yè)設計，基于取材所限，故而采用無線控制玩具小車的方法。 附錄 2：小車的電路原理總圖 ................................