【正文】 ................................................. 18 附錄 1 源程序清單 ......................................................................................................... 19 附錄 2 總體實物圖 ......................................................................................................... 35 1 1 引言 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。 使用時，以 STC89C52 系列單片機為控制核心設(shè)計搖控系統(tǒng)的發(fā)射器與接收器。與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 采用專用芯片 L298N 作為電機驅(qū)動芯片。采用此種供電方式后，單片機和傳感器工作穩(wěn)定，電機工作互不影響，能夠滿足系統(tǒng)的要求。 NRF24L01無線收發(fā)模塊 采用 NRF24L01 芯片無線控制小車的前進后退及轉(zhuǎn)彎。 4 3 系統(tǒng)分析 本系統(tǒng)包括電機驅(qū)動、步進電機、無線收發(fā)等模塊。 圖 3 供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 5 4 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 主控制器模塊的設(shè)計 本設(shè)計采用了 STC89C52 芯片為主控制器，該芯片的應(yīng)用電路于其他 51 單片機完全一樣。 圖 4 單片機最小系統(tǒng) NRF24L01無線模塊的設(shè)計 NRF24L01 是 NORDIC 公司最近生產(chǎn)的一款無線通 信通信芯片，采用 FSK 調(diào)制，內(nèi)部集成 NORDI 自己的 Enhanced Short Burst 協(xié)議。嵌入式工程師或是單片機愛好者只需要為單片機系統(tǒng)預(yù)留 5 個 GPIO， 1 個中斷輸入引腳，就可以很容易實現(xiàn)無線通信的功能，非常適 6 合用來為 MCU 系統(tǒng)構(gòu)建無線通信功能。若未收到應(yīng)答，則自動重新發(fā)射該數(shù)據(jù) (自動重發(fā)已開啟 )，若重發(fā)次數(shù) (ARC)達到上 限， MAX_RT 置高， TX FIFO 中數(shù)據(jù)保留以便在次重發(fā) 。若發(fā)送堆棧中無數(shù)據(jù)且 CE 為高，則進入空閑模式 2。最后接收成功時，若 CE 變低，則 nRF24L01 進入空閑模式 1。各按鍵分別一端接地，一端接單片 機引腳。電路中的外接石英晶體及電容 C C6 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 REST上加入高電平 ,采用的辦法是在 REST 端和正電源 Vcc 之間接一個按鈕。 因為 MCS51 系列單片機采用高電平復(fù)位方式，其內(nèi)部復(fù)位電路如圖 315所示，高電平復(fù)位脈沖 RST 引腳輸入到內(nèi)部施密特觸發(fā)器整形后，送 CPU 內(nèi)部復(fù)位電路。 圖 7 復(fù)位電路 可 以使用 RC分立元件或微處理器監(jiān)控芯片構(gòu)成 MCS51單片機的外部復(fù)位電路。松開復(fù)位按鍵后，電容 C3 充電， RST 引腳電位下降，使 CPU 脫離復(fù)位狀態(tài)。只要 RST 保持高電平，則單片機就循環(huán)復(fù)位。 L298N電機驅(qū)動模塊設(shè)計 雙電機驅(qū)動芯片 L298N，性能可以滿足小車的電機控制要求，而且外圍電路比較簡單，穩(wěn)定性較好，驅(qū)動能力夠強。是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個 H 橋的高電壓大電流雙全橋式 驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號，可驅(qū)動 46V、 2A 以下的電機。 圖 11 ULN2020 原理圖 LM2596 此芯片具有輸出電壓、電流大，輸出線性好且負(fù)載可調(diào)，具有過流保護作用等特點。 12 圖 13 LM2596 LM7805 LM7805 是一片最經(jīng)典的三端線性穩(wěn)壓芯片，具有較好的線性穩(wěn)壓效果，外圍電路十分簡單，所以在本次設(shè)計中選為邏輯供電穩(wěn)壓芯片。它支持匯編、 C 語言以及混合編程，同時具備強大的軟件仿真和硬件仿真功能。在項目創(chuàng)建之前，需要為新建的項目選擇一個 CPU。 （ 2）項目設(shè)置：μ Vision 3 允許用戶為目標(biāo)硬件設(shè)置選項，可以通過工具條圖標(biāo)打開，也可以用鼠標(biāo)右擊項目窗口中的 Files 標(biāo)簽頁中的 Target1，在右鍵菜單中選擇 [Options for Targe1]命令： Output：定義 Keil 工具的輸出文件，并定義生成處理后的執(zhí)行用戶程序； Listing：定義 Keil 工具輸出的所有列表文件； C51：設(shè)置 C51 編譯器的特別工具選項； A51：設(shè)置匯編器的特殊工具選項； BL51 Locate：定義不同類型的存儲器和存儲器的不同段位置； BL51 Misc：其他的與連接器相關(guān)的設(shè)置，如警告或存儲器指示； Debug：μ Vision 3 的 Debugger 設(shè)置； Utilities：文件及其 Group 的特別選項。 ③ Memory Model：變量存 儲空間。 ④ Create Hex File：要生成 hex 文件一定要選中該選項。 （ 4） C51 標(biāo)簽：用戶通過 C51 標(biāo)簽來設(shè)置 C51 編譯器的特別的工具選項。連接器自動選擇適當(dāng)?shù)倪\行庫并連接那些用到的模塊。 （ 9） 項目編譯：項目一旦設(shè)置完成，就可以開始編譯。在編譯項目時，會在輸出窗口中出現(xiàn)錯誤信息，單擊其中一條錯誤信息，將在 源代碼窗口中出現(xiàn)錯誤的地方出現(xiàn)一個小箭頭。 圖 15 系統(tǒng)總流程圖 NRF24L01模塊程序設(shè)計 該射頻模塊集成了 NORDIC 公司生產(chǎn)的無線射頻芯片 nRF24L01。 nRF24L01_TxPacket(TxBuf)。 //設(shè)置為接收模式 nRF24L01_RxPacket(RxBuf)。 in4=1。 測試方法 先接通電源，看看系統(tǒng)能否正常工作，如果不能，可以在系統(tǒng)供電情況下，用萬用表檢測發(fā)射板和接收板各個模塊的電壓，如果出現(xiàn)電壓為 0 或者無限 大的情況，則為短路或者斷路，一一排查之后可以確定是哪個地方的問題，檢修后再次接通電源調(diào)試， 使用 protues 軟件事先調(diào)試按鍵邏輯與顯示邏輯觀察是否正常 。 在 protues 軟件當(dāng)中以單步聯(lián)調(diào)的方法，測試按鍵邏輯與 LCD1602 現(xiàn)實邏輯 在實際電路調(diào)試過程中，由于沒有深入的了解 24l01 的收發(fā)機制，導(dǎo)致第一次試驗接收器，經(jīng)常接受到亂碼，系統(tǒng)不能正常工作。 sbit key3=P3^5。 sbit key7=P2^5。 void right()。 ims。 } unsigned char TxBuf[20]={0}。 led1 = 0。 while(1) { flag1 = 0。 // Transmit Tx buffer data TxBuf[1] = 0x00。 // Transmit Tx buffer data TxBuf[2] = 0x00。 flag2 = 0。 do{ if(key5 == 1) { TxBuf[1] = 1。 } if(key1==1) { TxBuf[2] = 1。 flag1 = 1。 flag2 = 0。 do{ if(key6 == 1) { TxBuf[1] = 1。 } if(key1==1) { TxBuf[2] = 1。 flag1 = 1。 } } flag1 = 0。 // Transmit Tx buffer data TxBuf[3] = 0x00。 // Transmit Tx buffer data TxBuf[2] = 0x00。 24 flag2 = 0。 do{ if(key5 == 1) { TxBuf[3] = 1。 } if(key2==1) { TxBuf[2] = 1。 flag1 = 1。 flag2 = 0。 do{ if(key6 == 1) { TxBuf[3] = 1。 } if(key2==1) { TxBuf[2] = 1。 flag1 = 1。 } } if(key3 == 0) { delay(3)。 while(!key3)。 } } if(key4 == 0) { delay(3)。 while(!key4)。 } } if(key7 == 0 amp。 nRF24L01_TxPacket(TxBuf)。 } } if(key7 == 1amp。 // Transmit Tx buffer data TxBuf[13] = 0x00。 flag4 ==0 ) //前進 { delay(5)。 led1 = 1。 flag4 == 1) { TxBuf[15] = 1。 } } } include include unsigned char RxBuf[20]={0}。 sbit ena = P3^3。 sbit in3 = P3^5。 sbit shuibong = P0^0。 for(i=0。 j++)。 EA=0。//低電平觸發(fā) EX0=1。 in2=0。 speedb=0。 led1 = 0。 nRF24L01_RxPacket(RxBuf)。 in4=1。 in2=0。 led1 = 0。 in4=0。 in2=0。 led1 = 1。 in4=0。 in2=0。 led1 = 1。 in4=0。 nRF24L01_RxPacket(RxBuf)。 RxBuf[9]=0。 stepper_motor_right()。 led1 = 1。 } if( RxBuf[13]==1) { fengshan = 0。 RxBuf[14]=0。 led1 = 0。 delay(speed)。 delay(speed)。 T++。 else enb=1。 附錄 2 總體實物圖 系統(tǒng)實物圖