【正文】 ...... 10 溫度顯示方案的設(shè)計(jì) ................................................................................ 10 顯示屏的選擇 .................................................................................. 10 顯示方法的選擇 ...............................................................................11 3 小車的硬件 設(shè)計(jì) .................................................................................................. 12 51 最小系統(tǒng)板 ........................................................................................... 13 驅(qū)動(dòng)模塊及方向控制模塊 ........................................................................ 17 紅外避障模塊 ............................................................................................ 18 車燈模塊 .................................................................................................... 20 無線遙控模塊的設(shè)計(jì) ................................................................................ 21 無線溫度傳輸模塊的設(shè)計(jì) ........................................................................ 23 無線發(fā)送模塊 .................................................................................. 25 無線接收模塊 .................................................................................. 26 穩(wěn)壓模塊 .................................................................................................... 27 顯示模塊 .................................................................................................... 28 按鍵模塊 .................................................................................................... 28 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 30 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì) .................................................................................... 30 各模塊軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................ 32 5 整機(jī)調(diào)試 .............................................................................................................. 42 小車的訓(xùn)練調(diào)試 ........................................................................................ 42 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的調(diào)試 ........................................................................................ 42 無線遙控的調(diào)試 ........................................................................................ 43 無線溫度計(jì)的調(diào)試 .................................................................................... 45 IV 無線溫度計(jì)的按鍵及相關(guān)功能的調(diào)試 .................................................... 46 避障模塊的調(diào)試 ........................................................................................ 47 6 總結(jié)與展望 .......................................................................................................... 49 總結(jié) ......................................................................................................... 49 展望 ......................................................................................................... 50 致 謝 .......................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。其研究實(shí)力直接反映了一個(gè)國(guó)家在信息及控制領(lǐng)域的實(shí)力。由于政府對(duì)無線小車控制技術(shù)的研 2 發(fā)資助及相關(guān)技術(shù)的推動(dòng)作用，在日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)大國(guó)在智能無線控制小車技術(shù)上占據(jù)著明顯的優(yōu)勢(shì)，新近崛起的韓國(guó)在無線控制小車研發(fā)方面也逐漸走向前沿。 4 溫度 傳感 器 避障 模塊 I/O接口 AT89S52 無線 發(fā)送 模塊 無線 接收 模塊 I/O接口 2 小車方案的設(shè)計(jì) 主控方案 主控方案 包含車載模塊和接收模塊。所以在設(shè)計(jì)上，這個(gè)設(shè)計(jì)是個(gè) 獨(dú)立的模塊，使用單獨(dú)的最小系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立的控制和處理。后電機(jī)控制后 面 兩 個(gè) 輪 子 ，提供 后輪 驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退；前電機(jī)控制前 面 兩 個(gè) 輪 子 ， 是用來 控制 小車 方向 的 ，實(shí)現(xiàn)左、右 轉(zhuǎn)彎。比如 當(dāng) 要左轉(zhuǎn)時(shí)先 要 右轉(zhuǎn)，延時(shí)，再 進(jìn)行 左轉(zhuǎn)。它的控制方 法比較簡(jiǎn)單，其速度與施加的電壓成正比。 超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。 （ 2）光敏傳感器，直接根據(jù)光源的信號(hào)進(jìn)行判斷。 （ 3）反射式紅外發(fā)射接收器。 無線遙控收發(fā) 及數(shù)據(jù)傳輸 模塊設(shè)計(jì)方案 常用的無線遙控收發(fā)方案有以下幾種 : （ 1） NRF24L01 無線收發(fā)模塊。并且 易于使用 ,操作簡(jiǎn)單 ,價(jià)格便宜。采用美國(guó) DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS18B20 可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。但是控制起來有些復(fù)雜，且成本稍高。但四個(gè)數(shù)碼管，加起來卻要占用 32 個(gè) I/O 口，這對(duì) 51 單片機(jī)來說，是個(gè)極大的浪費(fèi)。在不使用小車時(shí)可以將 51 最小系統(tǒng)板板從小車上拆下來，單獨(dú)工作，以供其他研究學(xué)習(xí)之用。 數(shù)據(jù)接收器：這也是由 51 最小系統(tǒng)板組成的獨(dú)立模塊。 AT89S52 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(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。該數(shù)碼管共有 4 位，設(shè)計(jì)中用的實(shí)際數(shù)碼管為共陰極，段選時(shí)，高電平有效；位選時(shí) 低電平有效。 每個(gè)按鍵單獨(dú)對(duì)應(yīng)一個(gè) I/O 口。 Q Q Q Q4 同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，就會(huì)形成 Q Q2 回路和 Q Q4回路，就會(huì)有很大的電流經(jīng)過這 4 個(gè)三極管，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀三極管甚至引起電源爆炸。 Q Q R R C1 組成了紅外管接收電路，此時(shí)調(diào)節(jié) R4 會(huì)改變接收管的接收能力，當(dāng) R4 加大時(shí)接收特性較號(hào)，反之較差。 當(dāng)小車左轉(zhuǎn)時(shí)，左方向（綠燈）燈亮；當(dāng)小車右轉(zhuǎn)時(shí)，右方向（綠燈）燈亮；當(dāng)小車倒車時(shí)，后倒車（紅燈）燈亮。超外差原理利用本地產(chǎn)生的振蕩波與輸入信號(hào)混頻，將輸入信號(hào)頻率變換為某個(gè)預(yù)定的頻率的電路。這個(gè)頻率選低了，電路的抗干擾性能較好，接收靈敏度降低；反之亦然。 （ 2）接收模塊主要用 PT2272作為解碼芯片， DF數(shù) 據(jù)模塊作為接收模塊。 SCK：芯片控制的時(shí)鐘線（ SPI 時(shí)鐘） MISO：芯片控制數(shù)據(jù)線（ Master input slave output） MOSI：芯片控制數(shù)據(jù)線（ Master output slave input） IRQ：中斷信號(hào)。 實(shí)際使用時(shí)，該芯片的各種功能都是通過軟件配置來實(shí)現(xiàn)的。另外可通過按鍵對(duì)接收系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)配置，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 至于其工作原理，前面已有提及，這里不再贅述，本模塊的電路連接圖，如圖 319 所示。 （ 1） 車載 系統(tǒng) 車載系統(tǒng)主要包含以下各模塊： 系統(tǒng)初始化、遙控程序、避障程序 、測(cè)溫程序以及基于 NRF24L01 的無線發(fā)送程序。見下圖 42 所示。 各模塊軟件設(shè)計(jì) 1． 車載系統(tǒng) （ 1） 系統(tǒng)初始化： 通過 在程序開始時(shí)，對(duì)連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)的 P0 口置零，以防止剛 上電時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸入端兩個(gè)接口同時(shí)被加上高電平， 導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路被燒壞 。因此在程序設(shè)計(jì)上采用如上設(shè)計(jì)：前轉(zhuǎn)時(shí)，后轉(zhuǎn)無效；左轉(zhuǎn)時(shí)，右轉(zhuǎn)無效?? 為什么要這樣？這是因?yàn)椴荒茏岆姍C(jī)驅(qū)動(dòng)電路兩輸入端同時(shí)加上高電平，那樣會(huì)使瞬間電流較大，導(dǎo)致電路板燒壞。本模塊在設(shè)計(jì)之初，就只使用了一個(gè)避障模塊，置于小車的正前方，因此只能達(dá)到正前方避障的效果。 Tx Mode： PWR_UP=1。由于各模塊的初始化大都已已包含在各模塊的子程序中，這里就不再單獨(dú)列出重復(fù)表述。 對(duì)于本模塊的工作流程圖， 如圖 46 所示。注意，動(dòng)態(tài)工作模式下，系統(tǒng)發(fā)生警報(bào)時(shí)，仍舊顯示當(dāng)前溫度值。 3）模式切換： 前提：在正常顯示溫度的界面下操作 。 模式 0：表示靜態(tài)工作模式。 具體功能 如下 ： 37 ON 按第二次 開顯示 關(guān)顯示 按第一次 ON 鍵：顯示 /關(guān)閉，個(gè) /位切換； SET 鍵：開“調(diào)上限、調(diào)下限、調(diào)警報(bào)開關(guān)”界面； ADD/MODSET 鍵： +10/+1，模式設(shè)置； SUB/MOD 鍵： 10/1，模式切換； RING 鍵：警報(bào)開 /關(guān)； LOCK 鍵：當(dāng)前溫度值鎖定 /解鎖。短暫的開機(jī)畫面之后， 36 開機(jī) 開機(jī)畫面 是否顯示 Y 顯示溫度 界面 顯示 模式設(shè)置 顯示設(shè)置H 顯示設(shè)置R 顯示 報(bào)警界面 顯示設(shè)置L 按下 ON 鍵，系統(tǒng)即進(jìn)入正常顯示溫度值的狀態(tài)。 與車載系統(tǒng)的發(fā)送程序類似，只需更改部分配置，這里不再贅述。 CE=1 ( 保持超過 10us 就可以 )； Rx Mode: PWR_UP=1。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。 （ 3）避障程序：避障部分，是這個(gè)小車的關(guān)鍵部分之一。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)。此時(shí)