【文章內(nèi)容簡介】 構(gòu)件相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境。Android SDK 采用了 JAVA語言，所以需要安裝 以上版本，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)。基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車15圖228 開發(fā)平臺效果圖基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車163. 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，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 將會變得更有價值，可以使電源使用時間更長，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)基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車1780C51 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，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器/計(jì)數(shù)器，一個6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。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，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 電機(jī)驅(qū)動模塊 直流電機(jī)驅(qū)動控制單片機(jī)的 IO 輸出電流并不能直接驅(qū)動直流電機(jī)，所以需要使用 L298N 電機(jī)驅(qū)動模塊。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 H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機(jī)和步進(jìn)電動機(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)動電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動一臺兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動兩臺直流電機(jī)。如圖 321 所示：基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車18圖 321 直流電機(jī)驅(qū)動電路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)動直流電機(jī)控制方式。表 322 控制方式 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制步進(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)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進(jìn)角） 。可以通過控制脈沖個來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的電機(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 B正轉(zhuǎn) 高 低 / / 高 /反轉(zhuǎn) 低 高 / / 高 /M1停止 低 低 / / 高 /正轉(zhuǎn) / / 高 低 / 高反轉(zhuǎn) / / 低 高 / 高M(jìn)2停止 低 低 / / / 高基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車19目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，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)動才可以運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動信號必須為脈沖信號，沒有脈沖的時候，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。轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比。28BYJ48 5V 驅(qū)動的 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 ，步進(jìn)角為 。如果需要轉(zhuǎn)動 1 圈，那 么需要360/*64=4096 個脈沖信號。 步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性。 改變脈沖的順序， 可以方便的改變轉(zhuǎn)動的方向。在小車的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)不能夠直接驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，所以增加了 ULN2022驅(qū)動電路來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動電路如圖 322 所示： 圖 322 ULN2022 驅(qū)動電路在單片機(jī)的控制中通過建立數(shù)組調(diào)用端口值對與連接的 ULN2022P0——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：基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車20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~ 的非接觸測距功能，擁有~ 的寬電壓輸入范圍，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接口，即模式選擇跳線和 5 Pin 接口?；诎沧渴謾C(jī)的遙控超聲波避障智能小車21模式選擇跳線接口。模式選擇跳線的間距為 ，當(dāng)插上跳線帽時為UART（串口）模式，拔掉時為電平觸發(fā)模式。小車控制采用 UART 模式控制。 5 Pin 接口為 間距的彎排針，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（供電范圍 ~） 。 2 號 Pin：當(dāng)為 UART 模式時，接外部電路 UART 的 TX 端；當(dāng)為電平觸發(fā)模式時，接外部電路的 Trig 端。 3 號 Pin：當(dāng)為 UART 模式時，接外部電路 UART 的 RX 端；當(dāng)為電平觸發(fā)模式時，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 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字節(jié)，第一個字節(jié)是距離的高 8 位（HDate） ，第二個字節(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 個字符，每個字基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車22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1 VSS 0V 電源地2 VCC 電源輸入3 V0 － LCD驅(qū)動電壓輸入4 RS H/L RS=H，表示DB0DB7為顯示數(shù)據(jù)RS=L，表示DB0DB7為指令5 R/W H/L R/W=H，數(shù)據(jù)被讀到DB9DB7R/W=L，數(shù)據(jù)被寫到DB9DB76 E H，H→L 使能信號7 DB0 H/L 數(shù)據(jù)線8 DB1 H/L 數(shù)據(jù)線9 DB2 H/L 數(shù)據(jù)線10 DB3 H/L 數(shù)據(jù)線11 DB4 H/L 數(shù)據(jù)線12 DB5 H/L 數(shù)據(jù)線13 DB6 H/L 數(shù)據(jù)線14 DB7 H/L 數(shù)據(jù)線15 BLA 背光正極(LEDK﹑BLK)16 BLK 0V 背光負(fù)極(LEDA﹑BLA)表342 YB1602A的接口說明基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車23備注：第3腳V0用來調(diào)節(jié)對比度，LCD的驅(qū)動電壓Vop=VDDV0，YB1602的Vop，此時顯示最佳對比度，可以在V0與電源地(0V)之間接一個10K的可調(diào)電位器來調(diào)節(jié)對比度。 電源控制模塊智能小車供電鋰電池輸出 電壓，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，同時接入繼電器，作為電機(jī)驅(qū)動切換供電。由 lm2596s 穩(wěn)壓得到的 5v 再由 lm2577s 升壓至 7v 為放大電路供電（調(diào)整放大倍數(shù)由 直接為放大電路供電在電機(jī)啟動時會造成干擾，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)動電流，同時具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有 、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：基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車24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)，為固定與移動設(shè)備通信環(huán)境建立一個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，使不同廠家生產(chǎn)的便攜式設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)具有互用、相互操作的性能（interoperability） 。其程序?qū)懺谝粋€ 9mm9mm 的微芯片中。在 android 遙控模塊我們采用藍(lán)牙技術(shù)來無線傳輸信息，因?yàn)閷Π沧肯到y(tǒng)藍(lán)牙驅(qū)動不是很了解，短期內(nèi)不容易驅(qū)動，所以我們用成熟的藍(lán)牙耳機(jī)傳送特定頻率的正弦波信號，并且將信號通過 lm324 進(jìn)行電壓放大，達(dá)到 STC89C52RC芯片所需的 TTL 電平。芯片通過 T1 計(jì)數(shù)器檢測單位時間內(nèi)高電平個數(shù)，以便識別所發(fā)出的特定信號后，單片機(jī)將進(jìn)行判斷，從而進(jìn)行執(zhí)行特定的工作。在準(zhǔn)確性方面我們通過兩次記錄高電平個數(shù)，然后比較兩次是否相同，防止波形失真對信號造成影響以此提高了智能車執(zhí)行命令的準(zhǔn)確性?；诎沧渴謾C(jī)的遙控超聲波避障智能小車25如圖 361 所示，大康牌藍(lán)牙耳機(jī)：圖 361 大康牌藍(lán)牙耳機(jī) 安卓平臺模塊控制平臺采用安卓平臺，主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化之后，智能手機(jī)連接藍(lán)牙耳機(jī)后啟動控制程序，通過程序控制小車的行為。安卓端控制程序使用 Eclipse 搭配 Android SDK 進(jìn)行開發(fā)。通過安裝 ADT插件，使得開發(fā)者能夠可視化開發(fā)安卓應(yīng)用程序，可視化編程是與傳統(tǒng)的編程方式相比而言的，指的是無須編程，僅通過直觀的操作方式即可完成界面的設(shè)計(jì)工作。因此對于程序的界面布局，是通過相關(guān)控件的添加和設(shè)置來完成，而真正的控制代碼，則是通過對于相關(guān)控件的操作的響應(yīng)事件來完成的。事件是可以被控件識別的操作，如按下確定按鈕，選擇某個單選按鈕或者復(fù)選框。每一種控件有自己可以識別的事件，如窗體的加載、單擊、雙擊等事件。當(dāng)產(chǎn)生了一個事件，系統(tǒng)將會通過某種途徑調(diào)用類中的有關(guān)處理這個事件的方法或者觸發(fā)控件事件的對象就會調(diào)用該控件所有已注冊的事件處理程序，以達(dá)到事件的響應(yīng)和處理。而在該控制程序中，對于用戶的一個具體操作事件會調(diào)用相應(yīng)的處理程序，從而發(fā)射不同的信號，達(dá)到與小車通信的目的。基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車264. 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 系統(tǒng)安裝 檢查元件的好壞按電路圖買好元件后首先檢查買回元件的好壞，按各元件的檢測方法分別進(jìn)行檢測，一定要仔細(xì)認(rèn)真。而且要認(rèn)真核對原理圖是否一致，在檢查好后才可上件、焊件，防止出現(xiàn)錯誤焊件后不便改正。 放置、焊接各元件按原理圖的位置放置各元件，在放置過程中要先放置、焊接較低