智能遥控小车论文.docx

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智能遥控小车论文

电子设计竞赛论文

所在院系：

通信与信息工程学院

题目：

遥控小车

作者：

华伟锋朱志刚张凡

摘要4

第一章方案设计与论证

1.1主控系统4

1.2电机驱动模块4

1.3测距系统5

1.4LCD显示模块6

1.5电源模块7

第二章软件设计

2.1总体设计7

2.2主板设计框图8

第三章程序设计

（1）

主程序9

（2）

液晶程序9

（3）

超声波程11

（4）

红外程序13

（5）

温度模块15

结束

参考文献

实物图

摘　要：

利用遥控器对小车进行遥控，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现运动的功能，用超声波进行测距，无线传输数据，用12864来显示。

其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。

关键词：

遥控小车；STC89C52单片机；L298N；超声波，12864，

第一章方案设计与论证

根据要求，确定如下方案：

在现有玩具电动车的基础上，加装光电检测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。

这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。

1.1主控系统

采用单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，的性能指标。

其关键在于实现小车的自动控制，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。

这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。

因此，这种方案是一种较为理想的方案。

针对本设计特点——多开关量输入的复杂程序控制系统，不能用精简I/O口和程序存储器的小体积单片机，D/A、A/D功能也不必选用。

根据这些分析,我选定了STC89C52单片机作为本设计的主控装置，51单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，程序空间多达8K，对于本设计也绰绰有余，更可贵的是51单片机价格非常低廉。

在综合考虑了NRF24l01、四部电机的驱动等诸多因素后，我们决定采用一片单片机，充分利用STC89C52单片机的资源。

1.2电机驱动模块

我选用了L298N（如图2.2）。

这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。

因此决定采用使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。

1.3测距模块

US-100超声波测距模块，在此模式下只需要在TX管脚输入0X55（波特率9600），系统便可发出8个40KHZ的超声波脉冲，然后检测回波信号。

当检测到回波信号后，然后根据当前温度对测距结果进行校正，将校正后的结果通过Echo/RX管脚输出。

输出的距离值共两个字节，第一个字节是距离的高8位（H），第二个字节为距离的低8位（L），单位为毫米。

即距离值为（H*256+L）mm。

1.4LCD显示模块

采用12864来显示无线模块接收的信息。

1.5电源模块

用蓄电池通过稳压芯片供电，其优点是可稳定的提供12V电压，然后经过L7805降压到稳定的5V。

给单片机供电，通过遥控的控制小车的前进与后退，从单片机上输出的5V给液晶等供电，显示距离和温度。

第二章软件设计

总体设计

智能小车采用四轮驱动，共用2个驱动板来驱动，通过遥控的控制小车进行基本的前进，后退，向左，向右，在前进的时候通过超声波的数据收集和DS18B20的温度数据收集，显示在12864液晶屏上，对于步进电机的控制，则需要遥控的控制，对其向左收集数据和向右收集数据。

2.1总体设计

主流程图

2.2主板设计框图

第三章程序设计

（1）主程序

#include

#include

typedefunsignedintuint;

typedefunsignedcharuchar;

#include"12864.h"

#include"chaoshengbo.h"

#include"ds.h"

#include"hongwai.h"

//#include"bujin.h"

voidmain（）

{

init_12864（）;

TMOD=0x11;//使用定时器T0的模式1定时器T0的模式1

EA=1;//开启总中断

ET1=1;//定时器T1中断允许

TH1=0;

TL1=0;

EX0=1;//开外中断0

EX1=1;//开外部中断1

IT1=0;//电平触发

ET0=1;//定时器T0中断允许

TR0=0;while

（1）

{

display_CHAO（）;

display_ds（Get_Temperature（））;

}

}

（2）液晶程序

sbitRS=P3^0;//用作并口模式寄存器选择时：

高为数据，低位指令；用作串口片选信号时高为有效，低位失效

sbitRW=P3^4;//用作并口模式时：

高为读，低为写；串口时为串口数据线

sbitE=P3^5;//并口时为读写起始脚，也可作串口连续输入

voiddelay（uintz）

{

uintx,y;

for（x=z;x>0;x--）

for（y=20;y>0;y--）;

}

voidbusy（）

{

RS=0;//用作并口，高为数据，低为指令；

RW=1;//用作并口，高为读，低为写；

E=1;//使能有效

while（（P2&0x80）==0x80）;//在基本指令中，读取显示RAM数据。

其中D7为忙标志位BF，当BF为1时表示忙

E=0;

}

voidwrite_data（uchardate）

{

busy（）;//先检测是否为非忙

RS=1;//RS高为写数据

RW=0;//RW低为写数据

E=1;

P2=date;//把写的数据给P2口

delay（40）;//延时让把数据读入

E=0;

}

voidwrite_com（ucharcom）

{

busy（）;//先检测是否为非忙

RS=0;//RS为低写指令

RW=0;//RW为低为写数据

E=1;

P2=com;//把写的指令给P2口

delay（40）;

E=0;

}

voidinit_12864（）

{

delay（1000）;

RW=0;//低为写

write_com（0x30）;//功能设定1:

八位2:

基本指令集（没有顺序）

write_com（0x0c）;//开显示（无游标、不反白）

write_com（0x01）;//清除显示，并且设定地址指针为00H

write_com（0x06）;//指定在资料的读取及写入时，设定游标的移动方向及指定显示的移位

}

voidstr（uchar*p）

{while（*p>0）

{write_data（*p）;

p++;

delay（20）;

}

}

（3）超声波程序

sbitRX=P3^6;

sbitTX=P3^7;

sbitpause=P3^3;

unsignedlongS=0;

bitflag=0;

uinttime=0;

voidConut（void）

{

time=TH1*256+TL1;

TH1=0;

TL1=0;

S=（time*1.7）/100;

write_com（0x80）;

str（"此刻距离:

"）;

if（（S>=700）||flag==1）

{

flag=0;

write_com（0x80+5）;

str（"_.__"）;

}

elseif（S<20）

{

pause=0;

}

else

{

write_com（0x80+5）;write_data（0x30+S%1000/100）;

str（"."）;//写小数write_data（0x30+S%1000%100/10）;//数字显示函数write_data（0x30+S%1000%100%10）;

str（"M"）;

}

}

voidds1（）interrupt3//中断溢出标志

{

flag=1;

RX=0;

}

voidStart（）

{

TX=1;//800MS启动一次模块

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

TX=0;

}

voiddisplay_CHAO（）

{

uinti;

Start（）;//启动模块

for（i=7500;i>0;i--）

{

if（RX==1）

{

TR1=1;//开启计数

while（RX）;//当RX为1计数并等待

TR1=0;//关闭计数

Conut（）;//计算

}

}

}

voidInt1（void）interrupt2

{

pause=1;//关闭外中断1

P0=0x00;

write_com（0x01）;

write_com（0x80）;

str（"太近危险！

"）;//

}

（4）红外程序

sbitIR=P3^2;//将IR位定义为P3.2引脚

sbitzhishideng=P1^0;//指示灯

unsignedinti=500;

unsignedchara[4];//储存用户码、用户反码

unsignedintLowTime,HighTime;//储存高、低电平的宽度

ucharcodetable[]={0x09,0x0c,0x06,0x03};//步进电机转动位码

uinti;

voiddelay_z（ucharz）//步进电机延时

{

ucharx,y;

for（x=z;x>0;x--）

for（y=110;y>0;y--）;

}

voiddeal_1（）//步进电机正转

{

intj=30;、

while（j--）

for（i=0;i<4;i++）

{

P1=table[i];

delay_z（50）;

}

}

voiddeal_2（）//步进电机反转

{

intj;

j=30;

while（j--）

for（i=0;i<4;i++）

{

P1=table[3-i];

delay_z（50）;

}

}

voidzhishi（）//指示灯函数

{

unsignedchari=200,j=125;

zhishideng=0;

while（i--）

while（j--）;

zhishideng=1;

}

bitDeCode（void）//单片机解码函数

{

unsignedchari,j;

unsignedchartemp;//储存解码出的数据

for（i=0;i<4;i++）//连续读取4个用户码和键数据码

{

for（j=0;j<8;j++）//每个码有8位数字{

temp=temp>>1;//temp中的各数据位右移一位，因为先读出的是高位TH0=0;//定时器清0

TL0=0;//定时器清0

TR0=1;//开启定时器T0

while（IR==0）;//如果是低电平就等待，低电平计时

TR0=0;//关闭定时器T0LowTime=TH0*256+TL0;//保存低电平宽度

TH0=0;//定时器清0

TL0=0;//定时器清0

TR0=1;//开启定时器T0

while（IR==1）;//如果是高电平就等待

TR0=0;//关闭定时器T0HighTime=TH0*256+TL0;//保存高电平宽度if（（LowTime<460）||（LowTime>660））return0;//如果低电平长度不在合理范围，则认为出错，停止解码if（（HighTime>460）&&（HighTime<660））temp=temp&0x7f;//如果高电平时间在560微秒左右，则该位是0if（（HighTime>1500）&&（HighTime<1900））temp=temp|0x80;//如果高电平时间在1680微秒左右，则该位是1

}

a[i]=temp;//将解码出的字节值储存在a[i]

}

if（a[2]==~a[3]）return1;//验证键数据码和其反码是否相等,一般情况下不必验证用户码

else{return0;}

}

voidInt0（void）interrupt1

{

EX0=0;/关闭外中断0，不再接收二次红外信号的中断，只解码当前红外信号

TH0=0;//定时器T0的高8位清0

TL0=0;//定时器T0的低8位清0

TR0=1;//开启定时器T0

while（IR==0）;//如果是低电平就等待，给引导码低电平计时

TR0=0;//关闭定时器T0

LowTime=TH0*256+TL0;//保存低电平时间

TH0=0;//定时器T0的高8位清0

TL0=0;//定时器T0的低8位清0

TR0=1;//开启定时器T0

while（IR==1）;//如果是高电平就等待，给引导码高电平计时

TR0=0;//关闭定时器T0

HighTime=TH0*256+TL0;/保存引导码的高电平长度if（（LowTime>8500）&&（LowTime<9500）&&（HighTime>4200）&&（HighTime<4800））//如果是引导码,就开始解码,否则放弃。

{

if（DeCode（）==1）//执行遥控解码功能

{

if（a[2]==0x43）{P0=0x00;}//如果按下停

if（a[2]==0x45）{P0=0x69;}//如果按下左

if（a[2]==0x46）{P0=0x96;}//如果按下右

if（a[2]==0x47）{P0=0xaa;}//如果按下前进

if（a[2]==0x40）{P0=0x55;}//如果按下后退

if（a[2]==0x16）{deal_1（）;}//如果按下

if（a[2]==0x19）{deal_2（）;}//如果按下后退x

if（a[2]==0x0d）{P1=0X00;}//如果按下后退x

}

zhishi（）;//指示灯闪烁，表示正确解析红外信号并进行相关操作，且有适当延时

}

EX0=1;//开启外中断EX0

}

（5）温度模块

/*

温度模块DQ=P3^1;液晶第二行显示

*/

sbitDQ=P3^1;

uinttemp;

voiddelay_ds（unsignedchari）

{

while（--i）;

}

voidInit_Ds18b20（void）

{

DQ=1;

delay_ds

（1）;

DQ=0;//单片机拉低总线

delay_ds（250）;

DQ=1;//释放总线，即拉高了总线

delay_ds（100）;//确保能让DS18B20发出存在脉冲。

}

ucharRead_One_Byte（void）//读取一个字节的数据

//读数据时,数据以字节的最低有效位先从总线移出

{

uchari=0;

uchardat=0;

for（i=8;i>0;i--）

{

DQ=0;//将总线拉低，要在1us之后释放总线

//单片机要在此下降沿后的15us内读数据才会

_nop_（）;//至少维持了1us,表示读时序开始

dat>>=1;//让从总线读到的位数据，依次从高位移动到低

DQ=1;//释放总线，此后DS18B20会控制总线,

delay_ds

（1）;//延时7us,此处参照推荐的读时序图

if（DQ）//控制器进行采样

{

dat|=0x80;//若总线为1,即DQ为1,那就把dat的最高位置1;

}

delay_ds（10）;//此延时不能少，确保读时序的长度60us。

}

return（dat）;

}

voidWrite_One_Byte（uchardat）

{

uchari=0;

for（i=8;i>0;i--）

{

DQ=0;//拉低总线

_nop_（）;//至少维持了1us,表示写时序开始

DQ=dat&0x01;//从字节的最低位开始传输

//指令dat的最低位赋予给总线,

delay_ds（10）;//必须让写时序持续至少60us

DQ=1;//写完后,必须释放总线,

dat>>=1;

delay_ds

（1）;

}

}

uintGet_Temperature（）//获取温度getthetemperature

{

uchara,b;

floattt;

Init_Ds18b20（）;//初始化

Write_One_Byte（0xcc）;//忽略ROM指令

Write_One_Byte（0x44）;//温度转换指令

Init_Ds18b20（）;//初始化

Write_One_Byte（0xcc）;//忽略ROM指令

Write_One_Byte（0xbe）;//读暂存器指令

a=Read_One_Byte（）;

b=Read_One_Byte（）;

temp=b;

temp<<=8;

temp=temp|a;

tt=temp*0.0625;

temp=tt*100+0.5;

returntemp;

}

voiddisplay_ds（uinttemp）

{

write_com（0x90）;//定义写的开始

str（"此刻温度:

"）;

write_data（0x30+temp/1000）;

write_data（0x30+temp%1000/100）;

str（"."）;//温度write_data（0x30+temp%100/10）;

write_data（0x30+temp%10）;

str（"C"）;//定义单位

}

第四章参考文献

1、《C语言程序设计》--张磊出版社：

高等教育出版社  

2、《Ｃ语言编程宝典》，作者：

王大刚

3、《C语言最新编程技巧200例》作者：

鲁沐浴，电子工业出版社，1997，1

4、《C语言程序设计实用技巧与程序实例》作者：

梁 翎，李爱齐，上海科普出版社，1996，5

5、《TurboC程序设计技巧与应用实例》作者：

陈国章，天津科学技术出版社，

6、《C高级实用程序设计》作者：

王士元，清华大学出版社，1996，6

7、《C：

TheCompleteReference》

8、《ProgramminginC-ATutorial》