基于單片機(jī)控制的WIFI智能小車畢業(yè)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計題目:基于單片機(jī)的 wifi 智能小車設(shè)計 專 業(yè): 應(yīng)用電子技術(shù) 班 級: 應(yīng)電 10-1 學(xué) 號: 1036015 姓 名: 鄒 君 指導(dǎo)教師: 陳運(yùn)軍 二一二年十二月三日四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學(xué) 生姓 名鄒君學(xué)號1036015班級應(yīng)電 10-1專業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)設(shè)計題目基于單片機(jī)的 wifi 智能小車的設(shè)計指導(dǎo)教師姓名職 稱工作單位及所從事專業(yè)聯(lián)系方式備 注陳運(yùn)軍四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)計（論文）內(nèi)容：運(yùn)用單片機(jī)、wifi 傳輸知識設(shè)計一個可遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控小車。完成電路設(shè)計方案的選擇；單元電路的設(shè)計；整機(jī)電路

2、的原理分析；電路實物的制作。功能要求如下：1實現(xiàn)用電腦、智能手機(jī)對小車進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。2小車攝像頭采集視頻同步到 pc 上位機(jī)。3其他的報警裝置。進(jìn)度安排：第 56 周：消化課題，收集有關(guān)資料，選擇參考方案；第 78 周：確定設(shè)計方案并熟悉部分器件的用途；第 910 周：劃分功能模塊，設(shè)計單元電路，軟件模塊設(shè)計；第 1112 周：分析電路原理，完成設(shè)計過程，仿真電路（制作實物） ；撰寫論文初稿。第 1314 周：按畢業(yè)論文的各項要求，整理論文；修改、完善論文，檢查定稿；制作 ppt，準(zhǔn)備答辯；第 1516 周：畢業(yè)答辯。主要參考文獻(xiàn)、資料：1 張永楓單片機(jī)應(yīng)用實訓(xùn)教程北京：清華大學(xué)出版社，200

3、82 劉守義單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20073 趙克林c 語言實例教程北京：人民郵電出版社，20094 徐 瑋c51 單片機(jī)高效入門北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20065 劉建清從零開始學(xué)單片機(jī)技術(shù)北京：國防工業(yè)出版社，20066 劉建清從零開始學(xué)單片機(jī) c 語言北京：國防工業(yè)出版社，2006審批意見教研室負(fù)責(zé)人：年 月 日 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書ii 備注：任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，一式二份。其中學(xué)生一份，指導(dǎo)教師一份 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書i目錄摘 要.1第 1 章 論 述.2第 2 章 方案論證及選擇.42.1 總體設(shè)計方案 .42.1.1 整機(jī)系統(tǒng).4

4、2.1.2 整機(jī)工作原理.52.2 系統(tǒng)方案的選擇與比較.5第 3 章 硬件電路設(shè)計.63.1 db120-wg 無線路由器.63.1.1 刷機(jī)固件介紹.63.1.2 刷機(jī)步驟.73.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計.93.2.1 主控制芯片 89c stc89c52rc 單片機(jī)最小系統(tǒng).113.2.3 89c52 單片機(jī)的使用.133.3 電機(jī)驅(qū)動電路.143.3.1 電機(jī)驅(qū)動模塊使用.143.3.2 驅(qū)動原理及電路圖.153.3.3 驅(qū)動模塊原理及電路原理圖.153.4 攝像頭介紹 .163.4.1 攝像頭簡介.163.4.2 攝像頭的分類.173.4.3 攝像頭的工作原理.173

5、.4.4 攝像頭的主要結(jié)構(gòu)和組件.17 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書ii 3.5 舵機(jī).183.5.1 舵機(jī)的控制.183.5.2 舵機(jī)的作用.193.6 電源模塊 .193.6.1 lm78 系列集成穩(wěn)壓芯片介紹.193.6.2 穩(wěn)壓電路.203.7 路由器及驅(qū)動模塊供電模塊 lm25 lm2596 系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性.213.7.2 lm2596 構(gòu)成的可調(diào)壓電源模塊.213.8 燈光、蜂鳴器及電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計.23第 4 章 系統(tǒng)程序設(shè)計.244.1 系統(tǒng)程序簡介.244.2 程序流程圖.244.2.1 主程序流程圖.244.2.2 串口中斷子函數(shù)流

6、程圖.254.2.3 定時器 2 中斷子函數(shù)流程圖.254.2.4 避障子函數(shù)流程圖.264.2.5 尋跡函數(shù)流程圖.26第 5 章 制作與調(diào)試.295.1 系統(tǒng)仿真 .295.1.1 常用軟件介紹.295.1.2 仿真測試.305.2 實物調(diào)試 .31結(jié)論.32參考文獻(xiàn).33附錄 1系統(tǒng)設(shè)計原理圖.34附錄 2元器件明細(xì)表.35 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書iii 附錄 3源程序.36 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 1 頁 共 54 頁摘 要wifi 智能小車由電機(jī)、小車車體、89c52 控制芯片、wifi 收發(fā)模塊、電機(jī)驅(qū)動、舵機(jī)、電源、攝像頭等主要部件以及燈光、蜂鳴器、電平

7、轉(zhuǎn)換等輔助模塊構(gòu)成。wifi智能小車?yán)霉P記本或手機(jī)等能連接無線路由器的終端智能設(shè)備連接到路由器，通過應(yīng)用軟件顯示路由器上攝像頭上采集到的視頻信號，再通過這些智能的終端設(shè)備發(fā)送控制指令到無線路由器，通過無線路由器將指令傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。然后通過單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動、舵機(jī)轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)控制小車的運(yùn)動及視頻采集。關(guān)鍵詞 路由器；wifi；智能小車；89c52 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 2 頁 共 54 頁第 1 章 論 述現(xiàn)在是一個智能化的時代，各種智能化設(shè)備正在逐步替代人為的操作。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于智能汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾

8、乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。設(shè)計的 wifi 智能小車能夠?qū)嵶詣訉ほE、避障功能，可程控行駛速度、電腦手機(jī) wifi連接控制行駛及其他的控制方式。本系統(tǒng)能實現(xiàn)對小車的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行實時控制。系統(tǒng)控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。本設(shè)計以 89c52 為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙并測量小車與障礙之間的距離，小車通過紅外傳感器能夠的自動避障，通過改變 pwm 信號的占空比可以控制快慢速行駛，以及自動停車，自動尋跡等功能。通過對本小車研究，我們可以初步構(gòu)建智能汽車的模型與理論基礎(chǔ)。對于智能汽車的研究，國內(nèi)外都有很大的成就，谷歌的無人駕駛

9、汽車，已經(jīng)能夠在高速公路上安全行駛數(shù)千公里，在高速行駛下都能有這么好的操控能力，無非是智能汽車領(lǐng)域的一座里程碑。對于智能泊車系統(tǒng)，現(xiàn)在也已經(jīng)進(jìn)入了民用領(lǐng)域，很多車型也裝配了該系統(tǒng)，有了他，汽車用超聲波傳感器掃描路面兩側(cè)，通過比較停車的空間和車輛的長度，自動尋找合適的停車位。找到合適位置后，駕駛者只需控制剎車，車輛自動控制轉(zhuǎn)向操作，即可將車停進(jìn)停車位，并且液晶屏?xí)邢鄳?yīng)的顯示。 本設(shè)計選用的 89c52 單片機(jī)屬于 mcs-51 系列單片機(jī)，由 intel 公司開發(fā)，其結(jié)構(gòu)是 8048的延伸，改進(jìn)了 8048 的缺點(diǎn)，具有指針、布爾代數(shù)運(yùn)算等指令，以及串行通信能力和5 個中斷源。采用 40 引腳

10、雙列直插式 dip。其內(nèi)部有 128 個 ram 單元及 4k 的rom。89c52 有兩個 16 位定時計數(shù)器，兩個外中斷，三個定時計數(shù)中斷，及一個串行中斷，并有 4 個 8 位并行輸入口。89c52 內(nèi)部有時鐘電路，但需要石英晶體和微調(diào)電容外接，本系統(tǒng)中采用 22.1184mhz 的晶振頻率。由于 89c52 的系統(tǒng)性能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及時間精度的要求，而且產(chǎn)品產(chǎn)量豐富來源廣，應(yīng)用也很成熟，故用來作為控制核心。新一代單片機(jī)為外部提供了相當(dāng)完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置打下了良好的基礎(chǔ)。本設(shè)計主要研究內(nèi)容就是基于 89c52 設(shè)計一部 wifi 智能小車，小車能夠?qū)崿F(xiàn)自動循跡，自動避障，

11、超聲波測量距離。wifi 遙控的智能小車控制系統(tǒng)，包 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 3 頁 共 54 頁括了對驅(qū)動電路，紅外通訊以及無線視頻通信等的探索和研究。本項目文主要從小車設(shè)計方案的選取、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、測試結(jié)果方面進(jìn)行主要論述。我們在第 3 章主講單片機(jī)與路由器的設(shè)計，包括了單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路設(shè)計對路由器進(jìn)行刷機(jī)處理；整個小車的一個供電電源的設(shè)計，需要通過電源給整個系統(tǒng)供 12v、8v、5v 等幾個電壓；電機(jī)的驅(qū)動模塊，詳細(xì)的說明了電機(jī)驅(qū)動的原理，視頻信號的采集；第 4 章程序的設(shè)計給出了程序整體的流程圖及編寫思想；第 5 章調(diào)試簡述整機(jī)的每個模塊調(diào)試及方法。 四川信息職

12、業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 4 頁 共 54 頁第 2 章 方案論證及選擇2.1 總體設(shè)計方案wifi 智能小車需要由 wifi 模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、核心控制模塊、攝像頭模塊等構(gòu)成。2.1.1 整機(jī)系統(tǒng)如圖 2-1 所示。路由器模塊89c52 單片機(jī)電機(jī)驅(qū)動模塊蜂鳴器電路照明電路攝像頭電腦控制終端電機(jī)圖 2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖項目系統(tǒng)包括路由器、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)、電平轉(zhuǎn)換電路、電源電路、舵機(jī)、攝像頭、蜂鳴器電路、燈光電路等。路由器用于接收電腦等終端設(shè)備發(fā)送的指令和將攝像頭采集到的視頻信號傳送到電腦等終端設(shè)備；單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個小車的控制核心，控制著各個模塊統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作；電機(jī)驅(qū)

13、動電路用于驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，可以使電機(jī)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，從而使車體產(chǎn)生前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動作；電機(jī)的作用就是使整個車體運(yùn)動；電平轉(zhuǎn)換電路是將路由器輸出的 3.3v 串口電平轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能判斷的高低電平；電源電路作用是為整個小車系統(tǒng)共電；舵機(jī)制作成云臺，然后裝上攝像頭，使攝像頭可實現(xiàn)上下、水平方向 180 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 5 頁 共 54 頁度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；攝像頭用于采集視頻信號；蜂鳴器電路用于報警提示；照明電路為小車在夜間行駛提供照明。2.1.2 整機(jī)工作原理由電腦終端，通過 wifi 無線網(wǎng)絡(luò)連接到路由器，再通過電腦應(yīng)用軟件，向路由器發(fā)送控制命令及數(shù)據(jù)。路由器接收到數(shù)據(jù)后通過內(nèi)部

14、的串口發(fā)送軟件，將接收到的命令和數(shù)據(jù)，通過路由器串口發(fā)送到 89c52 單片機(jī)的串口端，單片機(jī)接收到這些命令后執(zhí)行相應(yīng)的指令，如：驅(qū)動小車運(yùn)動、舵機(jī)運(yùn)動、蜂鳴器鳴叫、照明電路的開關(guān)等。視頻信號，通過攝像頭采集之后通過路由器發(fā)送到電腦終端，并在其應(yīng)用軟件中顯示攝像頭采集到的視頻信號。2.2 系統(tǒng)方案的選擇與比較方案一：選擇網(wǎng)上已經(jīng)經(jīng)過改裝過的 wifi 小車專用的 tplink wr703n 無線路由器做為我們 wifi 小車的 wifi 連接模塊，使用 msp430g2553 單片機(jī)作為 wifi 小車的控制芯片。自己再夠買元器件，自己搭接電源、驅(qū)動電路及單片機(jī)最小系統(tǒng)。方案二：利用網(wǎng)上大家公

15、認(rèn)做 wifi 小車較好的大亞 db120-wg 無線路由器，作為我們的 wifi 智能小車的 wifi 連接模塊，使用我們教學(xué)用的 51 系列單片機(jī) 89c52 做為我們 wifi 智能小車的控制芯片。利用手里面現(xiàn)有的一些電源、驅(qū)動等模塊等制作我們的wifi 智能小車。方案選擇：基于我們對成本和制作性的考慮我們選取的是方案二。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 6 頁 共 54 頁第 3 章 硬件電路設(shè)計3.1 db120-wg 無線路由器路由器如圖 3-1：路由器內(nèi)部如圖 3-2 所示。3.1.1 刷機(jī)固件介紹固件 wifi-robots-openwrt-rg100a_db120-cf

16、e 固件說明：1、ser2net 已設(shè)置開機(jī)啟動圖 3-1 db120-wg 路由器圖 3-2 路由器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 7 頁 共 54 頁2、mjpg_streamer 開機(jī)啟動。攝像頭只有 2 種驅(qū)動，uvc 和 301，目前開機(jī)mjpg_streamer 缺省啟動了 301 攝像頭，301 攝像頭無需設(shè)置直接跳到第 3 步，uvc 需要修改下即可 ssh 登陸后，vi etc/init.d/wificar，找到攝 301 像頭參數(shù) mjpg_streamer -b -i input_uvc.so -r 640 x480 -f 30 -o output_ht

17、tp.so -p 8080 -w /web修改為 uvc 參數(shù)mjpg_streamer -b -i input_uvc.so -r 352x288 -f 15 -y -o output_http.so -p 8080 -w /web然后在 putty 命令行下輸入 chmod 777 /etc/init.d/wifirobot 更改屬性輸入/etc/init.d/wificar enable 啟動該配置文件 重啟路由器，301 攝像頭設(shè)置完成。3、支持 luci/web 管理,錯誤設(shè)置后不能進(jìn)入的，可以長按復(fù)位鍵 回初始模式4、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，目前是 ap 模式，ip:。3.

18、1.2 刷機(jī)步驟1、網(wǎng)線連接電腦和路由器的 lan1（靠近電源那個網(wǎng)口，升級只能使用此口，有的版本絲印不是 lan1，反正記住靠近電源的那個口即可） ，電腦 ip 設(shè)置為69/，；設(shè)置完成點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)鄰居，選擇屬性，選擇升級用的有線網(wǎng)口，右鍵點(diǎn)修復(fù)。2、用 usb ttl 線接好路由的 gnd、rxd、txd 三條線（vcc 電源千萬別接，會燒路由） ，打開 putty，選好端口號，端口號請查看電腦設(shè)備管理器，設(shè)置波特率為115200，點(diǎn)擊下面的 open。3、路由器通電，接線且設(shè)置正確的話，putty 窗口應(yīng)該出現(xiàn)路由器的信息

19、，在通電 3 秒內(nèi)，按下鍵盤的回車鍵，阻止路由器 cfe 啟動，這時候應(yīng)出現(xiàn) cfe。4、輸入小寫 e a，e a 之間有個回車鍵，然后再按下 y，點(diǎn)擊回車，路由器開始擦除清除原系統(tǒng)固件。清除之后，路由會持續(xù)輸出很多命令行，且不會停止，我們不用管，關(guān)掉路由電源。5、重新打開路由電源，和第四步一樣，通電 3 秒內(nèi)按下回車鍵阻止 cfe 繼續(xù)啟動打開瀏覽器，輸入 ，應(yīng)看到上傳固件的的選擇文件，putty 窗口也會出現(xiàn)路由器升級進(jìn)度信息，此時千萬不要斷電，理論上此時斷電會刷壞路由器，升級完成后，耐心等待 5 分鐘，路由器會自動重啟。6、等待路由啟動后，等待幾分鐘再次重啟一次路由

20、，打開網(wǎng)頁 ，輸入密碼登陸進(jìn)入路由器的設(shè)置，將路由器的無線網(wǎng)絡(luò)開啟，只有這樣電腦等終端設(shè)備才能通過 wifi 信號和路由器連接。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 8 頁 共 54 頁7、用 putty 登陸路由，轉(zhuǎn)到/etc/init.d/目錄，可以看到一個 ser2net.conf 文件，打開它可以看到路由串口的配置信息，默認(rèn)配置的波特率是 9600,8 位數(shù)據(jù)位，1 位停止位，無校驗位。完成之后需要設(shè)定 mjpg-streamer 和 ser2net 隨機(jī)啟動，不然沒法正常工作。8、由于我使用的攝像頭是 301 芯片的，在電腦上顯示會花屏，所以還需要對腳本進(jìn)行修

21、改，其操作步驟如下：具體步驟：a、登陸路由器：telnet (ip 地址根據(jù)你的路由器實際地址而定)。b、編輯腳本/etc/init.d/wificar：# vi /etc/init.d/wificar （在 start=80 后面增加一行 killall mjpg_streamer，修改后的腳本看下面內(nèi)容。 ）#!/bin/sh /etc/monstart=80killall mjpg_streamerstart() mjpg_streamer -b -i input_uvc.so -r 640 x480 -f 15 -o output_http.so p 8080

22、-w /web# mjpg_streamer -b -i input_uvc.so -r 352x288 -f 15 -y -o output_http.so -p 8080 -w /webser2netstop()killall mjpg_streamerkillall ser2netc、保險起見，修改 wificar 腳本權(quán)限。# chmod -777d、重啟路由器。# sync；sync；reboot9、插上 301 芯片的攝像頭，在電腦上打開我們的一個 wifi 小車的控制界面軟件，選擇 wifi 控制模式，然后打開視頻，這時我們可以看到一個穩(wěn)定視頻信號通過路由器 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

23、畢業(yè)設(shè)計說明書第 9 頁 共 54 頁無線傳送到了我們的電腦終端，至此說明我們路由器刷機(jī)及其配置完成。3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計最小系統(tǒng)主控芯片是宏晶公司 mcs-51 系列單片機(jī)中的 89c52。3.2.1 主控制芯片 89c5289c52 是宏晶公司 mcs-51 系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，它采用etc 公司可靠的 chmos 工藝技術(shù)制造的高性能 8 位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的 mcs-51 的 hcmos產(chǎn)品。它結(jié)合了 hmos 的高速和高密度技術(shù)及 chmos 的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的 mcs-51 單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于80c51 增強(qiáng)型單片機(jī)版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)

24、器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場合。89c52 內(nèi)置 8 位中央處理單元 、256 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 ram、8k 片內(nèi)程序存儲器（rom）32 個雙向輸入/輸出(i/o)口、3 個 16 位定時/計數(shù)器和 5 個兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。此外，89c52 還可工作于低功耗模式，可通過兩種 軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)cpu 而 ram定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存ram 數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。 89c52 有 pdip(40pin)和 plcc(44pin)兩種封裝形式。主要功能特性 ：1、標(biāo)準(zhǔn)

25、mcs-51 內(nèi)核和指令系統(tǒng)。2 、32 個雙向 i/o 口。3、3 個 16 位可編程定時/計數(shù)器。4、向上或向下定時計數(shù)器。5、6 個中斷源。6、全雙工串行通信口。7、幀錯誤偵測。8、自動地址識別。9、空閑和掉電節(jié)省模式。10、片內(nèi) 8krom（可擴(kuò)充 64kb 外部存儲器） 。11、256x8bit 內(nèi)部 ram（可擴(kuò)充 64kb 外部存儲器） 。12、時鐘頻率 3.5-12/24/33mhz。13、改進(jìn)型快速編程脈沖算法。14、5.0v 工作電壓。15、布爾處理器。16、4 層優(yōu)先級中斷結(jié)構(gòu)。17、兼容 ttl 和 cmos 邏輯電平。18、pdip(40)和 plcc(44)封裝形式

26、。管腳說明：vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0 口：p0 口為一個 8 位漏級開路雙向 i/o 口，每腳可吸收 8ttl 門電流。當(dāng)p1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為 高阻輸入。p0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器， 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 10 頁 共 54 頁它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 fiash 編程時，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng) fiash 進(jìn)行校驗時， p0 輸出原碼，此時 p0 外部必須被拉高。 p1 口：p1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 口緩沖器能接收輸出 4ttl 門電流。p1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，

27、可用作輸入， p1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash 編程和校驗時， p1 口作為第八位地址接收。 p2 口：p2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 ttl 門電流，當(dāng) p2 口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， p2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 p2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，p2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， p2 口輸出其特殊

28、功能寄存器的內(nèi)容。 p2 口在flash 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 p3 口：p3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 i/o 口，可接收輸出 4 個ttl 門電流。當(dāng) p3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， p3 口將輸出電流（ ill）這是由于上拉的緣故。 p3口作為 stc89c52 的一些特殊功能口，管腳備選功能 ： p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷 0） p3.3 /int1（外部中斷 1） p3.4 t0（記時器 0 外部輸入） p3.5 t1（記時

29、器 1 外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持rst 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 11 頁 共 54 頁在 flash 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ale 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ale 脈沖。如想禁止 ale 的輸出可

30、在 sfr8eh 地址上置 0。此時， ale 只有在執(zhí)行 movx，movc 指令是 ale 才起用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ale 禁止，置位無效。 /psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩/psen 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /psen 信號將不出現(xiàn)。/ea / vpp：當(dāng)/ea 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1 時，/ea 將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 在 flash 編程期間，此引

31、腳也用于施 加 12v 編程電源（ vpp）。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩電路：外接石英晶體或者陶瓷諧振器以及電容c1、c2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。為了使裝置能夠被外部 時鐘信號激活，xatl1 應(yīng)該有效，而xtal2 應(yīng)該被懸空。由于輸入到內(nèi)部的時鐘信號電路通過了一個二分頻的信號，外部信號的工作周期比沒有別的要求，但是最大值和最小值的大小可以在數(shù)據(jù)表上觀察出來。 當(dāng)正常工作時，外部振蕩器可以計算出xtal1 上的電容，最大可達(dá)到100pf。這是由于振蕩器電容和反饋電容之間的相互作用。當(dāng)外部信號是標(biāo)準(zhǔn)高

32、電平或者低電平時，電容不會超過 20pf?？罩媚Ｊ剑河脩舻能浖伎梢哉{(diào)用空置模式。當(dāng)單片機(jī)出于這種模式，耗能就會自然降低。特殊功能端和板子上的隨機(jī)存儲器在空置狀態(tài)保持各自的電平。但是處理器阻止裝置執(zhí)行指令?？罩媚Ｊ綍患せ钊绻丝谔幱趶?fù)位狀態(tài)或者中斷系統(tǒng)有效。 3.2.2 stc89c52rc 單片機(jī)最小系統(tǒng) 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 12 頁 共 54 頁 stc89c52rc 單片機(jī)最小系統(tǒng)的基本工作電路包括電源電路、時鐘電路和復(fù)位電路。其組成方框圖如圖 3-3 所示。單片機(jī)電源電路時鐘電路復(fù)位電路圖 3-3 單片機(jī)最小系統(tǒng)組成方框圖1電源電路電源電路模塊為單片機(jī)最小系統(tǒng)和其他

33、功能模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的+5v 電源電壓。2時鐘電路單片機(jī)的時鐘信號為單片機(jī)芯片內(nèi)部的各種操作提供時間基準(zhǔn)，時鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時鐘脈沖序列。作為單片機(jī)工作的時間基準(zhǔn)，典型的晶體振蕩頻率為 12mhz。mcs-51 系列單片的時鐘信號可以由兩種方式產(chǎn)生：一種為內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另一種為外部時鐘方式。其兩種電路如圖 3-4 所示。（a）內(nèi)部時鐘方式 （b）外部時鐘方式圖 3-4 單片機(jī)時鐘信號示意圖3復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使 cpu 和系統(tǒng)中的其他功能部件都恢復(fù)到一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。當(dāng)在 mcs-51 系列單片的 rst 引腳處引入高電平并保持 2 個機(jī)器周期，

34、單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作。單片機(jī)常見的復(fù)位電路有兩種基本形式：一種是上自動電復(fù)位，另一種是手動復(fù)位。其兩種電路方式如圖 3-5（a） 、 （b）所示。由于 stc89c52rc 單片機(jī)芯片內(nèi)有時鐘振蕩電路，所以此系統(tǒng)單片機(jī)均采用內(nèi)部時鐘方式。只需在單片機(jī)的 xtal1 和 xtal2 引腳外接石英晶體和微調(diào)電容，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時鐘信號脈沖信號。同時，也采用手動復(fù)位電路。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 13 頁 共 54 頁其具體電路設(shè)計如圖 3-6 所示。（a）上電自動復(fù)位 （b）手動復(fù)位圖 3-5 單片機(jī)復(fù)位電路示意圖在此圖中，c1、c2 電容的作用的是穩(wěn)定頻率

35、和快速起振，其值為 530pf，在此選擇 30pf；晶振 x1 的振蕩頻率范圍在 3.533mhz 之間選擇，因為需要使用串通訊涉及波特率，所以在此選擇 22.1184mhz。3.2.3 89c52 單片機(jī)的使用本次設(shè)計，使用到了 89c52 單片機(jī)的 i/o 口的輸入輸出功能、內(nèi)部定時器t0、t1、t2 的使用及串口中斷、外部中斷。p1.0/t21p1.1/t2ex2p1.2/eci3p1.3/cex04p1.4/cex15p1.5/cex26p1.6/cex37p1.7/cex48rst9p3.0/rxd10p3.1/txd11p3.2/int012p3.3/int113p3.4/t014

36、p3.5/t115p3.6/wr16p3.7/rd17xtal218xtal119vss20p2.0/a821p2.1/a922p2.2/a1023p2.3/a1124p2.4/a1225p2.5/a1326p2.6/a1427p2.7/a1528psen29ale/prog30ea/vpp31p0.7/ad732p0.6/ad633p0.5/ad534p0.4/ad435p0.3/ad336p0.2/ad237p0.1/ad138p0.0/ad039vcc40u2stc12c5a60s21234567816151413121110910krp2res pack4vccd0d1d2d3d4d5

37、gndd6d7txrx12y112m30pfc1cap30pfc2cap1kr8res2220r6res222ufc5caps2sw-pbvccgndgnd圖 3-6 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖89c52 單片機(jī)的 i/o 口的輸入功能用于傳感器信號的輸入處理。通過單片機(jī)對外部傳感器的信號采集處理，從而對外部條件進(jìn)行判斷以確定小車下一步的運(yùn)行狀態(tài)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 14 頁 共 54 頁89c52 單片機(jī)的 i/o 口信號輸出，主要是給驅(qū)動模塊送控制信號用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動、給舵機(jī)送 pwm 控制信號控制舵機(jī)的偏轉(zhuǎn)以及控制開關(guān)蜂鳴器、燈光等。單片機(jī)的內(nèi)部定時器的使用是用于產(chǎn)生 p

38、wm 信號，以及其他需要精確時間的地方。單片機(jī)的串口中斷，用于與路由器進(jìn)行的串口通訊，接收電腦終端發(fā)送的串口指令。單片機(jī)的外部中斷用于紅外信號的接收，然后通過解碼程序得到命令，從而控制小車的運(yùn)動。3.3 電機(jī)驅(qū)動電路電動小車的驅(qū)動不但要求電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具有高轉(zhuǎn)矩重量比、寬調(diào)速范圍、高可靠性，而且電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性受電源功率的影響，這就要求驅(qū)動具有盡可能寬的高效率區(qū)。我們所使用的電機(jī)一般為直流電機(jī)，主要用到永磁直流電機(jī)、伺服電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)三種。直流電機(jī)的控制很簡單，性能出眾，直流電源也容易實現(xiàn)。我們使用的這種直流電機(jī)的驅(qū)動及控制需要電機(jī)驅(qū)動芯片進(jìn)行驅(qū)動。常用的電機(jī)驅(qū)動芯片有 l297/298，m

39、c33886，ml4428 等。3.3.1 電機(jī)驅(qū)動模塊使用我們使用的 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) 46v；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá) 3a，持續(xù)工作電流為 2a；額定功率 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

40、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)。項目使用的是 4個直流電機(jī)，項目中使用了兩塊 l298n 電機(jī)驅(qū)動來驅(qū)動這四個直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動。 其實物及引腳圖如下圖 3-7 所示。其中 6 和 11 引腳是它的使能端，一個使能端控制一個電機(jī)，只有當(dāng)它們都是高電平的時候兩個電機(jī)才有可能工作，5、7、10、12 是 298 的信號輸入端和單片機(jī)的 io口相連，2、3、13、14 腳是輸出端，輸入 5 和 7 腳控制輸出 2 和 3 腳，輸入的 10、12 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 15 頁 共 54 頁腳控制輸出的 13、14 腳。3.3.2 驅(qū)動原理及

41、電路圖驅(qū)動部分我們使用的是 l298n 驅(qū)動芯片構(gòu)成的一個驅(qū)動電路模塊如圖 3-8 所示。3.3.3 驅(qū)動模塊原理及電路原理圖電路原理圖如下圖 3-9 所示。圖 3-7 l298 驅(qū)動芯片實物及引腳圖圖 3-8 驅(qū)動實物圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 16 頁 共 54 頁in15in27in310in412ena6enb11vss9gnd8vs4out12out23out313out414isena1isenb15l298nj3r141kr131kr121kr111kr151kr161kr171kr181kc15100ufc16104d7in4007d11in4007d8in400

42、7d12in4007d9in4007d13in4007d10in4007d14in4007c18104c17100uf1234j5out123j1v+5v+5v+9v+5v+9v+5v1234j4ina11k12a23k24a35k36a47k48e49c410e311c312e213c214e115c116j2guanguo使用直流/步進(jìn)兩用驅(qū)動器可以驅(qū)動兩臺直流電機(jī)。分別為 m1 和 m2。引腳 a，b可用于輸入 pwm 脈寬調(diào)制信號對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。 （如果無須調(diào)速可將兩引腳接5v，使電機(jī)工作在最高速狀態(tài)，既將短接帽短接）實現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)就更容易了，輸入信號端 in1 接高電平輸入端 i

43、n2 接低電平，電機(jī) m1 正轉(zhuǎn)。 （如果信號端 in1 接低電平， in2 接高電平，電機(jī) m1 反轉(zhuǎn)。 ）控制另一臺電機(jī)是同樣的方式，輸入信號端 in3 接高電平，輸入端 in4 接低電平，電機(jī) m2 正轉(zhuǎn)。 （反之則反轉(zhuǎn)） ，pwm 信號端 a 控制 m1調(diào)速，pwm 信號端 b 控制 m2 調(diào)速?？蓞⒖枷聢D表 3-1。輸入 pwm 信號改變脈寬可調(diào)速電機(jī)旋轉(zhuǎn)方式控制端in1控制端in2控制端in3控制端in4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m2停止低低/高3.4 攝像頭介紹本項目中攝像頭實現(xiàn)實時監(jiān)測小車周邊情況，使之成為一個無

44、線可控移動的視頻監(jiān)控器，也用于判斷小車當(dāng)前路況。3.4.1 攝像頭簡介表 3-1 電機(jī)驅(qū)動狀態(tài)表圖 3-9 l298 驅(qū)動模塊電路原理圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 17 頁 共 54 頁攝像頭(camera)又稱為電腦相機(jī)、電腦眼等，它作為一種視頻輸入設(shè)備，在過去被廣泛的運(yùn)用于視頻會議、遠(yuǎn)程醫(yī)療及實時監(jiān)控等方面。近年以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)速度的不斷提高，再加上感光成像器件技術(shù)的成熟并大量用于攝像頭的制造上，這使得它的價格降到普通人可以承受的區(qū)間。普通的人也可以彼此通過攝像頭在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有影像、有聲音的交談和溝通，另外，人們還可以將其用于當(dāng)前各種流行的數(shù)碼影像、影音處理。3.

45、4.2 攝像頭的分類攝像頭分為數(shù)字?jǐn)z像頭和模擬攝像頭兩大類。模擬攝像頭可以將視頻采集設(shè)備產(chǎn)生的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進(jìn)而將其儲存在計算機(jī)里。模擬攝像頭捕捉到的視頻信號必須經(jīng)過特定的視頻捕捉卡將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式，并加以壓縮后才可以轉(zhuǎn)換到計算機(jī)上運(yùn)用。數(shù)字?jǐn)z像頭可以直接捕捉影像，然后通過串、并口或者 usb接口傳到計算機(jī)里?，F(xiàn)在電腦市場上的攝像頭基本以數(shù)字?jǐn)z像頭為主，而數(shù)字?jǐn)z像頭中又以使用新型數(shù)據(jù)傳輸接口的 usb 數(shù)字?jǐn)z像頭為主，目前市場上可見的大部分都是這種產(chǎn)品。除此之外還有一種與視頻采集卡配合使用的產(chǎn)品，但目前還不是主流。由于個人電腦的迅速普及，模擬攝像頭的整體成本較高等原因，u

46、sb 接口的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于串口、并口的速度，因此現(xiàn)在市場熱點(diǎn)主要是 usb 接口的數(shù)字?jǐn)z像頭。以下主要是指 usb 接口的數(shù)字?jǐn)z像頭。3.4.3 攝像頭的工作原理攝像頭的工作原理大致為：景物通過鏡頭(lens)生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過 a/d(模數(shù)轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到數(shù)字信號處理芯片(dsp)中加工處理，再通過 usb 接口傳輸?shù)诫娔X中處理，通過顯示器就可以看到圖像了。我們這里是將攝像頭連接在路由器的 usb 接口上，通過路由器上的攝像頭驅(qū)動軟件使攝像頭工作，并由路由器通過 wifi 將視頻信號發(fā)送出去。電腦等終端接收設(shè)備，接收到視頻信號后通

47、過控制軟件的界面顯示圖像。3.4.4 攝像頭的主要結(jié)構(gòu)和組件 從攝像頭的工作原理就可以列出攝像頭的主要結(jié)構(gòu)和組件：1、主控芯片（詳情請參閱下面介紹）2、感光芯片（詳情請參閱下面介紹）3、鏡頭（詳情請參閱下面介紹）4、電源。攝像頭內(nèi)部需要兩種工作電壓：3.3v 和 2.5v，因此好的攝像頭內(nèi)部電源也 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 18 頁 共 54 頁是保證攝像頭穩(wěn)定工作的一個因素。在本次 wifi 小車的制作中我們使用的天敏 s606 的攝像頭，如圖 3-10 所示。3.5 舵機(jī)舵機(jī)如圖 3-11 所示。舵機(jī)的輸入線共有三條，紅色中間，是電源線，一邊黑色的是地線，這輛根線給舵機(jī)提供最基

48、本的能源保證，主要是電機(jī)的轉(zhuǎn)動消耗。電源有兩種規(guī)格，一是 4.8v，一是 6.0v，分別對應(yīng)不同的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)，即輸出力矩不同，6.0v 對應(yīng)的要大一些，具體看應(yīng)用條件；另外一根線是控制信號線，futaba 的一般為白色，jr 的一般為桔黃色。另外要注意一點(diǎn)，sanwa 的某些型號的舵機(jī)引線電源線在邊上而不是中間，需要辨認(rèn)。但記住紅色為電源，黑色為地線，一般不會有錯。 3.5.1 舵機(jī)的控制舵機(jī)的控制信號為周期是 20ms 的脈寬調(diào)制（pwm）信號，其中脈沖寬度從0.5ms-2.5ms，相對應(yīng)舵盤的位置為 0180 度，呈線性變化。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保持在一個相對應(yīng)的角度

49、上，無論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應(yīng)的位置上。舵機(jī)內(nèi)部有一個基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期 20ms，寬度 1.5ms 的基準(zhǔn)信號，有一個比較器，將外圖 3-11 舵機(jī)圖 3-10 天敏 s606 攝像頭 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 19 頁 共 54 頁加的 pwm 信號與基準(zhǔn)信號相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機(jī)的轉(zhuǎn)動信號。由此可見，舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動器，轉(zhuǎn)動范圍不能超過 180 度，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的驅(qū)動當(dāng)中。比方說機(jī)器人的關(guān)節(jié)、飛機(jī)的舵面等。3.5.2 舵機(jī)的作用在本次 wifi 小車中我們利用兩個舵機(jī)做

50、成一個云臺（如圖 3-12） ，將攝像頭固定在云臺上，通過 89c52 單片機(jī)控制舵機(jī)旋轉(zhuǎn)一定的角度，把我們想要角度的圖像通過攝像頭傳送到電腦等終端設(shè)備。3.6 電源模塊單片機(jī)和舵機(jī)需要分別單獨(dú)供 5v、6v 的電源。本項目采用的是通過集成穩(wěn)壓芯片 lm78xx 系列構(gòu)成一個 5v、6v 的穩(wěn)壓模塊供電。lm78 系列引腳及實物圖如圖 3-13 所示。3.6.1 lm78 系列集成穩(wěn)壓芯片介紹電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的 78系列和負(fù)電壓輸出的79系列。顧名思義，三端 ic 是指這種穩(wěn)壓用的 eic 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路

51、，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓 ic 型號中的 78 或 79 后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 7806 表示輸出電壓為正 6v，7909 表示輸出電壓為負(fù) 9v。因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。圖 3-12 舵機(jī)云臺 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 20 頁 共 54 頁在實際應(yīng)用中，應(yīng)在 eqwewqw 三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用） 。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。當(dāng)制作中需要一個能輸出 1.5a 以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，使其最大輸出電流為 n

52、個 1.5a，但應(yīng)用時需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。3.6.2 穩(wěn)壓電路78 穩(wěn)壓電路原理圖如圖 3-14 所示。2kr1res3d1led0104c3cap104c4cap104c7cap104c8cap470uc1470uc2cap pol3470uc5cap pol3470uc6cap pol3vinvoutgndvr17805vinvoutgndvr2780612p1header 2h12p2header 2h12p3header 2h這是一個輸出正 5

53、v、6v 直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。ic 采用集成穩(wěn)壓器7805、7806，其中電容分別為輸入端和輸出端濾波，led 和電阻 r1 構(gòu)成一個電源指示電路，具體參數(shù)如圖 3-14 所示。當(dāng)輸出電較大時，7805 應(yīng)配上散熱板。3.7 路由器及驅(qū)動模塊供電模塊 lm2596路由器需要一個 12v/1a 的電源；電機(jī)驅(qū)動需要一個 8v 左右的電源。我們這圖 3-13 lm78 系列穩(wěn)壓引腳及實物圖 3-14 7805、06 集成芯片穩(wěn)壓電路原理圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 21 頁 共 54 頁里分別使用了兩個可調(diào)壓的 lm2596 電源模塊分別調(diào)節(jié)到 想要的電壓為路由器和電機(jī)驅(qū)動供電。l

54、m2596 系列是美國國家半導(dǎo)體公司 生產(chǎn)的 3a 電流輸出降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片，它內(nèi)含固定頻率振蕩器（ 150khz） ，和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器（ 1.23v） ，并具有完善的保護(hù)電路：電流限制、熱關(guān)斷電路等。利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。提供有： 3.3v、5v、12v 及可調(diào)（-adj）等多個電壓檔次產(chǎn)品。 此外，該芯片還提供了工作狀態(tài)的外部控制引腳。圖 3-15 為 lm2596 芯片實物以及引腳示意圖。 1 為+vin，2 為 out put，3 為gnd，4 為 feed back，5 為 on/off。3.7.1 lm2596 系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性 1、最大

55、輸出電流： 3a 2、最高輸入電壓： 37v 3、輸出電壓： 3.3v、5v、12v 及（adj）等，最大輸出電壓 37v4、震蕩頻率： 150khz 5、轉(zhuǎn)換效率： 75%88%（不同電壓輸出時的 轉(zhuǎn)換效率不同）6、工作溫度范圍 ：-40+125 7、工作模式：低功耗 /正常兩種模式?？赏獠靠刂?8、工作模式控制： ttl 電平相容 9、所需外部組件：僅四個（不可調(diào)） ；六個（可調(diào)） 10、器件保護(hù)：熱關(guān)斷及電流限制 11、封裝形式： 5 腳（to-220(t)；to-263(s)3.7.2 lm2596 構(gòu)成的可調(diào)壓電源模塊開關(guān)電源調(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

56、電流，同時具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性?？烧{(diào)節(jié)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 個外接器件，可以使用通 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 22 頁 共 54 頁用的標(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。其中，。213(1),outrefrrvvr1.23refvv213(1)outrefvrrrv23131 10ffcr由于路由器耗電較大需要供 12v/1a 的電，我們通過調(diào)節(jié) lm2596 的開關(guān)電源模塊電路為路由器供

57、 12v/1a 的電源以及給耗電較大的電機(jī)供電。其電路圖 3-16 所示?？烧{(diào)壓 lm2596 電路原理圖如圖 3-16 所示。圖 3-15 lm2596 實物及引腳圖圖 3-16 lm2596 構(gòu)成的可調(diào)壓電源模塊電路圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 23 頁 共 54 頁3.8 燈光、蜂鳴器及電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計燈光、蜂鳴器及電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計燈光、蜂鳴器及電平轉(zhuǎn)換電路都是通過三極管的開關(guān)作用實現(xiàn)的，如圖 3-17、3-18、3-19 所示。燈光電路和蜂鳴器電路都是通過單片機(jī)引腳輸出高低電平到三極管的基極，使三極管導(dǎo)通或截止，從而控制 led 的點(diǎn)亮熄滅，控制蜂鳴器的鳴叫。其中燈光電路中

58、的電阻用于限流保護(hù)發(fā)光二極管。電平轉(zhuǎn)換電路中將 5v 轉(zhuǎn)化為 3v 是通過滑動電阻器降壓實現(xiàn)的，將 3v 轉(zhuǎn)換為 5v是通過 3v 的信號控制三極管的截止，導(dǎo)通進(jìn)行控制從而使三級管的發(fā)射極對應(yīng)輸出高低電平用于輸入單片機(jī)進(jìn)行處理。q32n3904dengguangd1led0d2led0d3led0gnd1kr1res1vccmk1mic11kr5res2q42n3904vccgnd34q22n3906123p1header 320kr3rpot1kr2res1vccgnd3130圖 3-17 燈光控制電路圖 3-18 蜂鳴器控制電路圖 3-19 電平轉(zhuǎn)換電路 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書

59、第 24 頁 共 54 頁第 4 章 系統(tǒng)程序設(shè)計4.1 系統(tǒng)程序簡介硬件平臺結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成，軟件在硬件平臺上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)工作。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強(qiáng)可弱，差別可能很大。因此，軟件是系統(tǒng)的靈魂。軟件采用模塊化設(shè)計方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和提高軟件的可靠性。我們的小車控制是通過 89c52 單片機(jī)控制驅(qū)動電路和給舵機(jī)送控制信號，然而這些控制信號的命令又是電腦等終端設(shè)備通過無線路由器串口傳送給單片機(jī)的，所以在程序中我們需要設(shè)計到串口的使用、定時器使用、i/o 口的使用。4.2 程序流程圖智能

60、 wifi 小車的軟件編寫主要分為命令接收部分、命令執(zhí)行部分、以及具體的信號的采集和處理。4.2.1 主程序流程圖系統(tǒng)主程序模塊主要完成對系統(tǒng)中各模塊電路的初始化等工作，主要包括對定時器、串口中斷、外部中斷的初始化，同時執(zhí)行電腦等終端設(shè)備所發(fā)送的命令，等待外部中斷以及根據(jù)所需要的功能進(jìn)行相應(yīng)操作。軟件總體設(shè)計及程序流程如下圖 4-1 所示。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 25 頁 共 54 頁圖 4-1 主函數(shù)流程圖判斷串口接收的指令開始初始化 i/o口初始化定時器t1、t2 及串口中斷小車前進(jìn)小車后退小車左轉(zhuǎn)小車右轉(zhuǎn)小車停止蜂鳴器開蜂鳴器關(guān)小車燈開小車燈關(guān)小車尋跡小車避障舵機(jī)1轉(zhuǎn)舵機(jī)