基于nRF905單片機(jī)控制的遙控車畢業(yè)論文

1、屆別 2013 屆 學(xué)號(hào) 4畢業(yè)設(shè)計(jì)基于nRF905單片機(jī)控制的遙控車姓 名 郭雪平 系 別 物理與電子信息工程系專 業(yè) 電氣工程與其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 欣茂 職 稱 講師 完成時(shí)間 2013年5月10號(hào) 目錄摘 要IABSTRACTII1. 遙控車的課題背景與發(fā)展趨勢(shì)11.1 課題背景11.2 發(fā)展趨勢(shì)11.3 無(wú)線遙控的應(yīng)用圍21.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案22 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)32.1硬件組成32.2小車主體模塊32.3信息產(chǎn)生模塊32.4信息的發(fā)送與接收模塊42.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊52.6 單片機(jī)最小系統(tǒng)62.7 電源模塊電路63 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)73.1 C語(yǔ)言簡(jiǎn)介73.2 主控程序流程圖83.2 發(fā)送模

2、塊程序流程圖93.3 接收模塊程序流程圖103.4 系統(tǒng)的仿真123.5系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試13總 結(jié)14參考文獻(xiàn)15致 16附錄一：17附錄二：18實(shí)物圖：2827 / 33摘 要隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使得遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計(jì)算機(jī)，智能化程度大大提高。近年來(lái)，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)以與人們的日常生活中使用越來(lái)越廣泛。無(wú)線電遙控技術(shù)的誕生，起源于無(wú)線電通信技術(shù)，最初的構(gòu)想是無(wú)線電報(bào)技術(shù)的建立，真空電子管的發(fā)明使得無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用和普與很快應(yīng)用在民用和軍用等各個(gè)領(lǐng)域。

3、自從愛(ài)迪生發(fā)明電燈以來(lái)，人類對(duì)照明電器的開啟和關(guān)斷控制主要使用手動(dòng)機(jī)械開關(guān)。隨著無(wú)線電的發(fā)展，從上個(gè)世紀(jì)60年代開始，相繼出現(xiàn)了無(wú)線電遙控的小車。本次設(shè)計(jì)的無(wú)線遙控車系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心。主要是有發(fā)射部分、接收部分和電機(jī)控制三部分組成。無(wú)線模塊nRF905通過(guò)發(fā)射頻率為433MHz的無(wú)線波段來(lái)發(fā)送控制信號(hào)，通過(guò)STC89C52單片機(jī)的解碼，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的輸出。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路接到控制信號(hào)后，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片L298進(jìn)行控制小車的電機(jī)動(dòng)作。主要是有發(fā)射部分、接收部分和電機(jī)控制三部分組成。發(fā)送和接收部分是采用專用的nRF905無(wú)線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和控制的。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；無(wú)線模塊； 驅(qū)動(dòng)A

4、BSTRACT With the rapid development of electronic technology, the appearance of new large-scale remote control integrated circuit, remote control technology has a rapid development. The center of the remote control device control unit has been from the early separation of components, integrated circu

5、it gradually developed to the present single chip microcomputer, intelligent degree is greatly increased. In recent years, remote control technology in industrial production, household appliances, security and People's Daily life more and more widely used. The birth of the wireless remote contro

6、l technology, originated in the radio communication technology, the original idea is the establishment of a wireless telegraphy, the invention of the vacuum tube makes the application and popularity of radio technology quickly applied in civilian and military and other fields. Since Thomas Edison in

7、vented the electric light, human being turned on and off control of lighting is mainly use the manual mechanical switch. With the development of the radio, from last century 60 s, there appeared the wireless remote control car.The design of the wireless remote control car system to STC89C52 single-c

8、hip microcomputer as the core. Main is transmitting part, receiving part and motor control in three parts. NRF905 wireless module through the transmission frequency to 433 MHZ wireless band to send control signal, through the STC89C52 microcontroller decoding, for the control signal output. Motor dr

9、iver circuit to control signal, after a driver chip L298 motor to control the car. Main is transmitting part, receiving part and motor control in three parts. Send and receive part adopts special nRF905 wireless module for data transmission and control.Key words: single chip microcomputer ; nRF905 w

10、ireless module; Driver1. 遙控車的課題背景與發(fā)展趨勢(shì)1.1 課題背景 無(wú)線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無(wú)線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個(gè)微波中繼站。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個(gè)或多個(gè)地球站之間或移動(dòng)體之間建立微波通信聯(lián)系。無(wú)線通信(Wireless Communication)是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無(wú)線通信技術(shù)。在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)的無(wú)線通信又通稱為移動(dòng)通信，人們把二者合稱為無(wú)線移動(dòng)通信。n

11、RF905采用Nordic公司的VLSI ShockBurst技術(shù)。ShockBurst技術(shù)使nRF905能夠提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，而不需要昂貴的高速M(fèi)CU來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理/時(shí)鐘覆蓋。通過(guò)將與RF協(xié)議有關(guān)的高速信號(hào)處理放到芯片，nRF905提供給應(yīng)用的微控制器一個(gè)SPI接口，速率由微控制器自己設(shè)定的接口速度決定。nRF905通過(guò)ShockBurst工作模式在RF以最大速率進(jìn)行連接時(shí)降低數(shù)字應(yīng)用部分的速度來(lái)降低在應(yīng)用中的平均電流消耗。在ShockBurst RX模式中，地址匹配AM和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒DR信號(hào)通知MCU一個(gè)有效的地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)各自接收完成。在ShockBurst TX模式中，nRF905

12、自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC校驗(yàn)碼，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒DR信號(hào)通知MCU數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)完成?？傊@意味著降低MCU的存儲(chǔ)器需求也就是說(shuō)降低MCU成本，又同時(shí)縮短軟件開發(fā)時(shí)間。而且在433MHz的頻段它是可以免費(fèi)的使用，最高的共工作速率達(dá)到50kbps，高效的GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合。1.2 發(fā)展趨勢(shì)無(wú)線通信技術(shù)是近幾年來(lái)比較流行的一種通信技術(shù)，他具有穩(wěn)定性強(qiáng)、傳輸速率高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。具有廣泛的應(yīng)用背景。選擇此課題的目的在于通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，了解并應(yīng)用無(wú)線遙控技術(shù)。隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)精神生活的追求也愈加強(qiáng)烈，對(duì)信息的渴求已成為了人們必不可少的需要，更加簡(jiǎn)捷與新穎的信息

13、傳遞方式無(wú)疑會(huì)給人們帶來(lái)耳目一新的感受。而我們以前小時(shí)候耍的那種沒(méi)有遙控裝置的小車現(xiàn)在都已經(jīng)過(guò)時(shí)了，現(xiàn)在市面上賣得大多都是帶遙控裝置的小車。而現(xiàn)代工具務(wù)求簡(jiǎn)捷化、便攜化，因此，搖控裝置的到來(lái)，必將會(huì)給人們帶來(lái)一種新的感受方式?，F(xiàn)在通過(guò)應(yīng)用最先進(jìn)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)可以免去繁瑣的設(shè)計(jì)和安裝工作了。工業(yè)的數(shù)據(jù)無(wú)線調(diào)制解調(diào)器可以雙向傳輸數(shù)字、模擬、串行和CAN數(shù)據(jù)，傳輸距離可達(dá)到300m。這種數(shù)據(jù)無(wú)線調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)傳輸是在DECT和433Hz的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。采用微調(diào)控制裝置可以快速和靈活地實(shí)現(xiàn)滿足客戶特定要求的應(yīng)用。成套配置的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器可以靈活和安全地實(shí)現(xiàn)許多各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。無(wú)線

14、遙控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸系統(tǒng)是無(wú)線通信在工業(yè)界和大工業(yè)環(huán)境中的廣泛運(yùn)用。在廠房公用設(shè)施方面如工業(yè)用門、門形框架、升降柜、照明和平臺(tái)的控制等。在工業(yè)中如機(jī)器控制、裝置控制、轉(zhuǎn)運(yùn)裝置、壓力機(jī)控制、地面和空中傳送系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)倉(cāng)儲(chǔ)等。在建筑和道路修建以與農(nóng)業(yè)方面也可通過(guò)無(wú)線遙控系統(tǒng)使工作能夠更安全。1.3 無(wú)線遙控的應(yīng)用圍無(wú)線遙控，顧名思義，就是一種用來(lái)遠(yuǎn)程控制機(jī)器的裝置?，F(xiàn)代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來(lái)產(chǎn)生不同訊息的按鈕所組成。時(shí)至今日，無(wú)線遙控器已經(jīng)在生活中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，給人們帶來(lái)了極大的便利。而現(xiàn)在無(wú)線遙控技術(shù)越來(lái)越多的運(yùn)用在我們的生活當(dāng)中，隨著科技的進(jìn)步無(wú)線遙控器也擴(kuò)展到了許多種類

15、，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)常見(jiàn)的有2種，一種是家電常用的紅外遙控模式（IR Remote Control），另一種是防盜報(bào)警設(shè)備、門窗遙控、汽車遙控等等常用的無(wú)線電遙控模式（RF Remote Control）。常用的無(wú)線電遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。無(wú)線電遙控器與紅外遙控器的區(qū)別：紅外遙控和無(wú)線遙控是對(duì)不同的載波來(lái)說(shuō)的，紅外遙控器是用紅外線來(lái)傳送控制信號(hào)的，它的特點(diǎn)是有方向性、不能有阻擋、距離一般不超過(guò)7米、不受電磁干擾，電視機(jī)遙控器就是紅外遙控器；無(wú)線電遙控器是用無(wú)線電波來(lái)傳送控制信號(hào)的，它的特點(diǎn)是無(wú)方向性、可以不“面對(duì)面”控制、距離遠(yuǎn)（可達(dá)數(shù)十米，甚至數(shù)公里）、容易受電磁干擾。在需要遠(yuǎn)距離穿透或者

16、無(wú)方向性控制領(lǐng)域，比如工業(yè)控制等等，使用無(wú)線電遙控器較易解決。 無(wú)線遙控技術(shù)可應(yīng)用于各種相應(yīng)的機(jī)械或者電子設(shè)備，去完成各種操作，如閉合電路、移動(dòng)手柄、開動(dòng)電機(jī)，之后再由這些機(jī)械進(jìn)行需要的操作。作為一種與紅外遙控器相補(bǔ)充的遙控器種類，在車庫(kù)門、電動(dòng)門、道閘遙控控制、防盜報(bào)警器、工業(yè)控制以與無(wú)線智能家居領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，當(dāng)然我們的無(wú)線遙控車也正是運(yùn)用的這種技術(shù)。1.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)打算用任意一種市面上的小車主體架，其中包括兩個(gè)輪子，兩個(gè)電機(jī)，一個(gè)萬(wàn)向輪，用一片L298就可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。無(wú)線模塊方面，我選擇nRF905這個(gè)無(wú)線收發(fā)器，通過(guò)單片機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，我打

17、算分成兩個(gè)部分來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，第一:先單片機(jī)控制L298實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)；第二：通過(guò)按鍵發(fā)送信號(hào)，由單片機(jī)和nRF905無(wú)線收發(fā)器一起處理數(shù)據(jù)，達(dá)到驅(qū)動(dòng)小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)功能。2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1硬件組成 系統(tǒng)主要由五大模塊構(gòu)成：小車模塊、控制信息產(chǎn)生模塊、控制信息發(fā)送模塊、控制信息接收模塊、驅(qū)動(dòng)模塊。結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。 本項(xiàng)目主要的硬件模塊有：鍵盤、發(fā)送主控制板、發(fā)射器、電源、接收主控模塊、接收模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與小車車模部分。小車主體模塊信息產(chǎn)生模塊信息接收模塊信息發(fā)送模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊圖1 系統(tǒng)模塊組成2.2小車主體模塊小車模塊就是這個(gè)系統(tǒng)的主體部分，它主要

18、由一塊小車底板，兩個(gè)小車車輪，兩個(gè)直流電機(jī)，一個(gè)萬(wàn)向輪組成。因?yàn)橄到y(tǒng)對(duì)這一部分的要求不是很高，所以一般合格的元器件通過(guò)組裝之后都可以滿足要求。而且對(duì)這一部分的要求就是只要直流電機(jī)能夠驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)就可以了。2.3信息產(chǎn)生模塊這里所說(shuō)的信息產(chǎn)生模塊就是這個(gè)系統(tǒng)的控制信號(hào)，它具體是由四個(gè)按鍵組成的，通過(guò)控制四個(gè)按鍵狀態(tài)，單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的指令，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)控制前進(jìn)的按鍵按下時(shí)，小車就前進(jìn)；當(dāng)控制后退的按鍵按下時(shí)，下車就后退；當(dāng)控制小車左轉(zhuǎn)的鍵按下是，小車就向左轉(zhuǎn)；當(dāng)控制小車向右轉(zhuǎn)的鍵按下時(shí)，小車就向右轉(zhuǎn)動(dòng)。2.4信息的發(fā)送與接收模塊2.4.1nRF905無(wú)線收發(fā)器 這一模塊主要控制信號(hào)的

19、發(fā)送與接收，其職能主要由nRF905來(lái)完成。 nRF905可以自動(dòng)完成處理字頭和CRC（循環(huán)冗余碼校驗(yàn)）的工作，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低，以-10dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11mA，在接收模式時(shí)電流為12.5mA。 nRF905單片無(wú)線收發(fā)器工作由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器，一個(gè)帶解調(diào)器的接收器，一個(gè)功率放大器，一個(gè)晶體震蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成。ShockBurst工作模式的特點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC，可以很容易通過(guò)SPI接口進(jìn)行編程配置。nRF905管腳原理圖如圖2所示。圖2 nRF905引腳圖2.4.1nRF905的優(yōu)點(diǎn)無(wú)線遙控車對(duì)于控制芯片的實(shí)時(shí)性，穩(wěn)定

20、性，快速性，準(zhǔn)確性都達(dá)到了一個(gè)很高的要求，介于本設(shè)計(jì)對(duì)于主控芯片的要求都不是很高的情況下，我選擇了STC89C52這款單片機(jī)。它的部資源也比較豐富，性能全面而且適用性強(qiáng)，能覆蓋多種應(yīng)需求。當(dāng)前遙控器模型一般都采用連線、紅外、無(wú)線這三種方式來(lái)進(jìn)行對(duì)被控制器的控制。連線遙控式的遙控器它的遙控器和被控制端通過(guò)導(dǎo)線直接連接起來(lái)，但缺點(diǎn)很明顯，由于是由到導(dǎo)線直接連接，這就很容易引起導(dǎo)線的纏繞，打結(jié)，連接，最突出的是它的受到導(dǎo)長(zhǎng)度的制約，不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離的遙控。 紅外遙控器的特點(diǎn)是通過(guò)遙控器發(fā)射紅外光進(jìn)傳送，紅外線在介質(zhì)中傳播會(huì)產(chǎn)生衰減，特別在金屬中傳播衰減很大，它的穿透力有限。另外由于其存在定向性的問(wèn)題，

21、并且它不能穿透物體，而且在使用紅外線傳送信號(hào)時(shí)，容易受到照明光和外來(lái)雜波的影響和干擾，所以不適合這個(gè)項(xiàng)目開發(fā)的要求。 無(wú)線遙控方式遙控器和接受器兩端通過(guò)無(wú)線電波傳送控制信息。但是市面上那種簡(jiǎn)單的無(wú)線遙控，它的無(wú)線遙控方式很容易受到其它的無(wú)線電波的干擾，因此必須采用抗干擾能力強(qiáng)的無(wú)線發(fā)射裝置來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 因此，在這里我選擇nRF905無(wú)線發(fā)送與接收模塊，以此來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊2.5.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298 L298芯片集成有達(dá)林頓管組成的H型的功率變換橋電路的恒壓恒流橋式2A驅(qū)動(dòng)芯片。無(wú)線小車系統(tǒng)只需要通過(guò)單片機(jī)的相應(yīng)管腳輸出0或則1兩個(gè)電平信號(hào)就可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)

22、了，也就是當(dāng)驅(qū)動(dòng)芯片的OUTPUT1和OUTPUT3輸出為1高電平，OUTPUT2和OUTPUT4輸出為低電平是，電機(jī)就可以正轉(zhuǎn)了；當(dāng)輸出OUTPUT1和OUTPUT3為低電平，當(dāng)OUTPUT2和OUTPUT4輸出為高電平時(shí)，電機(jī)就可以反轉(zhuǎn)了；當(dāng)OUTPUT1輸出高電平，其余三個(gè)管腳都輸出低電平是，電機(jī)就可以右轉(zhuǎn)了；當(dāng)OUT3輸出為高電平，其余三個(gè)管腳低電平時(shí)，電機(jī)就可以左轉(zhuǎn)了。圖3電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊2.5.2 L298的優(yōu)點(diǎn)如果采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開和關(guān)進(jìn)行控制，通過(guò)開關(guān)的切換對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)整。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易；缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)速度慢、機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短。 由于L

23、298工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；H型電路保證了可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極強(qiáng)，是一種廣泛采用的PWM調(diào)速技術(shù)。因此，從難度和性價(jià)比上綜合考慮，我選擇L298驅(qū)動(dòng)芯片。2.6 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路構(gòu)成。手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在RESET端持續(xù)給出2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。本設(shè)計(jì)采用的是手動(dòng)按鍵復(fù)位電路，需要接上上拉電阻來(lái)提高輸出高電平的值。單片機(jī)工作時(shí)，從取指令到譯碼在進(jìn)行微操作，必須在時(shí)鐘信號(hào)控制下才能有序的進(jìn)行，時(shí)鐘電路就是為單片機(jī)工作提供基本時(shí)鐘的。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種

24、產(chǎn)生方式：部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。 一般都采用部時(shí)鐘的方式，所以就介紹一下部時(shí)鐘方式吧。在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2的引腳上跨接上一個(gè)晶振和兩個(gè)穩(wěn)頻電容，就可以與單片機(jī)片的電路構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。晶振的取值一般為12MHz。電容的取值為30pf。圖4單片機(jī)最小系統(tǒng)2.7 電源模塊電路2.7.1驅(qū)動(dòng)電路電源 驅(qū)動(dòng)電路電源電路部分的設(shè)計(jì)主要采用7805芯片，使用7805芯片搭建的電路的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、實(shí)用，78系列三端穩(wěn)壓IC組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路部還有過(guò)流、過(guò)熱與調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。并且完全能夠滿足無(wú)線小車控制系統(tǒng)和L298N芯片的邏輯供電的

25、供電需要。7805芯片有3個(gè)引腳，分別為輸入IN端、輸出OUT端和接地GND端，通常情況下可以提供1.5A的電流，在散熱足夠的情況下可以提供大于1.5A的電流。7805芯片的輸入電壓可以為9V、12V、15V不等，輸出電壓穩(wěn)定在5V，正負(fù)誤差不超過(guò)0.2V。7805芯片如圖12。基于這樣的情況再結(jié)合電機(jī)的工作電壓，選取了6節(jié)干電池9V作為7805的輸入電源，搭建的電源部分電路如圖9所示：圖5 驅(qū)動(dòng)電路電源2.7.2 無(wú)線就收模塊電路電源無(wú)線接收模塊電路電源和發(fā)射電路的電源電路是一樣的，也是用三節(jié)干電池供電。具體電路原路圖如圖10所示： 圖6 無(wú)線就收模塊電路3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1 C語(yǔ)言簡(jiǎn)介

26、 程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)工作者的一項(xiàng)基本能力。C語(yǔ)言是被國(guó)外計(jì)算機(jī)用戶管飯學(xué)習(xí)和使用的一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，受到廣大計(jì)算機(jī)用戶的喜愛(ài)。C語(yǔ)言是國(guó)際上廣泛流行的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言。C語(yǔ)言功能強(qiáng)大、使用靈活，既可以用于編寫應(yīng)用軟件，又能用于編寫系統(tǒng)軟件，因此C語(yǔ)言問(wèn)世以后得到迅速的推廣。自20世紀(jì)90年代初C語(yǔ)言在我國(guó)開始推廣以來(lái)，學(xué)習(xí)和使用C語(yǔ)言的人越來(lái)越多，成了學(xué)習(xí)和使用人數(shù)最多的一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。并成為世界上應(yīng)用最廣泛的程序設(shè)計(jì)高級(jí)語(yǔ)言。C語(yǔ)言作為高級(jí)語(yǔ)言，簡(jiǎn)單易懂，易學(xué)易用，是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的“驚人成就”，為計(jì)算機(jī)愛(ài)好者提供了實(shí)現(xiàn)自己夢(mèng)想的可能。所以我選擇用C語(yǔ)言編寫程序。 3.2 主控程序流程圖 開始 主

27、控程序流程圖首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后等待鍵盤輸入信號(hào)，輸出相應(yīng)的電壓控制字，單片機(jī)A控制無(wú)線發(fā)送模塊。單片機(jī)B控制無(wú)線接收模塊，通過(guò)接受到的信號(hào)控制L298，從而控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行后，返回按鍵掃描狀態(tài)，等待下一次按鍵。如圖11所示。是否有輸入NY 單片機(jī)A處理并發(fā)送 單片機(jī)B處理并接受 L298驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)小車圖7 主控程序流程圖3.2 發(fā)送模塊程序流程圖 發(fā)送模塊程序首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后接收按鍵的輸入信號(hào)，輸出相應(yīng)的發(fā)送信號(hào)。根據(jù)鍵盤的不同輸入，輸出不同的發(fā)送信號(hào)，執(zhí)行后，返回等待狀態(tài)，等待下一次接收?？驁D如圖12所示。 開始初始化nRF905 初始化數(shù)碼管數(shù)據(jù)接收成功 N Y初始化

28、發(fā)送代碼 發(fā)送按鍵代碼 結(jié)束 圖8 發(fā)送模塊流程圖3.3 接收模塊程序流程圖接收模塊程序首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后接收發(fā)送模塊的輸入信號(hào)，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制單片機(jī)B,經(jīng)過(guò)單片機(jī)B的處理，從而控制小車的運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行后，返回等待狀態(tài)，等待下一次接收?？驁D如圖13所示。開始初始化nRF905初始化寄存器初始化MCU接收數(shù)據(jù)成功？MCU向小車發(fā)送指令NY圖9 接收主流程圖3.3.1 nRF905編程的初始化#define WC0x00#define RC0x10 #define WTP0x20 #define RTP0x21#define WTA0x22#define RTA0x23#define

29、RRP0x24void init_nrf905()CSN=1;SCK=0;DR=1;AM=1;PWR_UP=1;TRX_CE=0;TX_EN=0;Config905();SetRxMode(); nRF905要實(shí)現(xiàn)他的無(wú)線發(fā)射與接收功能，那么首先必須對(duì)它進(jìn)行初始化。只有先對(duì)芯片進(jìn)行初始化設(shè)置，nRF905才可以開始發(fā)送和接受數(shù)據(jù)的傳輸。所以要實(shí)現(xiàn)小車的遙控，初始是功能實(shí)現(xiàn)的必要步驟。#define作為C程序的宏定義命令，他有一個(gè)明顯的好處就是，便于在子程序中的調(diào)用和修改。也就是說(shuō)，但你需要在程序的某一個(gè)地方修改這個(gè)變量是，那么只要通過(guò)#define這個(gè)宏命令修改這個(gè)變量，也就一改全改了。nRF

30、905部有好幾個(gè)寄存器，而每個(gè)寄存器有必然都對(duì)應(yīng)一個(gè)端口地址，所以在程序編寫過(guò)程中就必然用到這個(gè)端口，為了編程方便，所以就對(duì)這個(gè)端口設(shè)置一個(gè)易于記憶的字母變量。由于程序的調(diào)用都講究一個(gè)模塊化，所以就把nRF905的初始化定義一個(gè)子函數(shù)void init_nrf905()；以便于以后每次調(diào)用初始化函數(shù)。CSN作為SPI串口使能信號(hào)（低電平有效），當(dāng)它為高電平時(shí)，SPI被禁止。SCK作為串口總線的時(shí)鐘信號(hào)，用以提供SPI傳輸?shù)臅r(shí)鐘頻率。DR和AM分別做為數(shù)據(jù)匹配和地址匹配信號(hào)，可以分別傳送數(shù)據(jù)和地址信號(hào)。POW_UP作為nRF905的電源信號(hào)端口，只有保證POW_UP為高電平時(shí)，這個(gè)芯片才可以真誠(chéng)

31、工作。TRX_CE和TX_CE分別作為數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收信號(hào)使能端，且兩個(gè)信號(hào)都是低電平有效。所以當(dāng)兩個(gè)信號(hào)端口都為低電平時(shí)是，數(shù)據(jù)才可以發(fā)送和接收。3.3.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序void go()zuo1=1; zuo2=0; you1=1; you2=0; void back()zuo1=0; zuo2=1; you1=0; you2=1; 同樣通過(guò)定義子程序函數(shù)，分別把電機(jī)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)定義為子程序函數(shù)，這樣可以在程序的任意位置隨時(shí)調(diào)用。每個(gè)直流電機(jī)的輸入引腳分別與L298輸出引腳連接，L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片再與單片機(jī)輸出信號(hào)相連接，單片機(jī)的輸出信號(hào)通過(guò)L298的放大直接與直接驅(qū)動(dòng)直流電

32、機(jī)。由L298的功能可以知道，當(dāng)單片機(jī)的輸出引腳對(duì)應(yīng)輸出高低高低時(shí)候，兩個(gè)電機(jī)都正向旋轉(zhuǎn)（前進(jìn)）；單片機(jī)的的輸出引腳對(duì)應(yīng)輸出低高低高時(shí)候電機(jī)就逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（后退）。同理，左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)也是一個(gè)道理。3.4 系統(tǒng)的仿真Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)與外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)與外圍器件的工具。雖然目前國(guó)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。在PROTEUS繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的HE

33、X文件，可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。 單片機(jī)控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)仿真圖3.5系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試 測(cè)試按照項(xiàng)目的要求進(jìn)行，首先組裝好小車后 ，檢測(cè)小車的硬件連接是否正常，再次檢測(cè)電源系統(tǒng)沒(méi)有問(wèn)題，兩項(xiàng)都正常后，初始化無(wú)線模塊和89C52開發(fā)板，按下遙控器上的按鍵，小車的前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)都沒(méi)有問(wèn)題。停止鍵也實(shí)現(xiàn)了功能。經(jīng)檢測(cè)小車基本實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能的要求，但也有不正常的地方，第一次的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)按下遙控開關(guān)后，走了一段時(shí)間后，直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路芯片L298很燙，仔細(xì)查看后發(fā)現(xiàn)其中的輸出引腳的電線連電了。經(jīng)修正后系統(tǒng)一切正常。第二次程序下載到單片機(jī)后，運(yùn)行小車，結(jié)果發(fā)現(xiàn)遙控器的按

34、鍵不好使，看了程序以后覺(jué)得好像沒(méi)什么問(wèn)題，但是按鍵按下后小車的運(yùn)行還是存在問(wèn)題，那就把小車的接收板的輸出信號(hào)引腳接到另一塊開發(fā)板的四個(gè)LED燈，這樣就可以檢測(cè)到是否小車可以正常輸出信號(hào)，結(jié)果看了以后可以正常輸出信號(hào)，那么問(wèn)題就可以確定是在遙控器一端的開發(fā)板上的程序可能編寫的時(shí)候出了問(wèn)題，確定問(wèn)題以后打開Keil軟件的編譯界面，打開發(fā)送程序進(jìn)行了仔細(xì)的修改，進(jìn)過(guò)兩三次的調(diào)試程序后，小車終于正常的行走了?？?結(jié)從剛拿到題目時(shí)的一臉茫然，到整天在圖書館查閱資料，到在寢室編寫整體框架，到著手準(zhǔn)備元件和準(zhǔn)備制作工具，到真正制作實(shí)物，這一路走來(lái)真心不容易。不過(guò)我的確很是開心，因?yàn)榛锰觳回?fù)有心人，最后通過(guò)自

35、己的努力，終于寫好了自己的論文和制作出實(shí)物。一路走來(lái)，不但鞏固了自己以前的所學(xué)知識(shí)，而且值得欣慰的是，我還學(xué)到了新的東西，就拿Altium Designer來(lái)說(shuō)吧，之前根本就不知道Altium Designer是什么東西，通過(guò)在網(wǎng)上下載學(xué)習(xí)視頻，再加上以前Protel所學(xué)的知識(shí)，幾天后終于可以利用Altium Designer制作出畢業(yè)設(shè)計(jì)的原理圖。還有就是在單片機(jī)C語(yǔ)言編程方面，我覺(jué)得我以后會(huì)更加的謹(jǐn)慎。因?yàn)橐粋€(gè)程序的穩(wěn)定與否，與程序的一些細(xì)枝末節(jié)是有恒大的干系的。比圖說(shuō)，一個(gè)按鍵的抖動(dòng)，完全是通過(guò)軟件延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即使你沒(méi)有延時(shí)程序，程序本身是沒(méi)有錯(cuò)誤的，但是在實(shí)際工作中就有可能出錯(cuò)誤。所

36、以，這個(gè)教會(huì)了我不管什么工作一定要細(xì)心，認(rèn)真，負(fù)責(zé)。更有就是，在這期間我也深刻體會(huì)到團(tuán)結(jié)、合作、謙虛”這三個(gè)詞的含義。做任何事包括做實(shí)驗(yàn)都不是孤立的，不是你“閉門造車”，而是一個(gè)需要和他人交往的過(guò)程。這就要求我們要團(tuán)結(jié)，要有合作精神，要注意和他人的溝通，要謙虛，不懂就問(wèn)所謂“知之為知之，不知為不知”?？傊?，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作和論文完成的過(guò)程中，我體會(huì)到的是實(shí)驗(yàn)的艱辛和收獲的充實(shí)，感受到的是一種堅(jiān)持不懈、契而不舍的科研精神。對(duì)我以后的深造學(xué)習(xí)有重要的意義。參考文獻(xiàn)1王佳新.C語(yǔ)言上機(jī)考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.大學(xué).2009.2 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)M.清華大學(xué),2010.063 歌德史密斯(美).無(wú)線通

37、訊M.人民郵電,2009.124 文元.無(wú)線通訊技術(shù)概論M.國(guó)防工業(yè),2011.45 強(qiáng).51系列單片機(jī)應(yīng)用軟件編程技術(shù)M.航空航天大學(xué),20116胡萍.串口通信的紅外報(bào)警器的研制J.計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化.2010.7唐德琴.電子溫度測(cè)量?jī)x器技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究J.電子科學(xué)技術(shù)，20098行善.基于串口組件的體系結(jié)構(gòu)J.電子串口與儀器學(xué)報(bào)，2010.9道連等.用于AT89C51設(shè)計(jì)紅外報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作J.國(guó)外電子元器件，2010.10國(guó)進(jìn)嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)從入f-J至U精通D田：清華大學(xué),200811游.基于電液比例技術(shù)的液壓挖掘機(jī)近地?zé)o線遙控系統(tǒng)研究.科技大學(xué).2012.12杰.基于XC2

38、365的電動(dòng)汽車用BLDCM驅(qū)動(dòng)控制器J.大學(xué).2012.13王寶萍.玩具智能小車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.電子科技大學(xué).2012.14胡房武.基于圖像采集的智能車系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.海事大學(xué).2011.致 衷心感學(xué)院給我這次難得的機(jī)會(huì)來(lái)做此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我從中學(xué)到很多書本上沒(méi)有的知識(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，這不但更深入的讓我理解了書本上的專業(yè)理論知識(shí)，而且還明顯提高了我的實(shí)踐動(dòng)手能力。衷心感欣茂老師不厭其煩的指導(dǎo)，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的工作作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪！這篇論文的每個(gè)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開他的細(xì)心指導(dǎo)。通過(guò)這次的論文寫作與欣茂老師建立了亦師亦

39、友的關(guān)系，這是我榮幸，您老師。我還要感我們組的成員、我的室友、我的同學(xué)，每當(dāng)我遇到畢業(yè)論文寫作的困難時(shí)，就有鼓勵(lì)的言語(yǔ)在我的耳邊響起；每當(dāng)我心情沮喪，想要打退堂鼓的時(shí)候，就有我的好友過(guò)來(lái)安慰我，鼓勵(lì)我。真是因?yàn)橛兴麄兊年P(guān)心，不管是在學(xué)習(xí)上，還是生活上，都給予我很大的幫助，讓我在大學(xué)經(jīng)歷了許多難忘的事情，讓我的校園生活過(guò)的豐富多彩。我親愛(ài)的同學(xué)、朋友、室友你們。最后我要感我可敬的父母，你們永遠(yuǎn)是我最堅(jiān)強(qiáng)的后盾，一直默默在為我無(wú)私的付出，是您們的支持才讓我走到今天這一步，讓我有機(jī)會(huì)上大學(xué)，有機(jī)會(huì)接受高等教育并且順利畢業(yè)。你們也是我學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力，我一定會(huì)以優(yōu)異的成績(jī)和努力工作來(lái)回報(bào)您們、回報(bào)社會(huì)。

40、附錄一： 原理圖：接收模塊發(fā)射模塊附錄二：發(fā)射程序：#include <reg52.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define WC0x00#define RC0x10 #define WTP0x20 #define RTP0x21#define WTA0x22#define RTA0x23#define RRP0x24typedef struct RFConfiguchar n;uchar buf10;RFConfig;code RFConfig RxTxConf = 10,0x01, 0x0c

41、, 0x44, 0x20, 0x20, 0xcc, 0xcc, 0xcc,0xc0, 0x58;uchar data TxBuf32;uchar key,rsbrf,delayf,tf;uchar bdata DATA_BUF;sbitflag= DATA_BUF7;sbitflag1= DATA_BUF0;sbitTX_EN= P10; /TX、RX模式/sbitPWR_UP= P11; sbitDR= P12;sbitMOSI= P13;sbitCSN= P14; /SPI使能/sbitSCK= P15;sbitMISO= P16;sbitAM= P17; /地址匹配/sbitTRX_CE

42、= P32;sbit key_q= P23; /前進(jìn)sbit key_h = P21; /后退sbit key_l = P20; /左轉(zhuǎn)sbit key_r = P22; /右轉(zhuǎn)sbit led = P33;void Delay(uchar n) /100usuint i;while(n-)for(i=0;i<80;i+);void SpiWrite(uchar byte)uchar i;DATA_BUF=byte;for (i=0;i<8;i+)if (flag)MOSI=1;elseMOSI=0;SCK=1;/ 時(shí)鐘DATA_BUF=DATA_BUF<<1; SCK

43、=0; void Config905(void)uchar i;CSN=0;SpiWrite(WC);for (i=0;i<RxTxConf.n;i+) /寫放配置字/SpiWrite(RxTxConf.bufi);CSN=1;/ Spi使能/void TxPacket(void)uchar i;CSN=0;SpiWrite(WTP);/寫地址命令/for (i=0;i<32;i+)SpiWrite(TxBufi);CSN=1;Delay(1);CSN=0;SpiWrite(WTA);for (i=0;i<4;i+)SpiWrite(RxTxConf.bufi+5);CSN=

44、1;TRX_CE=1;Delay(1);TRX_CE=0;void SetTxMode(void)TX_EN=1;TRX_CE=0;Delay(1); void SetRxMode(void)TX_EN=0;TRX_CE=1;Delay(1); void init_nrf905()CSN=1;/Spi禁用SCK=0;DR=1;AM=1;PWR_UP=1;TRX_CE=0;TX_EN=0;Config905();SetRxMode();/ Rx modevoid delay_1ms(uint q)uint i,j;for(i=0;i<q;i+)for(j=0;j<115;j+);vo

45、id main()init_nrf905();led = 1;while(1)TxBuf0 = 0; delay_1ms(100);if(key_s = 0) /小車前進(jìn)led = 0;TxBuf0 = 1;if(key_l = 0) /小車左轉(zhuǎn)led = 0;TxBuf0 = 2; if(key_r = 0) /小車右轉(zhuǎn)led = 0;TxBuf0 = 3; if(key_x = 0) /小車后退led = 0;TxBuf0 = 4; delay_1ms(100);if(key_s = 1) && (key_x = 1) && (key_l = 1) &

46、;& (key_r = 1)led = 1;TxBuf0 = 0; SetTxMode();TxPacket(); 接收模塊：#include <reg52.h> /調(diào)用單片機(jī)頭文件#define uchar unsigned char /無(wú)符號(hào)字符型 宏定義變量圍0255#define uint unsigned int /無(wú)符號(hào)整型 宏定義變量圍065535#define WC0x00/ Write configuration register command#define RC0x10 / Read configuration register command#def

47、ine WTP0x20 / Write TX Payload command#define RTP0x21/ Read TX Payload command#define WTA0x22/ Write TX Address command#define RTA0x23/ Read TX Address command#define RRP0x24/ Read RX Payload commandsbit zuo1= P23; sbit zuo2= P22; sbit you1= P21; sbit you2= P20; sbit led = P33;typedef struct RFConfi

48、g1uchar n;uchar buf10;RFConfig;code RFConfig RxTxConf =10,0x01, 0x0c, 0x44, 0x20, 0x20, 0xcc, 0xcc, 0xcc,0xc0, 0x58;uchar data TxBuf32;uchar data RxBuf32;uchar key,rsbrf,delayf,tf;uchar bdata DATA_BUF;sbitflag= DATA_BUF7;sbitflag1= DATA_BUF0;sbitTX_EN= P10;sbitPWR_UP= P11; sbitDR= P12;sbitMOSI= P13;sbitCSN= P14;sbitSCK= P15;sbitMISO= P16;sbitAM= P17;sbitTRX_CE= P32;void Delay(uchar n)uint i;while(n-)for(i=0;i<80;i+);void Config905(void)uchar i;CSN=0;/ Spi enable for write a spi commandSpiWrite(WC);/ Write config commandfor (i=0;i<RxTxConf.n;i+)/ Write configration words 寫放配置字S