智能跟隨車畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、*職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目智能跟隨小車設(shè)計(jì)系部:電子工程系專業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)學(xué)號(hào)：2012*23216學(xué)生姓名：鄭鵬指導(dǎo)教師：職稱：二O一五年一月二日*職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書課題名稱：智能跟隨小車設(shè)計(jì)系部:電子系專業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)姓名：_鄭鵬_學(xué)號(hào)：一2012*23216_指導(dǎo)教師：*二O一五年一月二日一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的目的與要求：1、設(shè)計(jì)目的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是教學(xué)過程中最后一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是應(yīng)用在校所學(xué)知識(shí)、結(jié)合工程實(shí)際，進(jìn)行一次系統(tǒng)的、有機(jī)的解決工程實(shí)際問題的訓(xùn)練，目的是鞏固、擴(kuò)大和提高所學(xué)理論知識(shí)，使之系統(tǒng)化，并提升為解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，通過本課題的

2、實(shí)施可初步掌握工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)改造基本方法和步驟。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，可使學(xué)生進(jìn)一步提高資料檢索、計(jì)算、繪圖、動(dòng)手制作和編寫說明書的職業(yè)技能。2、題目要求：目前，設(shè)計(jì)出具有智能化的產(chǎn)品已經(jīng)成為商家開發(fā)產(chǎn)品的目標(biāo)之一，也是學(xué)生課外科技活動(dòng)的熱點(diǎn)之一；其中，專門針對(duì)具有自主巡線功能的智能小車的設(shè)計(jì)更是數(shù)不勝數(shù)。但大多數(shù)智能巡線小車只是完成了智能化”所要求的各部分的功能，在小車跟隨性方面考慮較少。此項(xiàng)目注重要求小車跟隨主人的智能性。當(dāng)你下了飛機(jī)，面對(duì)一個(gè)智能跟隨的小車載著行李跟你走，是否覺得舟車勞累的神經(jīng)有一些舒暢。當(dāng)你走進(jìn)琳瑯滿目的超市，有這樣一個(gè)只能跟隨的小車滿載著你選購的物品跟隨在身邊，不再

3、覺得陪女友逛街是在做兼職苦力。當(dāng)上了年歲的老人，陪伴伴侶散步，不再需要推輪椅，而是自動(dòng)跟隨移動(dòng)。智能跟隨小車將很好的解決這類問題，把行李放在小車上，讓智能跟隨小車自動(dòng)跟隨主人。應(yīng)用范圍較廣，比如超市購物車，賓館、旅店、辦公室、醫(yī)院的人力推車，運(yùn)輸系統(tǒng)的行李提取運(yùn)輸車等等。因此，課題的提出，具有相當(dāng)?shù)目尚行院蛯?shí)用價(jià)值。二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的內(nèi)容：1、了解智能控制技術(shù)的特點(diǎn)，明確設(shè)計(jì)目的；2、確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理，制定初步方案；3、明確控制要求，開發(fā)一款A(yù)ndroid手機(jī)控制軟件，制作一款智能車。智能車包含wifi通信，視頻傳輸，圖像的簡單識(shí)別等功能，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，超聲波測(cè)距技術(shù)，裝備12864液晶顯

4、示屏；4、利用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行智能跟隨小車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。最終給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)電路參數(shù)、圖紙及程序；5、撰寫設(shè)計(jì)說明書。二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)程的安排序號(hào)論文（設(shè)計(jì)）各階段名稱日期備注1指導(dǎo)教師召集相關(guān)學(xué)生，向?qū)W生介紹畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，布置任務(wù)。15年1月2論文準(zhǔn)備，期間老帥不得少于兩次指導(dǎo)學(xué)生。15年2-4月準(zhǔn)備期間，學(xué)生向指導(dǎo)教師匯報(bào)工作進(jìn)度和工作情況，每周不少于一次。3畢業(yè)論文送交指導(dǎo)老師閱評(píng)15年4月4畢業(yè)答辯15年5月下旬公布成績5月27日前四、任務(wù)執(zhí)行日期：自2015年1月2日至2015年5月27日止。學(xué)生（簽字）指導(dǎo)教師（簽字）系主任（簽字）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績

5、評(píng)定表系部：電子工程系專業(yè)：電氣自動(dòng)化班級(jí)：12級(jí)3班姓名鄭鵬設(shè)計(jì)（論文）總成績：設(shè)計(jì)（論文）題目智能跟隨小車設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語該生在設(shè)計(jì)時(shí)態(tài)度認(rèn)真、遵守紀(jì)律，具有強(qiáng)的分析問題和獨(dú)立工作能力，掌握基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)扎實(shí)，考慮問題全面，能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和參考資料，圓滿地完成了規(guī)定的任務(wù)進(jìn)程，工作量飽滿，有一定的創(chuàng)新性。論文及圖紙的質(zhì)量高。評(píng)定成績：簽名：年月日評(píng)閱人評(píng)語該生論文書與認(rèn)真，確定方案合理，公式引用正確，論述條理清晰，論文質(zhì)量高。圖紙視圖完整、布局合理，標(biāo)注規(guī)范。各項(xiàng)任務(wù)完成情況較好。設(shè)計(jì)有一定的新穎性。評(píng)定成績：簽名：年月日答JlA亠辯小組評(píng)語該生在設(shè)計(jì)時(shí)態(tài)度較認(rèn)真，考慮問題比較全面

6、，較合理地運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，完成了規(guī)定的工作量，作業(yè)文件質(zhì)量較咼；答辯時(shí)自述較清楚，對(duì)所提問題的回答基本正確；該生的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)掌握的較好，有一定的獨(dú)立工作能力。答辯成績：組長簽名：年月日注：設(shè)計(jì)（論文）總成績=指導(dǎo)教師評(píng)定成績（30%）+評(píng)閱人評(píng)定成績（30%）+答辯成績（40%）智能跟隨小車的設(shè)計(jì)原理濟(jì)南職業(yè)學(xué)院電子工程系鄭鵬摘要：目前，設(shè)計(jì)出具有智能化的產(chǎn)品已經(jīng)成為商家開發(fā)產(chǎn)品的目標(biāo)之一，也是學(xué)生課外科技活動(dòng)的熱點(diǎn)之一；其中，專門針對(duì)具有自主巡線功能的智能小車的設(shè)計(jì)更是數(shù)不勝數(shù)但大多數(shù)智能巡線小車只是完成了智能化”所要求的各部分的功能，在小車跟隨性方面考慮較少。此項(xiàng)目注重要求小車跟隨主

7、人的智能性。當(dāng)你下了飛機(jī)，面對(duì)一個(gè)智能跟隨的小車載著行李跟你走，是否覺得舟車勞累的神經(jīng)有一些舒暢。當(dāng)你走進(jìn)琳瑯滿目的超市，有這樣一個(gè)只能跟隨的小車滿載著你選購的物品跟隨在身邊，不再覺得陪女友逛街是在做兼職苦力。當(dāng)上了年歲的老人，陪伴伴侶散步，不再需要推輪椅，而是自動(dòng)跟隨移動(dòng)。智能跟隨小車將很好的解決這類問題，把行李放在小車上，讓智能跟隨小車自動(dòng)跟隨主人。應(yīng)用范圍較廣，比如超市購物車，賓館、旅店、辦公室、醫(yī)院的人力推車，運(yùn)輸系統(tǒng)的行李提取運(yùn)輸車等等。關(guān)鍵詞：VB軟件安卓軟件單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)102864液晶顯示器wifi模塊攝像頭目錄第一章研究背景(1)第二章研究內(nèi)容(1)2.1研究目標(biāo)2.2研究方

8、法(1)2.3研究計(jì)劃第三章研究過程(2)3.1上位機(jī)軟件的開發(fā)3.1.1 VB軟件開發(fā)(2)3.1.2 Android軟件開發(fā)3.2下位機(jī)主控系統(tǒng)3.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊3.4測(cè)距模塊3.5 LCD顯示模塊WiFi模塊3.7車體制作(4)3.8紅外傳感器(5)第四章研究成果(6)4.1實(shí)現(xiàn)WiFi模塊與PC或Android通訊4.2完成總體設(shè)計(jì)框圖(7)4.3完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(8)單片機(jī)電路(9)軟件設(shè)計(jì)(10)4.4顯示系統(tǒng)(10)4.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(11)4.6電源設(shè)計(jì)(11)結(jié)束語(12)參考文獻(xiàn)(12)致謝(13)附錄(14)第一章研究背景現(xiàn)在,在國內(nèi)市場(chǎng)上暫時(shí)還沒有具有跟隨性的載物小車出

9、現(xiàn)。而在國外，有一款最接近的產(chǎn)品，叫做“高爾夫球童車”。因?yàn)樵趪夂芏嗳藭?huì)打高爾夫，國外的人力球童是很貴的，因而這個(gè)設(shè)計(jì)有市場(chǎng)。而在中國，打高爾夫的人少之又少，能去買專業(yè)的球通車的就更加少了。因而此產(chǎn)品在中國的網(wǎng)絡(luò)上搜到的資料很少，沒有中國的銷售商。此外，中國具有跟隨性的產(chǎn)品，主要都是有軌機(jī)械跟隨，用于工廠的各類生產(chǎn)機(jī)車的一部分，或是比賽場(chǎng)的有軌跟隨拍攝車，并沒有實(shí)際針對(duì)餐廳、旅館、機(jī)場(chǎng)、超市等大眾場(chǎng)合，或家庭個(gè)人的產(chǎn)品。技術(shù)上做到跟隨并不難，但是沒有應(yīng)用到生活中的產(chǎn)品方向?；陂L時(shí)間對(duì)智能小車的不斷開發(fā)，小車的自動(dòng)壁障、自動(dòng)化設(shè)計(jì)都已經(jīng)很純熟，設(shè)計(jì)的資源共享度很高。對(duì)于開發(fā)新型跟隨性智能小車

10、技術(shù)上有保障。第二章研究內(nèi)容2.1研究目標(biāo)開發(fā)一款A(yù)ndroid手機(jī)控制軟件，制作一款智能車。智能車包含wifi通信，視頻傳輸、圖像的簡單識(shí)別、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、紅外跟隨、超聲波測(cè)距和12864液晶顯示屏。2.2 研究方法研究方法是指在研究中發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、新事物，或提出新理論、新觀點(diǎn)，揭示事物內(nèi)在規(guī)律的工具和手段。這是運(yùn)用智慧進(jìn)行科學(xué)思維的技巧，一般包括文獻(xiàn)調(diào)查法、觀察法、思辨法、行為研究法、歷史研究法、概念分析法、比較研究法等。研究方法是人們?cè)趶氖驴茖W(xué)研究過程中不斷總結(jié)、提煉出來的。由于人們認(rèn)識(shí)問題的角度、研究對(duì)象的復(fù)雜性等因素，而且研究方法本身處于一個(gè)在不斷地相互影響、相互結(jié)合、相互轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)發(fā)展過

11、程中，所以對(duì)于研究方法的分類目前很難有一個(gè)完全統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。2.3研究計(jì)劃小車底盤制作與切割wifi與單片機(jī)通信單片機(jī)與紅外傳感器調(diào)試與編程單片機(jī)與L298N（電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊）通信與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與攝像頭數(shù)據(jù)傳輸整車組裝與調(diào)試第三章研究過程3.1上位機(jī)軟件的開發(fā)VB軟件開發(fā)VisualBasic是一種由微軟公司開發(fā)的包含協(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動(dòng)編程語言。從任何標(biāo)準(zhǔn)來說，VB都是世界上使用人數(shù)最多的語言一一不僅是盛贊VB的開發(fā)者還是抱怨VB的開發(fā)者的數(shù)量。它源自于BASIC編程語言。VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應(yīng)用程序開發(fā)（RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數(shù)據(jù)庫，或者輕

12、松的創(chuàng)建ActiveX控件。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序。3.1.1 Android軟件開發(fā)Android是一種基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)，主要使用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦，由Google公司和開放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開發(fā)。尚未有統(tǒng)一中文名稱，中國大陸地區(qū)較多人使用安卓”或安致”Android操作系統(tǒng)最初由AndyRubin開發(fā)，主要支持手機(jī)。2005年8月由Google收購注資。2007年11月，Google與84家硬件制造商、軟件開發(fā)商及電信營運(yùn)商組建開放手機(jī)聯(lián)盟共同研發(fā)改良Android系統(tǒng)。3.2 下位機(jī)主控系統(tǒng)采用單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，

13、用其控制行進(jìn)中的小車。其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢(shì)控制簡單、方便、快捷。這樣一來，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能及可位尋址操作功能、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，這種方案是一種較為理想的方案。針對(duì)本設(shè)計(jì)特點(diǎn)多開關(guān)量輸入的復(fù)雜程序控制系統(tǒng)，不能用精簡I/O口和程序存儲(chǔ)器的小體積單片機(jī)，D/A、A/D功能也不必選用。根據(jù)這些分析,我選定了STC12C5A60S2單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的主控裝置，51單片機(jī)具有功能強(qiáng)大的位操作指令，I/O口均可按位尋址，程序空間多達(dá)8K，對(duì)于本設(shè)計(jì)也綽綽有余，更可貴的是51單片機(jī)價(jià)格非常低廉。3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊我選用

14、了L298N驅(qū)動(dòng)芯片，L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)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(hào)控制;具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)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(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電

15、機(jī)。這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。因此決定采用使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制步進(jìn)電機(jī)。3.4 LCD顯示模塊帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128X64,內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。可以顯示8X4行16X16點(diǎn)陣的漢字。也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是

16、其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊WiFi模塊RM04模塊為串口或TTL電平轉(zhuǎn)WIFI通信的一種傳輸轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，Uart-Wifi模塊是基于Uart接口的符合wifi無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口或TTL電平數(shù)據(jù)到無線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換。一般架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無線網(wǎng)卡及一臺(tái)AP，如此便能以無線的模式，配合既有的有線架構(gòu)來分享網(wǎng)絡(luò)資源，架設(shè)費(fèi)用和復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。如果只是幾臺(tái)電

17、腦的對(duì)等網(wǎng)，也可不要AP，只需要每臺(tái)電腦配備無線網(wǎng)卡。AP為AccessPoint簡稱，一般翻譯為“無線訪問節(jié)點(diǎn)”，或“橋接器”。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線局域網(wǎng)絡(luò)的橋梁。有了AP，就像一般有線網(wǎng)絡(luò)的Hub般，無線工作站可以快速且輕易地與網(wǎng)絡(luò)相連。特別是對(duì)于寬帶的使用，WiFi更顯優(yōu)勢(shì)，有線寬帶網(wǎng)絡(luò)（ADSL、小區(qū)LAN等）到戶后，連接到一個(gè)AP，然后在電腦中安裝一塊無線網(wǎng)卡即可。普通的家庭有一個(gè)AP已經(jīng)足夠，甚至用戶的鄰里得到授權(quán)后，則無需增加端口，也能以共享的方式上網(wǎng)。3.5 車體制作我選擇的車體是亞克力透明板材。亞克力的中文名稱由英文Acrylics音譯而來，中文

18、俗名有壓克力、阿克力。是丙烯酸類和甲基丙烯酸類化學(xué)品的通稱。包括單體、板材、粒料、樹脂以及復(fù)合材料。亞克力板由甲基烯酸甲酯單體（MMA）聚合而成，即聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）板材有機(jī)玻璃，是一種經(jīng)過特殊工藝加工的有機(jī)玻璃。有“塑料皇后”之美譽(yù)。亞克力的研究開發(fā)，距今已有一百多年的歷史。亞克力板具有水晶一般的透明度，透光率達(dá)92%以上，用染料著色的亞克力板又有很好的展色效果，此外，亞克力板：具有極佳的耐候性，較高的表面硬度和表面光澤以及較好的耐高溫性能。亞克力板有良好的加工性能，按生產(chǎn)工藝可分為澆鑄型和擠壓型兩種。既可采用熱成型（包括模壓，吹塑和真空吸塑），也可用機(jī)械加工方式如鉆、車、洗、切割

19、等。用微電腦控制的機(jī)械切刮和雕刻不僅使加工精度大為提高，而且還可制作出比傳統(tǒng)方式更精美的圖案和造型。另外，亞克力板可采用激光切割和激光雕刻，制作效果奇特的制品。硬度是最能體現(xiàn)澆注亞克力板生產(chǎn)工藝和技術(shù)的參數(shù)之一，是品質(zhì)控制中的重要一環(huán)。硬度能反映出原料MMA純度、板材耐候性以及耐高溫性能等。硬度直接影響到板材是否會(huì)收縮彎曲變形，加工時(shí)表面是否會(huì)出現(xiàn)皸裂等情況。硬度是評(píng)判壓克力板品質(zhì)好壞硬性指標(biāo)之一。澆注亞克力板具有目前最高的硬度指標(biāo)平均達(dá)洛氏硬度值90度。亞克力板且有極佳的耐候性，尤其應(yīng)用于室外，居其他塑膠之冠，并兼具良好的表面硬度與光澤，加工可塑性大，可制成各種所需要的形狀與產(chǎn)品。其板材的種

20、類繁多色彩豐富（含半透明的色板），另一特點(diǎn)是厚板仍能維持高透明度。3.7紅外傳感器我選用E18-D80NK型紅外避障傳感器，紅外避障傳感器（以下簡稱紅外）。紅外具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射一定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物（反射面）時(shí)，紅外信號(hào)反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，通過數(shù)字傳感器接口返回到機(jī)器人主機(jī)，機(jī)器人即可利用紅外波的返回信號(hào)來識(shí)別周圍環(huán)境的變化。第四章研究成果4.1實(shí)現(xiàn)WiFi模塊與PC或Android通訊手機(jī)端發(fā)送控車端路由器收指令小車端路由制通過小型路由器來實(shí)現(xiàn)。該方案是在小車端安裝一個(gè)小型路由器，是小車周圍一定

21、范圍具有WIFI覆蓋，然后將手機(jī)連接到路由器IP地址,對(duì)其發(fā)送指令，路由器接收指令后對(duì)單片機(jī)串口發(fā)送數(shù)據(jù)指令，實(shí)現(xiàn)控制。系統(tǒng)框圖如下：匡圖通過比較以上兩種方案。方案一雖然可以實(shí)現(xiàn)小車超遠(yuǎn)程控制，但開發(fā)成本較高，相對(duì)于大一學(xué)生來說技術(shù)難度較大，而且控制過程要消耗上網(wǎng)流量。而方案二則相對(duì)簡單，開發(fā)難度較低，適合制作玩具小車，因此我們選擇了方案二。4.2完成總體設(shè)計(jì)框圖遙控小車系統(tǒng)總框圖如圖2所示。4.3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)電路1.單片機(jī)電路在這里，單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的控制，同時(shí)還要有路由器進(jìn)行串口通信，為了能夠控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以使用單片機(jī)的定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)，利用單片機(jī)定時(shí)器功能控制IO口產(chǎn)生脈沖

22、，通過脈沖調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速?？紤]到單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)以上功能，選擇使用STC12C5A60S2來構(gòu)成電路STC12C5A60S2是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得STC89C52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。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM,32位I/O口線,看門狗定時(shí)器,內(nèi)置4KBEEPROM,MAX810復(fù)位電路,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。另外STC89X52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

23、?？臻e模式下,CPU停止工作,允許RAM、定時(shí)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(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz,6T/12T可選。此外,STC12C5A60S2設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。該單片機(jī)主要特性：?8031CPU與MCS-51兼容?8

24、K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器（壽命：1000寫/擦循環(huán)）?全靜態(tài)工作：0Hz-24KHz?三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定?128*8位內(nèi)部RAM?32條可編程I/O線?兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器?6個(gè)中斷源?可編程串行通道?低功耗的閑置和掉電模式2.晶振選擇由于該課題的小車端是通過單片機(jī)串口通信接收收手機(jī)是控制指令，因此需要對(duì)單片機(jī)定時(shí)器初值進(jìn)行設(shè)置，若采用常用12M晶振，初值不一定是整數(shù)，通信時(shí)便會(huì)產(chǎn)生積累誤差，進(jìn)而產(chǎn)生波特率誤差，影響通信的同步性。采用11.0592M晶振可以得到非常準(zhǔn)確的數(shù)值，因此在制作過程中最好采用11.0592M或其整數(shù)倍的晶振。432軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與一般電子系統(tǒng)設(shè)

25、計(jì)的差別在于，它既要構(gòu)成硬件邏輯電路，也要設(shè)計(jì)相應(yīng)的支持軟件。KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)全WINDOWS界面且?guī)旌瘮?shù)豐富，調(diào)試功能強(qiáng)大、生成代碼率很高。本程序的主要思路是，利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)，控制10口產(chǎn)生PWM波用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。利用P0口控制12864液晶顯示。其控制流LCD。就本系統(tǒng)的功能來說，使用LED已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)功能，不過考慮到使用LCD，可以輸出英文字符，從而使得顯示系統(tǒng)能夠更加美觀，同時(shí)也能更好的達(dá)到提高自己的目的，所以最后選擇使用液晶屏LCD由于本次設(shè)計(jì)所要顯示的內(nèi)容不多，并不需要太大的液晶屏來顯示。所

26、以選擇使用12864來進(jìn)行顯示。12864液晶每次可以顯示2行16個(gè)字符，總共32個(gè)字符，而且可以顯示所有的ASCII碼，包括標(biāo)點(diǎn)，數(shù)字，英文大小寫等，因此，使用該液晶屏可以很好的實(shí)現(xiàn)顯示功能。12864顯示屏的主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示。表2主要技術(shù)指標(biāo)LCD12864顯示容量：128*64個(gè)字符芯片工作電壓：工作電流：2.0mA(5V)最佳工作電壓：5V字符尺寸：2.95X4.35(WXH)mm1602液晶顯示屏共有20個(gè)引腳，其各個(gè)引腳的功能如表3所示表312864顯示屏的引腳引腳編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2DATAI/O2VDD電源正極10D3DATAI/O3VL液

27、晶顯示偏壓信號(hào)11D4DATAI/O4RS數(shù)據(jù)命令選擇端（H/L）12D5DATAI/O5R/W讀寫數(shù)據(jù)端（H/L）13D6DATAI/O6E使能信號(hào)14D7DATAI/O7D0DATAI/O15BLA背光源正極8D1DATAI/O16BLK背光源負(fù)極4.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊由于小車底盤電機(jī)額定電壓為12V，度電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊選擇了常用12V電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N。L298N恒壓恒流橋式2A驅(qū)動(dòng)芯片，L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)VSS,VSS可接4.57V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為+2.546V。輸出電流可達(dá)2.5A,可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以

28、便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動(dòng)。4.6 電源設(shè)計(jì)小車電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流較大，可能會(huì)將電源的電壓瞬間拉低，導(dǎo)致單片機(jī)和路由器不能正常工作，因此必須設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的供電系統(tǒng)。解決該問題常用以下三種方法：?選用性能更好的的電源：?采用獨(dú)立電源供電，即使用兩個(gè)電源分別給單片機(jī)和電機(jī)供電；?在電源附近并聯(lián)一個(gè)較大值的電容，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電流較大，電容中的電可以補(bǔ)償一部分電流，保證電壓不至于太低。以上三種方案中，方案1）成本過高，方案2）電路繁瑣，均不適合小型設(shè)備的應(yīng)用，所以我們選擇了方案3）。結(jié)束語該項(xiàng)目的獨(dú)特創(chuàng)新之處在于

29、小車的控制是通過手機(jī)來實(shí)現(xiàn)，而不是遙控手柄,從而使用更加方便，實(shí)現(xiàn)用WIFI技術(shù)對(duì)玩具小車進(jìn)行遙控控制，包括小車前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎,超聲波測(cè)距,12864顯像等功能。該項(xiàng)目開發(fā)的Android軟件和基于WIFI的控制系統(tǒng)不僅可以控制小車，稍做改動(dòng)就可用來控制電腦、家用電器甚至探測(cè)、排爆機(jī)器人等，通過路由器橋接的方式可以構(gòu)建成小型的智能家居,同時(shí)也可用于地質(zhì)檢測(cè)設(shè)備的手持終端。因此，該項(xiàng)目的成果將不僅僅局限于一個(gè)遙控小車，更具有價(jià)值的是手機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。如今國外的幾家公司推出了基于蘋果手機(jī)控制航模和玩具賽車的產(chǎn)品。目前基于Android手機(jī)和WIFI技術(shù)開發(fā)的娛樂軟件較多，而控制機(jī)電產(chǎn)品的軟件和專

30、利相對(duì)較少。2011年11月數(shù)據(jù)，Android占據(jù)中國智能手機(jī)操作系統(tǒng)市場(chǎng)58%，其應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)份額也在急速向平板電腦、消費(fèi)電子、智能家電領(lǐng)域擴(kuò)張。WIFI具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸能力，普通智能手機(jī)完全能達(dá)到1M/S以上的速度。因此，今后在此方面的的研究一定會(huì)大大增加，具有很好的實(shí)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)1 郭天祥51單片機(jī)c語言教程大陸:電子工業(yè)出版社2 孫和平單片機(jī)微機(jī)原理與接口技術(shù)冶金工業(yè)出版社3 張勇GoolgeAndroid開發(fā)技術(shù)西安電子科技大學(xué)出版社4 郭宏志Android應(yīng)用開發(fā)詳解電子工業(yè)出版社李剛瘋狂Android講義電子工業(yè)出版社6 林卓然VB語言程序設(shè)計(jì)（第3版）電子工業(yè)出版社7

31、 田保軍VB程序設(shè)計(jì)案例教程電子工業(yè)出版社8 王淵峰Altium_Designer10科學(xué)出版社2011.11致謝：感謝劉曉陽老師對(duì)我的論文的細(xì)心指點(diǎn)。首先細(xì)致地為我解題；當(dāng)我迷茫于眾多的資料時(shí)，他又為我提綱挈領(lǐng)，梳理脈絡(luò)，使我確立了本文的框架。論文寫作中，每周都得到劉老師的指點(diǎn)。從框架的完善，到內(nèi)容的擴(kuò)充；從行文的用語，至U格式的規(guī)范，老師都嚴(yán)格要求，力求完美。我再次為老師的付出表示感謝！附錄程序：#include#include#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharBuffer=0;/從串口接收的數(shù)據(jù)uinti

32、=0,j,URTAReceivedCount=0,n=1;ucharflag=0;uchardataTempdatatable4,CommandDatatable4;數(shù)據(jù)包ucharkey_stime_counter,hight_votage=15,timeT_counter;/舵機(jī)的變量bitkey_stime_ok;sbitcontrol_signal=P3W;/舵機(jī)控制信號(hào)sbitStatusLight=P0A0;/狀態(tài)燈sbitMainLight=P0A1;/主大燈sbitTrig=卩3人4;/雷達(dá)產(chǎn)生脈沖引腳sbitEcho=P3A5;II接收雷達(dá)回波引腳/*名稱：Delay_1ms

33、()*功能：延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間為1ms*x*輸入：x(延時(shí)一毫秒的個(gè)數(shù))*輸出：無*voidDelay_1ms(uinti)/1ms延時(shí)ucharx,j;for(j=0;ji;j+)for(x=0;x=148;x+);voidTurnOnStatusLight()StatusLight=0;*名稱:Send_Data()*功能:向上位機(jī)傳送字符*輸入:無*輸出:無*/voidSend_Data(uchardatatype,uchardatacmd)uchardataBuffer4;/構(gòu)建數(shù)據(jù)包uchar*p;uintSend_Count=O;p=Buffer;Buffer0=0XFF;Buf

34、fer1=type;Buffer2=cmd;Buffer3=0XFF;while(1)if(*p=0XFF)Send_Count+;/0XFF標(biāo)志統(tǒng)計(jì)位SBUF=*p;/發(fā)送while(!TI)/如果發(fā)送完畢，硬件會(huì)置位TI，等待發(fā)送完畢_nop_();p+；TI=0;if(Send_Count=2)/當(dāng)統(tǒng)計(jì)到兩次出現(xiàn)OXFF，則認(rèn)為一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送完畢，跳出循環(huán)TI=0;break;/*協(xié)議規(guī)定：包頭類型位數(shù)據(jù)位結(jié)束位0XFF110XFF各命令說明：類型位數(shù)據(jù)位功能0X000X01前進(jìn)0X000X02后退0X000X03左轉(zhuǎn)0X000X04右轉(zhuǎn)0X000X00停止0X010X01舵機(jī)上0X01

35、0X02舵機(jī)下0X020X01車燈亮0X020X02車燈火0X03雷達(dá)數(shù)據(jù)發(fā)送雷達(dá)數(shù)據(jù)*名稱:Comnt()*功能:串口中斷子函數(shù)*輸入:無*輸出:無*voidComnt(void)interrupt4uchartemp;ES=0;/關(guān)串口中斷RI=0;II軟件清除接收中斷temp=SBUF;if(temp=OXFF&URTAReceivedCount2)TempdatatableO=OXFF;/包頭URTAReceivedCount+;elseTempdatatablen=temp;n+;if(URTAReceivedCount=2)包尾TempdatatableO=OXFF;Tempdat

36、atable3=0XFF;n=1;URTAReceivedCount=O;/組包完畢temp=;Send_Data(Tempdatatable1,Tempdatatable2);/發(fā)送組成的數(shù)據(jù)包回去CommandDatatableO=TempdatatableO;CommandDatatable1=Tempdatatable1;CommandDatatable2=Tempdatatable2;CommandDatatable3=Tempdatatable3;ES=1;開串口中斷/*名稱：Com_Init()*功能：串口初始化，晶振11.0592，波特率9600,使能了串口中斷*輸入：無*輸出

37、：無*/voidComnit(void)TMOD=0x21;PCON=0x00;SCON=0x50;TH1=0xFd;/設(shè)置波特率9600TL1=0xFd;TR1=1;/啟動(dòng)定時(shí)器1ES=1;II開串口中斷EA=1;II開總中斷IT0=0;EX0=1;voidTimerlnit()control_signal=0;EA=1;/開總中斷ET0=1;/定時(shí)器0中斷允許TH0=0xFF;/定時(shí)器裝初值TL0=0xA3;TR0=0;/*名稱:Moto_Forward()*功能：電機(jī)1、2啟動(dòng)，都是前進(jìn)，整車表現(xiàn)為前進(jìn)。*輸入：無*輸出：無*voidMoto_Forward()P1=0x06;Delay

38、_1ms(100);/*名稱：Moto_Backward()*功能：電機(jī)1、2啟動(dòng)，都是后退，整車表現(xiàn)為后退。*輸入：無*輸出：無*/*voidMoto_Backward()P仁0x05;Delay_1ms(100);/*名稱:Moto_TurnLeft()*功能：電機(jī)1后退，電機(jī)2前進(jìn)，整車表現(xiàn)為左轉(zhuǎn)。*輸入：無*輸出：無*voidMoto_TurnLeft()P仁0x09;Delay_1ms(100);/* 名稱:Moto_TurnRight()*功能：電機(jī)1前進(jìn)，電機(jī)2后退，整車表現(xiàn)為右轉(zhuǎn)。*輸入：無*輸出：無*voidMoto_TurnRight()P仁0x0A;Delay_1ms(100);/* 名稱：Moto_Stop()*功能：電機(jī)1停止，電機(jī)2停止，整車表現(xiàn)為停止。*輸入：無*輸出：無*voidMoto_Stop()P仁0x00;Delay_1ms(100);/