基于3G手机遥控智能小车.doc

1项目简介制作的要求我拍了照并画了个草图在下一页，基本的要求与思路是：（1）2台3G手机（可以互通视频），1台控制用，1台固定在坦克上；（2）控制手机（也可以是PC上的软电话）拨打坦克的手机，接通以后，通过按控制手机的数字键盘，来操纵坦克移动（转动），使得坦克手机的摄像头跟着移动（转动），从而控制手机可以通过坦克手机上的摄像头看到不同景物；（3）因为电话接通以后，一方按下键盘，另一方可以听到按下键盘的声音，这个声音是DTMF（双音多频信号），因此，坦克的手机需要接一个耳机，从耳机可以捕获到这个DTMF信号；剪断耳机线，将这个信号输入CM8870芯片，转换为数字信号，再接8051，转换成电信号，再接坦克马达，达到控制的目的。（4）坦克可以前、后、左、右、炮管上、炮管下，6个方向运动，以便坦克手机也能6个方向运动；（5）试验阶段，也可以只用一个坦克手机，因为手机拨号时产生的也是DTMF信号；（6）做完以后，坦克上固定一个手机架，并置有一个通用耳机接口，这样，只要放上手机，插入耳机就可以实现控制了。用CM 8870，将DTMF声音信号，转换为数字信号，接8051用8051，将数字信号转换为电平，控制坦克电机用手机耳机接收DTMF声音信号，剪断耳机线，接CM8870接通后操作手机键盘，发出DTMF（双音多频）信号对坦克的控制要求：前进、后退、左转、右转、炮管向上、炮管向下，6个方向；成品：将手机（机架）固定在坦克上（可能会需要拆掉炮塔），手机能随坦克的6个方向转动或上下抬动，以便手机的摄像头能看到6个方向；用MT5087，做DTMF 发生器（generator）做一个控制方向的控制盘，接到MT5087芯片2 设计实现 如果使用的是，非无线遥控的玩具坦克。那么手机控制玩具坦克的整个过程的示意图如图2所示。受控端手机用耳机线接MT8870芯片的IN和IN-MT8870芯片经过MT8870芯片转化成数字信号，经Q4-Q1传给单片机p1.0-p1.3AT89C51单片机单片机产生电信号模拟遥控器按键产生的电信号玩具坦克遥控器遥控器遥控玩具坦克动作电动玩具坦克控制手机拨号，受控手机自动接通控制端手机利用耳机线将DTMF传送给控制端手机MT5087芯片产生控制信号传给MT5087方向控制盘图2 示意图从设计示意图可以概括为3个部分的设计1 DTMF按键发生器的设计2 DTMF解码器的设计3 电机驱动的设计DTMF按键发生器的设计 按键发生器采用MT5087（见附录）来实现，它可以直接接4x4矩阵键盘，接在芯片C1-C4和R1-R4引脚上，C1-C4引脚为高电平，R1-R4引脚为低电平，当按键按下时，R1-R4引脚由低电平变成高电平，被MT5087检测到并相应产生按按键的DTMF信号，这里不需要接16个键，接6个方向键就可以了，产生的DTMF信号由引脚16输出，输出的DTMF信号再通过手机耳机的MIC线将信号送入手机和通话中手机的对方，从而实现将控制信号传输到手机的另一方，即绑定在机器人小车上的手机。下面是实现的原理图。图3 DTMF按键发生器DTMF解码器的设计DTMF解码用MT8870芯片（见附录）来解码，它接收来自手机耳机听筒的DTMF信号，并把手机控制端DTMF按键信号解码成相应的手机键盘上的数字，比如数字1、数字2、数字3等等。它的信号来自小车端手机耳机听筒，经引脚2 IN-送入芯片，经芯片加码后由Q4-Q1输出，加码成功时引脚15 STD会输出高电平。Q4-Q1输出的是数字信号，比如按下控制端的按键1，Q4-Q1的电平信号为0001,表示控制端按下的是数字键1，同时加码成功STD变成高电平。其它键以此内推。下面是实现的电路原理图：电机驱动设计电机的驱动是通过MT8870解码出来的信号（Q4-Q1）来实现电机行为控制的，比如Q4-Q1为0001时，电机前进，Q4-Q1为0010时，电机后退等。经MT8870解码出来的数字信号要实现电机的控制必须要有检测Q4-Q1的电平的芯片和驱动电机的芯片，这里检测Q4-Q1和STD端电平采用AT89C51这块单片机来实现，由它给出电机的控制信号，而电机驱动采用L293D专用电机控制芯片来实现。具体电路的连接：将Q4-Q1接单片机的P1.3-P1.0口，STD接P1.5口，这样将MT8870解码出来的信息全部送入了单片机来处理。在单片机内编写相应的程序来实现对输入信息的检测，并根据信息给出电机控制信号送给L293电机驱动芯片。单片机的P2口是电机控制信号的输出端口，小车运动控制需要3个电机，电机1和电机2用于小车的前进后退转弯等行为，电机3负责炮台的升降。具体控制信号为：P2.7和P2.6控制电机1，P2.5和P2.4控制电机2，P2.3和P2.2控制电机3，下面是这部分的电路原理图：单片机控制程序采用C语言实现，程序结构比较简单，首先检测P1.0-P1.3和P1.5端口的电平，当P1.5口电平变高时，启动单片机控制部分，检测出P1.0-P1.3端口的电平，判断控制端是哪个按键被按下，然后根据按键绑定相应的电机控制信号，从P2口输出，下面是程序的源码：#include volatile unsigned char info;bit motor;void motor3() if(motor=1) P2_3=0;P2_2=1; elseP2_3=1;P2_2=0;void main(void) info=0; motor=0; P1=0xff;/P1口作为输入口。检测Q4-Q1和STD的状态 while(1) if(P1_5=1) /检测STD是否变成高电平 info=P1&0x0f; /取P1口的P1.3-P1.0，检测Q4-Q1motor=1; switch(info) case 1: P2_7=1;P2_6=0; P2_5=1;P2_4=0;break; / 车前进 case 2: P2_7=0;P2_6=1; P2_5=0;P2_4=1;break; /车后退 case 3: P2_7=1;P2_6=0; P2_5=0;P2_4=0;break; /左转 case 4: P2_7=0;P2_6=0;P2_5=1;P2_4=0;break; /右转 case 5: motor3();break; /炮台升降 elseP2=0; /无按键按下，车停止 3 附录DTMF、MT8870芯片和MT5087芯片的介绍双音多频信号（DTMF）是由一组低音频信号和一组高音频信号以一定方式的组合构成，每组音频信号各有4个音频信号，而每种组合有一个高音频信号和一个低音频信号，共16种组合。过去主要用于电话拨号信息传输，具有很强的抗干扰能力。DTMF信号的产生原理：双音频信号是2个正弦波信号的叠加，选定2个频率f1和f2后可得到这种信号的数学表达式： 如果用合适的采样频率对这个信号进行A/D转换，则很容易计算出每一个采样点的A/D值，而如果将这些采样值形成一张表，在单片机里用同样的采样频率将这张表中的数值用D/A转换器输出，就是双音频信号。在实际应用中常用1 b的DM编码来实现A/D和D/A过程，其中A/D过程可以在PC机上完成，用程序生成对应每一个 DTMF信号的DM编码表，D/A过程在单片机上完成。与单音编码不同，DTMF信号是采用八中取二的方式来构成一个音频信号，由虚假信号的干扰，所以应用范围特别广泛。 对照表1可以发现DTMF信号由2个不同的频率信号合成。分为高频组和低频组，包各含有4个频率，可以构成16种不同的信号，依次对应着16个不同的BCD码。 MT5087 是双音多频电话拨号器，通过该芯片可完成44矩阵编码，MT5087具有电源工作范围宽、输出电平可调、谐波失真等特点，其引脚排其引脚排列如图1所示。各引脚功能如下。VDD、VSS（1，6脚）：电源端；C1C4（3、4、5、9脚）：内部具有下拉电阻的键盘比值向输入端；R1R4（1411脚）：内部具有上拉电阻的键盘横向输入端；OSC1、OSC0（7，8脚）：振荡器输入、输出端；TONE1（15脚）：单音抑制输入端，为“0”时禁止单音输出；TONE0（16脚）：双音频信号输出端，此端接内部NPN晶体管的发射极，外加接地电阻可构成射极输出器。M5087的矩阵编码表如表1所列。MT8870是双音多频接收芯片，可用来完成DTMF信号的接收、分离和译码；能输出由相应16和DTMF频率组合4位并行二进制码。MT8870的引脚排列如图2所示。各主要引脚功能如下：IN+、IN-：运放同相、反相输入端；FB：运放输出端；VREF：基准电压输出端；OSC1、OSC0：振荡器输入、输出端；EN：数据输出允许端。为“1”时允许数据输出；为“0”时禁止数据输出；D4D1：16种DTMF信号所对应的4位二进制并行码数据输出端；DV：延迟控制输出，当一组有效的双音频信号被接收时输出“1”；否则输出“0”；EC0：初始控制输出端。若电路检测出可识别的单音对，则此端变成高电平，若无输入连续失真，则EC0返回低电平；CI：时间监控输出端。表1同时也列出了MT8870的译码表。MT5087编码表双音频率（Hz）MT8870译码表C4C3C2C1R4R3R2R1NO.flfHD4D3D2D1十六制码LLLHHH1697120900011LLLHHH2697133600102LLLHHH3696147700113LLLHHH4770120901004LLLHHH5770133601015LLLHHH6770147701106LLLHHH7852120901117LLLHHH8852136610008LLLHHH9852147710019LLLHHH094113361010ALLLHHH*94112091011BLLLHHH#94114771100CLLLHHHA69716331101DLLLHHHB77016331110FLLLHHHC82516331111FLLLHHHD941163300000表1 MT5087编码表及MT8870译码表袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀