基于加速计的无线小车控制系统设计

word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑摘要本文设计的是一个基于加速计的无线小车控制系统，该系统的设计分为上位机（遥控器）和下位机（小车）两部分。上位机是以单片机STC89C52为控制芯片，同时包括了加速计模块、按键模块、液晶显示模块和无线通信模块，通过无线通信模块来实现与下位机（小车）之间数据的交换。下位机（小车）同样是以单片机STC89C52作为控制芯片，通过无线模块接收由上位机传来的控制信息.加速计首先获取当前需要调节的小车的电机速度值和舵机的打角值，利用nRF24L01无线发射，将所需要调节的电机速度值和打角值传送给小车；并经过nRF24L01接收模块接收该控制信号，再将该信号传送给小车并使小车的电机和舵机作出相应的动作，对此时数据进行实时控制。本次设计主要由加速计模块、无线发射模块、无线接收模块、单片机处理模块、液晶显示模块、电机模块和舵机模块7个模块组成。该无线小车实现的主要功能是：利用加速计获取当前小车所需要调节的电机速度值和舵机的打角值，通过无线模块将速度值和打角值传送给小车，并对此数据进行实时控制，实现小车的前进、后退、左转、右转。关键词：单片机；无线传输技术；加速计；小车word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑AbstractThisdesigniswirelesscarcontrolsystemsbasedonaccelerometer.Thedesignofthesystemhastwoparts,PC(remotecontrol)andlowermachine(thecar).PCadoptsSTC89C52micro-controllerasthemaincontrolship.Itisalsointegratedaccelerometermodule,keymodule,LCDmoduleandthewirelessmodule.WirelessmodulerealizestheexchangeofdatabetweenPCandthelowermachine(thecar).ThecaralsoadoptsSTC89C52micro-controllerasthemaincontrolship.ItreceivescontrolinformationwhichcomesfromthePCbyawirelessmodule.First,accelerometerobtainsthevalueofthevelocityofthemotorandthesteeringangularvelocityvalueswhichneedtoadjustthesteeringofthecar.ItsendsthemtothecarbythenRF24L01wirelesstechnology.ThenthenRF24L01receivermodulereceivestheremotecontrolsignal,thentransmitsthemtothemotorandtheservoofthecarinordertomakethecarappropriateaction.Atthesametime，thisreal-timecontrolofdatashouldbedone.Thedesignismainlycomposedofaccelerometermodule,wirelesstransmittingmodule,wirelessreceivingmodule,singlechipmicroprocessingmodule,LCDmodule,servomotormodules.Thewirelessremotecontrollingofthecarfunctionsareasfollows:theaccelerometerobtainsthevalueofthevelocityofthemotorandthesteeringangularvelocityvalueswhichneedtoadjustthesteeringofthecar.ThentheywillbesendedtothecarbythenRF24L01wirelesstechnology.Andthisdataisinrealtimecontrolandthecarcangoforward,backward,left,andright.Keywords:micro-controller;wirelesstransmissiontechnology;accelerometer;carword文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑目录TOC\o"1-3"\h\u16402摘要 ④在进行调试的过程中，小车前进时，地面上的积水不慎飞溅到接收部分的焊板下面，导致小车无法行驶，后来通过检测发现，L298N驱动芯片被烧了，在更换芯片后，在背面贴了防水胶带，防止水花飞溅到小车上导致芯片再次被烧坏。5.4调试结果在排除硬件电路接线和软件编程的问题后，进行了软硬件联调，软硬件联调之后，有了理想的显示结果，显示结果如图5-2所示。改变遥控器的倾斜角度所获取的加速的信息，小车改变运行方向，加速计的显示结果如图5-3所示。图5-2硬件显示结果图5-3改变倾斜角后的加速度信息显示5.5本章小结继硬件电路和软件编程结束后，对电路板进行手工焊接，焊接结束后对硬件电路进行软硬件联调，本章针对硬件调试、软件调试的方法进行了说明，并针对本次设计软、硬件联调过程中出现的问题进行描述，并能够及时的检测出问题，提出了解决方案。第6章结论本次设计的是基于加速计的无线小车控制，无线小车是20世纪科学家提出的一种新型小车。因为其在军事、防爆、反恐、侦察、防核化以及污染等恶劣与危险的环境作业中有着非常广阔的应用前景，因此成为现代自动化领域一个最为重要的研究热点。同时本设计中通过使用加速计使得小车的控制更加人性化，随着电子科学技术的发展，加速计已经成为惯性导航与制导、控制检测设备的加速度的重要测量元件。本次设计将系统分为上位机（遥控器）和下位机（小车）两个部分，两部分均采用STC89C52单片机作为控制芯片，加速计ADXL345获取加速度信息，nRF24L01无线发射模块将获取的加速度信息发送给小车，并将此加速度信息转化为需要调节的电机速度值和舵机的打角值，将需要调节的信息传送给小车，并对此数据进行实时控制，驱动小车行进。根据基于加速计的无线小车设计的整体的结构，整个系统分别有加速计模块、无线传输模块、液晶显示模块、电机驱动模块、舵机模块组成。根据获得的加速度信息，发送操作和控制小车运行的指令的信息，从而控制小车的前进、后退、左转、右转。本次设计的不足是由于考虑到降低成本，所以采用的是玩具小车改造的无线小车，小车的外壳和机械机构的牢固性不高，容易在行进过程中撞击到东西导致车身受到破坏。液晶显示屏显示的只是是加速计获取的倾斜角度的信息，没有将小车的速度信息通过速度编码器跟无线发射模块发射到液晶显示屏上显示出来；没有设计出小车具有红外检测到障碍物的自动停止功能，若要增加此功能需要在小车的车身上加上红外感应器，将采集到的数据传回控制器，让控制器控制根据获取的信息控制小车的行进；本次设计采用的是51单片机作为控制芯片，而51单片机的功能已经比较古典，导致小车的行进不是很稳定，如果改成飞思卡尔单片机性能将会大大的提高；在移动通信高速发展的时代，智能手机的使用已经普遍化，而许多智能手机例如iphone手机内部已经内置加速计，因此可以利用手机内置加速计与小车进行蓝牙通信，通过JAVA程序的编写，可以控制小车的行驶，从而减少了整体系统的硬件电路设计。致谢光阴荏苒，大学四年的时光转瞬即逝，当我完成这篇毕业论文的同时也标志着我即将离开常州工学院的大门，心中更多的是一丝丝的失落感。在准备毕业设计的这半年里，我要诚挚的感谢我的导师张燕红老师给我的指导与帮助，感谢你百忙之中帮助我一起完成毕设。从去年年底开始的毕业设计课题的筛选，指导我查阅相关资料，跟我一起探讨设计方案，到帮我检查论文，对我的论文提出宝贵的意见，一遍遍的指出我论文中存在的问题，循循善诱，自始自终都一直得到您的指导。您那渊博的学识、严谨的教学态度使我受益匪浅。您那兢兢业业、一丝不苟的工作作风更是深深的印在我的脑海里，是我学习的榜样。既是您带着我走进大学的大门，融入到新的集体，又是您陪伴着我走过大学最后的时光，在这最后的半年里，我学到了许多科研知识，掌握了新的学习方法，也懂得了实践出真知的真理，再次向您表示衷心的感谢。此外，还要我最亲爱的母校常州工学院，谢谢您给了人生中最绚丽的四年，提供给了我一个良好的学习环境，让我在这里静下心来学习。谢谢大学四年所有老师的悉心教导和帮助，是你们教会我专业知识，教会了如何适应大学的学习，如何在社会中立足，如何做人。同时也要感谢一起陪伴我走过四年风风雨雨的室友和朋友，是你们让我拥有了友情，让我感受到了大学生活的温暖，使我的大学生活更加充实。最后还要特别感谢所有在我完成毕业设计及论文时候给予我帮助的朋友和同学，从查阅资料，设计整体方案，撰写开题报告到最后的编写论文，焊接电路，你们都给了我很大的帮助，没有你们，我的毕业设计不可能顺利完成。一年一度的毕业季即将到来，即将离开这个温馨而又美满的大学，我衷心祝愿母校所有老师身体健康，工作顺利，合家欢乐，桃李满天下；同时祝愿我所有的同学前程似锦，让我们携手共创美好的未来！参考文献[1]孙绪才.L298N在直流电机PWM调速系统中的应用[J].山东淮纺学院学报，2009,9(4):1-3.[2]刘鹏.基于nRF24L01的短距离无线通信应用[J].信息与电脑(理论版),2012,2:098.[3]郭天祥.新概念51单片机C语言教程:入门提高开发拓展全攻略[M].电子工业出版社,2009.[4]刘德胜.基于ADXL345的无线传感网络研究[D].北京邮电大学,2010:63-68.[5]闫明明,郭涛,龚珊.基于复合量程加速度计的无线传感器网络设计[A].传感器与微系统,2013:68-72.[6]刘志平.基于nRF2401的近距离无线数据传输[J].应用科技.2013,3:55-58.[7]沈勇,蒋文雄,段勇.基于nRF24L01的通用无线通信模块设计[J].电子设计工程,2013,21(18):84-86.[8]林立,张俊亮,曹旭东.基于Proteus和keilC[M].电子工业出版社.2009:20-22.[9]叶郑凯,朱建鸿,李琳等.基于单片机的无线遥控智能小车的设计与实现[A].计算机与现代化2012,10:65-67.[10]陈晖,张军国,李默涵等.基于STC89C52和nRF24L01的智能小车设计[J].现代电子技术,2012,35(17):12-15.[11]秦文甫,钟宜生,梁晓庚.基于DSP的数字化舵机系统设计与实现[J].北京:清华大学工程硕士专业学位论文,2004,5.[12]梁丽勤,王岩,张宝健.基于Freescale单片机的智能赛车设计[J].机电产品开发与创新,2010(006):114-115.[13]聂茹.基于STC89C52单片机的无线遥控小车的设计与实现[J].自动化技术与应用,2013(11):91-95.[14]黄建能,杨光杰.无线遥控小车[J].现代电子技术,2013,35(23):126-128.[15]李兴法,尹冠飞.数字式加速度传感器ADXL345的原理及应用[J].黑龙江科技信息,2010(036):2-2.[16]陈婵,陈可中.单片机的无线数据传输系统设计[J].现代电子技术,2008,31(5):40-42.[17]刘汪,董晓庆.基于单片机的无线遥控小车[J].科技信息,2013(4):155-155.[18]姜宝华,齐强.基于单片机的无线遥控智能小车的设计与制作[J].电子世界,2013(3):24-25.[19]朱贵宪.基于单片机的无线收发器设计[J].安阳工学院学报,2013(2):59-62.[20]丁媛媛.基于nRF24L01无线双向通信系统设计[J].常州工学院学报,2012,25(5):24-27.[21]丛林,杨凯,胡文东等.基于nRF24L01和STM32L152RD超低功耗无线通信系统[J].电视技术,2013,37(17):66-69.[22]江武志,许娜芬,普清民.基于nRF24L01的小车自动识别红绿灯的设计[J].汽车零部件,2011(10):82-84.[23]王振,胡清,黄杰.基于nRF24L01的无线温度采集系统设计[J].电子设计工程,2009,17(12):24-26.[24]刘靖,陈在平,李其林.基于nRF24L01的无线数字传输系统[J].天津理工大学学报,2007,23(3):38-40.[25]荚庆,王代华,张志杰.基于nRF24L01的无线数据传输系统[J].现代电子技术,2008,7:68-70.