遥控小车参赛作品说明书样本

参赛说明书课题名称：单片机控制无线充电微型电动汽车设计所属院校：海口经济学院院系专业：信息工程学院通信工程制作团队：范倩、赵洋涛、王成丰指引教师：孙玉轩、何斌完毕时间：.5.27

摘要本作品重要采用无线充电技术与超级电容，用单片机控制无线充放电切换，无线充电线圈定位，实现了无线充电微型电动汽车设计。本系统使用无线充电与超级电容，可安全，迅速，有效为小车提供电能。亲手设计基于单片机无线控制模块电路，并制成了PCB板，通过软件编程实现无线充放电模式自动切换并用LED灯提示，可随时用LCD显示充电电压，充电时间。小车用L298N电机驱动模块进行驱动，并通过无线遥控控制小车行进方向。核心字：无线充电超级电容无线充电控制

目录摘要 2一、概述 4二、总体设计 5三、硬件设计 53.1无线充放电控制模块 53.1.1A/D转换模块 63.1.2数码管显示模块 63.1.3最小单片机系统 73.1.4四位独立按键 73.1.5电源模块 73.2无线充电模块超级电容 83.3四键无线遥控控制模块 83.4电机驱动模块 9四软件设计 104.1充放电控制程序设计 114.2无线遥控程序设计 11五发展方向 11六附录 126.1无线充放电控制原理图 126.2无线充放电控制PCB图 136.3源程序 136.3.1无线充放电控制源程序 136.3.2无线遥控源程序 21一、概述当今社会，随着世界工业和社会经济高速发展，人类在能源方面面临着前所未有严峻挑战。因而，研究开发代替性绿色能源有着至关重要现实意义。手机、MP3和笔记本电脑等便携式电子设备进行充电重要采用是一端连接交流电源，另一端连接便携式电子设备充电电池老式充电方式。这种方式有诸多不利地方，一方面频繁插拔很容易损坏接头．此外也也许带来触电危险。因而．非接触式感应充电器在上个世纪末期诞生．凭借其携带以便、成本低、无需布线等优势迅速受到各界关注。因而，实现无线充电，能量传播效率高，便于携带成为充电系统研究方向之一。本作品通过硬件搭建，实现对超级电容无线充电，再通过超级电容放电，对小车进行供电，用无线遥控模块遥控小车。全过程使用单片机软件编程进行控制与监控，实现所有功能。本作品长处集中在如下几种方面：无线充电解决电气接口不同或充电器不兼容问题，增强便携性、美观性以及使用安全性。在小功率充电方面，产生磁场与地球磁场相近不会对人体产生伤害，并且电能转化效率高。超级电容在各种电能储存方式中具备功率密度高，充电速度快，循环使用寿命长，效率高，充放电过程基本可逆，低温性能优越，控制简朴，绿色环保，安全性好优势。使用超级电容能大大提高储存电量。使用单片机软件编程控制充放电过程安全性好，电路设计简朴，软件编程也很容易。技术非常成熟。使用无线遥控技术控制小车，通过51单片机最小系统软件编程控制，用L298N驱动模块和无线接受模块，实现小车无线控制。二、总体设计本作品原理框图如下所示：以无线充电为核心，运用超级电容充电迅速，储能多特性，存储电能。使用单片机设计一种无线充放电控制模块，对无线充电进行实时监控。通过无线遥控技术软件编程，使用L298N电机驱动控制小车行驶。三、硬件设计3.1无线充放电控制模块本作品使用AT89C51单片机，设计硬件电路图，并制成PCB板，通过软件编程实现无线充电控制，实现功能有：充放电模式自动切换，并随时显示监控电压，显示充电时间以及提示充电与否完全。3.1.1A/D转换模块图3.1A/D转换电路A/D转换模块使用PCF8591芯片，完毕充放电电路电压转换。PCF8591具备4个模仿输入、1个模仿输出和1个串行I2C总线接口。本设计使用AIN0模仿输入口，输入充放电电压值。3.1.2数码管显示模块图3.2数码管显示电路此模块用于单片机控制电压显示，从而可以试试监控给电池组充电以及放电电状况。3.1.3最小单片机系统图3.3单片机最小系统电路用作小车充电监控以及电池组保护、监控，小车无线充电时需要此单片机进行充电正副线圈匹配。3.1.4四位独立按键图3.4独立按键电路用于顾客后续扩展使用。3.2无线充电模块超级电容本作品无线充电采用“磁耦合共振”这种新技术，当发射端通电时，它并不会向外发射电磁波，而只是在周边形成一种非辐射磁场。这个磁场用来和接受端联系，激发接受端共振，从而以很小消耗为代价来传播能量。在这项技术中，磁场强度将但是和地球磁场强度相似，不用紧张这种技术会对身体和其她设备产生不良影响。图3.5无线充电原理图无线充电模块内部集成了振荡电路、整形电路、检测电路、频率干扰抑制电路、电流自动控制、无线功率发射电路等某些构成。发射模块可以在5～12V电压下工作，输出为5V500mA。其接受端接受功率由收发距离决定。图3.6无线收发模块实物超级电容就是一种用来存储无线充电能量电池。相对于普通电池，超级电容具备充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。本作品共使用6个耐压值为2.7V超级电容，每三个电容串联，最后把串联电容并联。3.3四键无线遥控控制模块无线遥控模块使用集成模块，基本技术参数如下所示：工作电压(V)：DC5V静态电流(mA)：4.5mA工作温度：

-10℃~+接受敏捷度(dBm)：-105DB

工作频率(MHz)：315、433.92MHz（266-433MHZ频率段可任选）工作方式：M4（点动：按住不松手就输出，一松手就停止输出）、L4（互锁：四路同步只能有一路输出）、T4（自锁：四路互相独立输出、互不影响，按一下输出再按一下停止输出）天线长度：1/4波长天线接受效果最佳，普通采用50欧姆单芯导线，天线长度315M约为23cm，433M约为17cm；

图3.7无线遥控模块3.4电机驱动模块L298N驱动模块，可以直接驱动两路3-30V直流电机，并提供5V输出接口，直接给单片机电路供电，支持3VMCU控制，以便控制直流电机速度和方向。原理图如下：图3.8L模块接线办法：IN1-IN4接单片机P04-P07I/O接口，OUT1-OUT2接直流电机1，OUT3-OUT4接直流电机2，VCC,GND接超级电容正负极。5V输出直接给单片机供电。四软件设计4.1充放电控制程序设计无线充放电控制，依赖于单片机软件编程。使用PCF8591芯片实现A/D转换。用12MHz晶振实现定期计数，通过四位独立按键切换显示。运用二极管单向导通性实现自动切换。4.2无线遥控程序设计无线遥控接受模块直接与单片机P3.4-P3.7I/O接口相连，可直接通过遥控控制。小车电机驱动与P0.4-P0.7I/O接口相连，通过变化高低电平，实现小车各项操作。五发展方向本作品只是初步实现无线充电功能，还需要进一步完善。例如说，只是进行短距离充电，考虑长距离充电转化效率还能低。充电时间也过长，需要增长充电电压与电流，实现迅速充电。超级电容也需要一种保护电路，以免充电过压或过流等。无线充电控制电路功能太过单一，可通过I/O口进行扩充，增长作品功能。六附录6.1无线充放电控制原理图6.2无线充放电控制PCB图6.3源程序6.3.1无线充放电控制源程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitrs=P2^5；//定义sbitrw=P2^6；//定义读\写端口sbite=P2^7；//定义使能信号引脚sbitSDA=P3^2;sbitSCL=P3^3;ucharnum=0;charshi,fen,miao;ucharcount,mm;ucharcodetable[]=":";ucharcodetable0[]="V:000.0";ucharcodetable1[]="Time00:00:00";/******延时***********************************/voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}/************************写指令***********************/voidwrite_com(ucharcom){rs=0；//指令rw=0；// 写入e=0；P0=com; delay(5);e=1；//容许delay(5);e=0;}/*************************写数据********************/voidwrite_date(uchardate){rs=1；//数据rw=0；//写入e=0;P0=date;delay(5);e=1；//容许delay(5);e=0;}///////延时函数////////////////启动总线////////voidStart(){SDA=1;SCL=1； delay(5);SDA=0; delay(5);SCL=0；}//////////结束总线///////////voidStop(){SDA=0;SCL=1; delay(5);SDA=1; delay(5);}//////非应答函数/////////voidNoack(){SDA=1; delay(5);SCL=1; delay(5);SCL=0;}voidAck(){SDA=0; delay(5);SCL=1; delay(5);SCL=0;}/////////数据发送函数//////voidSend(ucharc){ucharbite;for(bite=0;bite<8;bite++){if((c<<bite)&0x80)SDA=1;elseSDA=0;SCL=1; delay(5);//Delayus();SCL=0；}SDA=1;delay(5);}///////接受函数///////////ucharRec(){ucharbyte,bite;SDA=1;for(bite=0;bite<8;bite++){SCL=0; delay(5);SCL=1; delay(5);byte<<=1;if(SDA==1)byte+=1;}SCL=0; delay(5);return(byte);}///////////读取数值////////ucharRead(ucharAI){ucharz;Start();Send(0x90);Ack();Send(0x40|AI);Ack();Start();Send(0x91);Ack();z=Rec();Noack();Stop();return(z);}/**********************LCD初始化***************/voidinit(){ucharn;shi=0;fen=0;miao=0；write_com(0x38);write_com(0x0c)；//显示控制write_com(0x06)；//地址加1字符不移动write_com(0x01)；//清零write_com(0x80);for(n=0;n<8;n++)write_date(table0[n]);delay(5);write_com(0xc0);for(n=0;n<16;n++)write_date(table1[n]);delay(5);TMOD|=0x11;EA=1;ET0=1;TR0=1；ET1=1;TR1=1； TH0=(65536-46083)/256;TL0=(65536-46083)%256; TH1=(65536-)/256；//重新赋值TL1=(65536-)%256;}/*************************显示*********************/voidwrite_sfm(ucharadd,uchardate){ucharshi,ge；//相应一种数分离开来分别送入相应地址显示shi=date/10;ge=date%10;write_com(0xc0+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);}/*voidwrite_sf(ucharadd,ucharnum){uchari,j,k,l;i=num/1000;j=num%100;k=(num%100)/10;l=(num%100)%10;write_com(0x80+add);write_date(0x30+i);write_date(0x30+j);write_date(0x30+k);write_date(0x30+l);}/*********************主函数*************************/voidmain(){init();while(1){num=Read(0);write_com(0x80+3);write_date(0x30+num/1000); write_date(0x30+(num/100)%10);write_date(0x30+(num%100)/10);write_com(0x80+7);write_date(0x30+(num%100)%10); write_sfm(6,shi)；//每次变化后时数据送入显示write_sfm(9,fen)；//每次变化后分数据送入显示write_sfm(12,miao)；//每次变化后秒数据送入显示 }}voidTimer1(void)interrupt3{TH1=(65536-)/256；//重新赋值TL1=(65536-)%256;}/******************中断解决**********************/voidyy()interrupt1{TH0=(65536-46083)/256;TL0=(65536-45083)%256;count++;if(count==20){count=0；//count到20清零miao++； //秒加1if(miao==60){miao=0；//秒到60清零fen++; //分加1 if(fen==60) {fen=0；//分到60清零shi++；//时加1 if(shi==24) {shi=0;//