无线信号采集机器人

1、.电气与电子信息工程学院2008 年电子设计大赛论文报告作品：无线信号采集机器人制作人：黄智铭刘建伟黄开坤.无线信号采集机器人摘要：本课题设计制作了一款带有机械手臂的机器人， 可采集发送温度、 湿度信号。我们通过无线遥控来控制机器人的运行及机械手的抓放物体。关键字：无线信号采集机器人机械手臂温度、湿度传感器无线遥控AT89S52 单片机总体方案： 作品以两个直流减速电动机驱动机器人的前进、后退、左转、右转，两个直流减速电动机驱动机械手的上升、下降、抓、放，一个步进电机控制机械手的左转、右转，其遥控模式可随时更换。机器人上装有温度传感器 AT18B20、湿度传感器 HS1101，所采集的信号通过

2、主控制芯片 AT89S52处理后发出，另一块 AT89S52处理接收到的数据使其在 LCD上显示。无 线遥 控无线遥控接收发送主系统At89s52单片机温度、湿度信号LCD数据采集电路显示主系统At89s52单片机电机驱动电路遥控键盘图 1 信号采集机器人基本原理框图系统原理及理论分析1) 单片机最小系统组成单片机系统是整个智能系统的核心部分，它对各路传感信号的采集、处理、分析及对各部分整体调整。主要是组成是：两片单片机 AT89S52、小车驱动系统芯片 L293D、 LCD显及各路的传感器件。.2) 电机驱动电路因为机器人运动方式较多， 除了要行走， 还要操作机器手运动， 所以要用四个减速电

3、机，一个步进电机。驱动电机的芯片我们采用三片市面易购的 L293D，该芯片是利用 TTL电平进行控制，对电机的操作方便，通过改变芯片控制端的输入电平，即可以对电机进行正反转操作， 很方便单片机的操作， 而且芯片的外围电路简单，亦能满足直流减速电机的要求。电路实现如图 2所示。图 6 智能车驱动电路L293D为单块集成电路，高电压，高电流， ，驱动感性负载 ( 比如继电器，直流和步进马达 ) ，和开关电源晶体管。内部包含 4通道逻辑驱动电路。其额定工作电流为 1A，最大可达 1.5A， Vss电压最小 6V，最大可达 24V；Vs电压最大值也是 24V，经过实验， Vs电压应该比 Vss电压高，

4、否则有时会出现失控现象。表1是其使能输入引脚和输出引脚的逻辑关系。3) 湿度采集原理采集湿度我们用了 HS1101传感器，该芯片可通过湿度的变化改变其电容值，我们通过一个 555芯片做成一个脉冲原，如图 3所示 . 因为 =RC，不同湿度下.HS1101电容值的变化， 其脉冲频率也发生改变， 我通过单片机定时器计数后， 用特定公式就可换算出对应的湿度。其公式如下：图 3湿度采集原理4) 温度采集原理DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，他均有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配处理器等优点。直接将温度转化成串行数字信号（提供 9位二进制数字）给单片机处理，温度测量范

5、围 -55 125，可编程位 912位 A/D转换精度，测温分辨率可达到 0.0625 。DS18B20的高速暂存存储器由 9 个字节组成，当温度转换命令发布后，经转换所得的温度以 2 字节补码形式存放在高速暂存存储器的第 0 和第 1 个字节。.DS18B20温度数据表5) 无线数据收发原理机器人对采集到的数据主要通过 Nordic 公司生产的 NewMsg_RF905模块。 NewMsg RF905单片无线收发器工作在 433/868/915MHZ 的ISM，频段由一个完全集成的频率调制器一个带解调器的接收器一个功率。 放大器一个晶体震荡器和一个调节器组成 ShockBurst 工作模式的

6、特点是自动产生前导码 和 CRC 可以很容易通过 SPI 接口进行编程配置电流消耗很低在发射功率为 10dBm 时发射电流为 30mA 接收电流为 12.2mA. 进入 POWERDOWN模式可以很容易实现节电。NewMsg RF905 参考数据ShockBurstTM 收发模式下，使用片内的先入先出堆栈区， 数据低速从微控制器送入，但高速发射，这样可以尽量节能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有三大好处：尽量节能；低的系统费用(低速微处理器也能进行高.速射频发射 )；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。 ShockB

7、urstTM 技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。在 ShockBurstTM 收发模式下， RF905 自动处理字头和 CRC 校验码。在接收数据时，自动把字头和 CRC 校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和 CRC 校验码，当发送过程完成后， DR 引脚通知微处理器数据发射完毕。ShockBurst TX发送流程典型的RF905 发送流程分以下几步：A. 当微控制器有数据要发送时， 通过 SPI 接口，按时序把接收机的地址和要发送的数据送传给 RF905，SPI 接口的速率在通信协议和器件配置时确定；B. 微控制器置高 TRX_CE 和 TX_EN，激发 RF905 的 ShockBurstTM 发送模式；C. RF905 的 ShockBurstTM 发送：(1) 射频寄存器自动开启；(2) 数据打包 ( 加字头和 CRC 校验码 ) ；(3) 发送数据包；(4) 当数据发送完成，数据准备好引脚被置高；D. AUTO_RETRAN被置高， RF905 不断重发，直到 TRX_CE 被置低；E. 当 TRX_CE 被置低， RF905 发送过程完成，自动进入空闲模式。6) 显示部分显示我们采用的是应用广泛的 LCD1602，它无需外接译码芯片，只需一个驱动显示程序就可使其正常工作，且连线简单