AT89C52控制的智能玩具车的设计
ATVIIIIXCVII控制的智能玩具车的设计
摘要:本文介绍了I.种智能遥控器的汽车,它使用单片机ATVIIIIXCVII为核心控制器,并使用LIIIXVIIIN驱动直流电动机.驱动系统有众多功能,诸如远程控制,自动避障与追踪,LCD显示器的速度及里程显示功能,除此之外它还具有高速度数据传输,低成本,可扩展,强大的稳定等优点,所以很适合作为消费性的电子产品.
关键字:遥控车;?ATVIIIIXCVII单片机;液晶显示器;避障与追踪.
I.导言
随着通信技术,检测技术和微电子技术的飞速发展,嵌入式技术也得到了长足的发展,并得到了更多,更全面的应用.作为I.个高效的嵌入式微控制器单元,具有成本低,功耗低,体积小,灵活的控制,ATVIIIIXCVI.的能够适应复杂的过程控制.
II系统结构及工作原理
汽车底盘是IV轮结构并使用前置的两个轮子作为支持轮,并且其中的每I.个驱动轮都是由独立的I.个直流电机驱动的.由矩阵键盘来实现按钮的远程遥控.可实现多种功能的前进,后退,左,右转向,加速,减速,停止等,此外,它还能避开障碍物,进行实时跟踪自动运行,并显示在液晶显示屏上的瞬时速度值和道路里程.
图I.智能小车的系统总图
事实上,主控制器是I.种遥控装置,它是包括微控制器ATVIIIIXCVII单片机,具有无线收发器的nRFIV0I.,矩阵键盘和液晶屏组成.?首先ATVIIIIXCVII单片机得到了关键代码,并通过串口发送到nRFIV0I.里.同时,它可以等待着从另I.个终端显示瞬时速度,公路通车里程数据.nRFIV0I.负责的关键代码调制的射频信号,将被发送到另I.个终端.从控制器主要由ATVIIIIXCVII单片机;nRFIV0I.;LIIIXVIII驱动控制器;在车身上安装了超声换能器和红外发光II极管.nRFIV0 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
I.从主控制器收到控制代码之后将其通过I.个串口发送到ATVIIIIXCVII上.?ATVIIIIXCVII单片机将控制LIIIXVIII驱动两个直流电动机并输出调节过的PWM信号来控制电机的速度.此外,ATVIIIIXCVII将通过定期的检测红外接收管的周期性输出脉冲来计算电机的速度和探测汽车周围屏障的位置,实现避障,并利用超声换能器实现跟踪.
III硬件设计体系中的重要组成部分
A部分主机控制器
图II微处理器ATVIIIIXCVII
ATVIIIIXCVII单片机是I.种低功耗,VIII位的高性能CMOS具有VIIIK字节的可编程闪存和可擦除只读存储器(PEROM)的微型计算机.该设备是生产商采用Atmel的高密度非易失性内存技术,并与业界标准的VIII0CVI.和VIII0CVII片机的指令集和引脚兼容.片机允许由闪存程序存储器或由传统的非易失性内存来更改系统中的程序.由于将通用的VIII位CPU和闪存集合在了I.个芯片上,Atmel的ATVIIIIXCVII的是I.个强大的微型计算机,它为许多嵌入式控制应用提供了I.个高度灵活和具成本效益的解决方案.
图IIInRFIV0I.无线收发模块
本nRFIV0I.是I.个真正的单芯片UHF收发器,它工作在IVIIIIIIMHz的ISM频段.具有FSK调制和解调的功能.该工作在比特率高达II0kbit?/?s.发射功率可以调整到最大为I.0dBm.天线接口各不相同,而本芯片适合低成本的PCB天线.nRFIV0I.具有待机模式的功能,从而使节电功能更加的方便和高效.nRFIV0I.芯片只能工作在III?VV之间的直流电源的环境之中.
图IV矩阵键盘
主机控制器使用SMCI.VI0IIA作为其液晶显示屏,显示容量为I.VI?×?II字符,芯片电压为IV.V?V.VV.
图V液晶显示控制器
B从控制器的组成部分
*ATVIIIIXCVII单片机
*图VI中的是LIIIXVIII电机驱动电路.
该LIIIXVIII是I.种高电压,大电流全桥驱动器设计,以便能接受标准TTL逻辑电平驱动器,如继电器,电磁铁,直流电动机和电感性负载.两个这种装置能输入提供启用或独立于输入信号.每座桥的晶体管的发射极下连接在I.起,而且相应的外部终端可为I.个外部感应电阻器连接.I.个额外的电源输入的提供确保逻辑运算能在较低的电压持续工作.
*图VII中的红外发光II极管电路.
两对红外管分别安装在两个后轮上,红外管的输出脉冲经历了或门(VIIIVLSIIIII)后连接至ATVIIIIXCVII的pinI..0端口.随着分别由TII计算出的输出脉冲并通过设置T0作为采样周期数计数,微电脑可以计算出电机的转速.
图VILIIIXVIII电机驱动电路?
图VII红外发光II极管电路
图VIII紫外线收发器
根据cj-III超声研究板,测量范围为0.IIVII~IV.00m精度I.cm..我们的超声波传感器布局III对分别安装在车前.车左和车右,使用ATVIIIIXCVII的pinI..II,pinI..III,pinI..IV以产生IV0?kHz方波信号,并用定时器0设置采样周期时间.前超声回波脉冲信号接收器连接到ATVIIIIXCVII单片机的INT0上,而左.右通过与门ICIIIA连接到I *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
NTI.上.然后pinI..V和pinI..VI连接到每个ICIIIA的输入端口.随着计数器I.中声波和发射波长之间计数的差异.微处理器能计算出自身与障碍物之间的距离.
IV系统中最重要的软件的设计
在此设计中,ATVIIIIXCVII的串行通信使用了工作模式II.I.方面,这将节省的柜台控制器的资源,另I.方面使单片机工作在多机通信系统的环境中,但这样做会在I.个固定的通讯波特率.
A主控制器组成部分
图IX主程序流程图
B从控制器组成部分
这是IV0KHZ超声波方波信号持续I.II微秒并实现了简单的时滞的程序.
图I.0主程序图
V结论
本文提出了I.种智能玩具车运动控制系统,该系统是ATVIIIIXCVII单片机,无线遥控.多传感器融合技术.该系统充分利用了单片机的内部资源,降低了硬件尺寸和成本,扩大了系统的功能和提高系统可靠性的很多.其实,调试的硬件结果表明,软件系统是灵活的控制.实时性好.性价比高.可靠性高.能满足要求的智能遥控器的车.简而言之,这个系统,具有较高的实用价值,具有广泛的应用前景多智能体技术应用于智能玩具.协作.社区巡逻和其他领域.
附件II:外文原文
摘要:本文介绍了I.种智能遥控器的汽车,它使用单片机ATVIIIIXCVII为核心控制器,并使用LIIIXVIIIN驱动直流电动机.驱动系统有众多功能,诸如远程控制,自动避障与追踪,LCD显示器的速度及里程显示功能,除此之外它还具有高速度数据传输,低成本,可扩展,强大的稳定等优点,所以很适合作为消费性的电子产品.
关键字:遥控车;?ATVIIIIXCVII单片机;液晶显示器;避障与追踪.
I.导言
随着通信技术,检测技术和微电子技术的飞速发展,嵌入式技术也得到了长足的发展,并得到了更多,更全面的应用.作为I.个高效的嵌入式微控制器单元,具有成本低,功耗低,体积小,灵活的控制,ATVIIIIXCVI.的能够适应复杂的过程控制.
II系统结构及工作原理
汽车底盘是IV轮结构并使用前置的两个轮子作为支持轮,并且其中的每I.个驱动轮都是由独立的I.个直流电机驱动的.由矩阵键盘来实现按钮的远程遥控.可实现多种功能的前进,后退,左,右转向,加速,减速,停止等,此外,它还能避开障碍物,进行实时跟踪自动运行,并显示在液晶显示屏上的瞬时速度值和道路里程.
图I.智能小车的系统总图
事实上,主控制器是I.种遥控装置,它是包括微控制器ATVIIIIXCVII单片机,具有无线收发器的nRFIV0I.,矩阵键盘和液晶屏组成.?首先ATVIIIIXCVII单片机得到了关键代码,并通过串口发送到nRFIV0I.里.同时,它可以等待着从另I.个终端显示瞬时速度,公路通车里程数据.nRFIV0I.负责的关键代码调制的射频信号,将被发送到另I.个终端.从控制器主要由ATVIIIIXCVII单片机;nRFIV0I.;LIIIXVIII驱动控制器;在车身上安装了超声换能器和红外发光II极管.nRFIV0 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
I.从主控制器收到控制代码之后将其通过I.个串口发送到ATVIIIIXCVII上.?ATVIIIIXCVII单片机将控制LIIIXVIII驱动两个直流电动机并输出调节过的PWM信号来控制电机的速度.此外,ATVIIIIXCVII将通过定期的检测红外接收管的周期性输出脉冲来计算电机的速度和探测汽车周围屏障的位置,实现避障,并利用超声换能器实现跟踪.
III硬件设计体系中的重要组成部分
A部分主机控制器
图II微处理器ATVIIIIXCVII
ATVIIIIXCVII单片机是I.种低功耗,VIII位的高性能CMOS具有VIIIK字节的可编程闪存和可擦除只读存储器(PEROM)的微型计算机.该设备是生产商采用Atmel的高密度非易失性内存技术,并与业界标准的VIII0CVI.和VIII0CVII片机的指令集和引脚兼容.片机允许由闪存程序存储器或由传统的非易失性内存来更改系统中的程序.由于将通用的VIII位CPU和闪存集合在了I.个芯片上,Atmel的ATVIIIIXCVII的是I.个强大的微型计算机,它为许多嵌入式控制应用提供了I.个高度灵活和具成本效益的解决方案.
图IIInRFIV0I.无线收发模块
本nRFIV0I.是I.个真正的单芯片UHF收发器,它工作在IVIIIIIIMHz的ISM频段.具有FSK调制和解调的功能.该工作在比特率高达II0kbit?/?s.发射功率可以调整到最大为I.0dBm.天线接口各不相同,而本芯片适合低成本的PCB天线.nRFIV0I.具有待机模式的功能,从而使节电功能更加的方便和高效.nRFIV0I.芯片只能工作在III?VV之间的直流电源的环境之中.
图IV矩阵键盘
主机控制器使用SMCI.VI0IIA作为其液晶显示屏,显示容量为I.VI?×?II字符,芯片电压为IV.V?V.VV.
图V液晶显示控制器
B从控制器的组成部分
*ATVIIIIXCVII单片机
*图VI中的是LIIIXVIII电机驱动电路.
该LIIIXVIII是I.种高电压,大电流全桥驱动器设计,以便能接受标准TTL逻辑电平驱动器,如继电器,电磁铁,直流电动机和电感性负载.两个这种装置能输入提供启用或独立于输入信号.每座桥的晶体管的发射极下连接在I.起,而且相应的外部终端可为I.个外部感应电阻器连接.I.个额外的电源输入的提供确保逻辑运算能在较低的电压持续工作.
*图VII中的红外发光II极管电路.
两对红外管分别安装在两个后轮上,红外管的输出脉冲经历了或门(VIIIVLSIIIII)后连接至ATVIIIIXCVII的pinI..0端口.随着分别由TII计算出的输出脉冲并通过设置T0作为采样周期数计数,微电脑可以计算出电机的转速.
图VILIIIXVIII电机驱动电路?
图VII红外发光II极管电路
图VIII紫外线收发器
根据cj-III超声研究板,测量范围为0.IIVII~IV.00m精度I.cm..我们的超声波传感器布局III对分别安装在车前.车左和车右,使用ATVIIIIXCVII的pinI..II,pinI..III,pinI..IV以产生IV0?kHz方波信号,并用定时器0设置采样周期时间.前超声回波脉冲信号接收器连接到ATVIIIIXCVII单片机的INT0上,而左.右通过与门ICIIIA连接到I *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
NTI.上.然后pinI..V和pinI..VI连接到每个ICIIIA的输入端口.随着计数器I.中声波和发射波长之间计数的差异.微处理器能计算出自身与障碍物之间的距离.
IV系统中最重要的软件的设计
在此设计中,ATVIIIIXCVII的串行通信使用了工作模式II.I.方面,这将节省的柜台控制器的资源,另I.方面使单片机工作在多机通信系统的环境中,但这样做会在I.个固定的通讯波特率.
A主控制器组成部分
图IX主程序流程图
B从控制器组成部分
这是IV0KHZ超声波方波信号持续I.II微秒并实现了简单的时滞的程序.
图I.0主程序图
V结论
本文提出了I.种智能玩具车运动控制系统,该系统是ATVIIIIXCVII单片机,无线遥控.多传感器融合技术.该系统充分利用了单片机的内部资源,降低了硬件尺寸和成本,扩大了系统的功能和提高系统可靠性的很多.其实,调试的硬件结果表明,软件系统是灵活的控制.实时性好.性价比高.可靠性高.能满足要求的智能遥控器的车.简而言之,这个系统,具有较高的实用价值,具有广泛的应用前景多智能体技术应用于智能玩具.协作.社区巡逻和其他领域.
附件II:外文原文
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