基于单片机智能小车的控制设计(编辑修改稿)

基于单片机智能小车的控制设计(编辑修改稿)内容摘要：

设计 4 第 三 章 系统的硬件设计 硬件介绍 系统在 硬件设计 方面 主要使用到的芯片 L298N 是和最小单片机 AT89C52。 L298N 的介绍 L298 作为 一种大 电压、大电流电机驱动芯片。 其 主要特点是 : （ 1）工作电压高，可达 46V 的 最高工作电压 ，一般工作电 流在 2 安培左右，最大 时 可以达到 3安培。 （ 2） 内部有两个驱动器，是起到 驱动直流电机和步进电机 的作用。 （ 3）采用标准 TTL 逻辑电平信号控制，在使能端满足自身的工作电位是正常工作 （ 4） 有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分 能在低电压下运行。 通过电阻的变化量控制电路。 LN298 引 脚图 图 L298N 引脚图 L298N 是 SGS 公司的产 品，内部包 含 4 通道逻辑 驱动电路。 可以 驱 动 与 自身匹配 的电机。 其引脚排列 如图 所示 1 脚和 15 脚 电阻在电 路中分流 ，形成电流 传感信号。 L298 中的 1， 2 引脚 可驱动 1 个电 机， 3， 4 引脚 驱动 另 1 个电机。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第三章 系统的硬件设计 5 12 脚接输 入控制电 平，控制电 机的正反转。 ENA， ENB 接控制使 能端，控制 电机的停 转。 1298 的逻 辑功能。 表 1 L298N 的逻辑功能 ENA(B) INl(IN3) IN2(IN4) 电 机 运 行 情况 H H L 正转 H L H 反转 H 同 IN2(IN4) 同 INl(IN3) 快速停止 L X X 停止 引脚说明 ： 1和 15 和 8 引脚直接接。 ， 4管脚 VS 接 到 46的电压，它是用来驱动电机的。 9引脚是用来给电机内部供电和 L298 供电。 6和 11 引脚是它的使能端， 只有两个 全 是高电平 时 才可以正常工作。 5,7,10,12 是 298 的信号输入端与 单片机的 IO口相连， 2,3,13,14 是输出端，输入 5和 7控制输出 2和 3, 输入的 10,12 控制输出的 13,14。 驱动原理图 : 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第三章 系统的硬件设计 6 图 L298 驱动原理图 OUT OUT2 和 OUT OUT4 之间分别 有 接两个电机。 IN IN IN IN4引脚从单片机输入控制电平，来实现对 电机的正反转 控制 ， ENA、 ENB 接控制使能端，来实现对 电机的停转 控制。 L298N 的逻辑功能如表 所示。 表 L298 逻辑功能表 IN1 IN2 IN3 IN4 左电机 右电机 电动车运动状态 1 0 1 0 正转 正转 前行 1 0 0 1 正转 反转 左转 1 0 1 1 正转 停 以电机为中心左转 0 1 1 0 反转 正转 右转 1 1 1 0 停 正转 以电机为中心右转 0 1 0 1 反转 反转 后退 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第三章 系统的硬件设计 7 单片机 AT89C52 的介绍 图 AT89C2 引脚图 AT89C52 单片机具有低功耗高性能的特 点，所以在设计中得到 广泛的使用。 由 40 个引脚组成，主要包括 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）端口，其中 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）端口内含 2 个外中断口， 2 个 16 位可编程定时计数器以及 2 个全双工串行通信口， STC89C52 进行编程不仅可以按照常规方法进行而且也可以通过在线编程来实现。 由于 STC89C52单片机由微处理器和 Flash 存储器组成，并且具有可反复擦写的 Flash 存储器功能，这样可以降低开发成本。 引脚中 XTAL1（ 19 脚）和 XTAL2（ 18 脚） 接 12MHz 晶 振，作振荡器使用。 RST（ 9 脚）是复位引脚通常用作为输入端口， RST（ 9 脚）复位电路是通过外接电阻电容来组成的； VCC（ 40 脚）接 +5V 电源， VSS（ 20 脚）接地或负极。 P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I／ O口。 表 P3 口第二功能 端口引脚 第二功能 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） INT0（外中断 0） INT1（外中断 1） T0（定时／计数器 0 外部输入） T1（定时／计数器 1 外部输入） WR（外部数据存储器写选通） RD（外部数据存储器读选通） 单片机智能小车系统的整体设计 完成本系统的设计主要由单片机最小系统、蓝牙模块、电机驱动模块 、 时钟南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第三章 系统的硬件设计 8 电路 、 晶振电路 、 电源 、 复位电路组成。 图 系统框图 单片机智能小车系统的基本组成 主要由单片机 的 最小系统、蓝牙模块、电机驱动模块 、 时钟电路 、 晶振电路 、电源 、 复位电路组成。 系统电路图 系统主要组成部分：主要由通过手机蓝牙发送指令 蓝牙接收模块接受指令 将接收到的指令送单片机进行处理后送电机，电机由 L298N 芯片来驱动通过改变电机的占空比来改变电机的速度，然后送数码进行显示。 系统电路图如 图 系统电路图 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第三章 系统的硬件设计 9 系统基本组成 主要由单片机、晶振电路、复位电路、蓝牙模块、数码显示电路组成。 时钟电路 时钟电路是能在 AT89S52 单片机工作时产生需要 的时钟信号， AT89C52 本身就是复杂的 同步时序电路，为保证 其 工作方式的实现， AT89C52 在唯一的时钟信号的控制下 按 照 时序执行指令 严格 进行工作 ，单片机的速度和稳定性 也会受到时钟 频率影响。 通常时钟会有 两种形式：内部时钟和外部时钟。 本 系统 是 采用内部时钟方式来为 系统提供时钟信号。 AT89C52 内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该放大器的输入输出引脚 分别 为 XTAL1 和XTAL2，它们跨接在晶体振荡器和用于微调的电容，便构成了一个自激励振荡器。 电路中的 C C2 的选择 应控制 在 30PF 左右，因为 电容太小 也 会影响 到振荡的频率、稳定性和快速性。 晶振频率也要控制 在 ～ 12MHZ 之间，频率越高单片机的速度就越快，但 同时 对存储器 的 速度要求就 更 高。 因此 为了提高稳定性我们采用温度稳定性 较 好的 NPO 电容，晶振频率 使用 为 12MHZ。 本次系统 时钟电路设计如图 所示。 图 复位电路 在图 中复位开关 K 被按下并松开，使 MR 端获得低电平， RST 端输出复位信号，单片机复位。 或由于 ( VCC 加入并超过复位门限电压 ) 引起系统正常复位。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第三章 系统的硬件设计 10 图 复位电路图 蓝牙模块电路 蓝牙 模块是一种集成 蓝牙功能 的 PCBA 板， 它可实现 短距离 的 无线通讯，按功能 可将其 分为 蓝牙数据模块 和蓝牙 语音模块 这两种。 蓝牙模块可以 有效 避免 射频信号 到 中频信号 的变换，使系统结构简单、实现简单蓝牙模块是指集成蓝牙功能的芯片 基本电路 集合， 它 用于无线网络 通讯，大致可分为三大种 ：数据传输模块（如 BLKMDBC04B） 远程控制 模块（如 BLKMDBC04L）等，一般模块具有半成品的属性，是， 是在芯片的基础上进行过加工，以使后续应用更为简单。 蓝牙模块通常也 是由芯片、 PCB 板、外围器件构成。 如 BLKMDBC04B蓝牙模块则有 CSR BC4 蓝牙芯片， MX 闪存 Flash 焊接在 4层 PCB 板上，同时 PCB 板集成 印制板 天线，采用印制板天线性价比高。 而有些模块则会有射频功放，如BLKMDBC04L 远距离蓝牙模块。 不同蓝牙模块由于作用和 应用 的 不同，模块的外引管脚都会不一样作为取代数据电缆的短距离 无线通信技术 ， 蓝牙 支持点对点以及点对多点的通信，以无线方式将家庭或办公室中的各种数据和语音 设 备 连成一个 微微网 （ Pico－ ），几个微微网还可以进一步实现互联，形成一个 分布式网络 （ scatter－ ），从而在这些连接设备之间实现快捷而方便的通信。 本文介绍 蓝牙 接口在嵌入式 数字信号 处理器 OMAP5910 上的实现， DSP 对 模拟信号进行采样，并对 A/D 变换后的 数字信号 进行处理，通过 蓝牙 接口传输到接收端，同样， DSP 对 蓝牙 接收到的 数字信号 进行 D/A 变换，成为 模拟信号。 蓝牙信号的收发采用蓝牙模块实现。 此蓝牙模块是公司最近推出的遵循蓝牙 标准的无线信号收发芯片，主要特性有：具有片内数字无线处理器 DRP（ DigitalRadioProcessor）、数控 振荡器 ，片内射频收发开关切换，内置 ARM7嵌入式处理器 等。 接收信号时，收发开关置为收状态， 射频信号 从天线接收后，经过蓝牙收发器直接传输到 基带信号 处理器。 基带信号处理包括 下变频 和采样，采用 零中频 结构。 数字信号存储在 RAM（容量为 32KB）中，供 ARM7 处理器 调用和处理， ARM7 将处理后的数据从编码接口输出到其他设备，信号发过程是信号南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第三章 系统的硬件设计 11 收的逆过程，此外，还包括时钟和 电源管理 模块以及多个通用 I/O 口，供不同的外设使用。 的主机接口可以提供 双工 的通用串口，可以方便地和 PC 机的 RS232通信，也可以和 DSP 的缓冲 串口通信。 数码显示电路 数码管 也可以叫做 LED 数码管， 只是 不同行 业人士对 它 的称呼不 同而已 ， 但这都是 同样的产品。 数码管 按段数可分为 七段数码管 和八段数码管，八段数码管比七段数码管多了 一个 发光二极管 单元，也就是多一个小数点（ DP）这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容；按能显示多少个（ 8）可分为 1 位、 2位、 3 位、 4位、5 位、 6 位、 7位等数码管。 如果 按发光二极管 的 单元连接方式 又 可分为共阳极数码管和共阴极数码管。 共阳 极 数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极 (COM)的数码管，共阳数码管在应用时 需要 将公共极 COM 接到 +5V，当。