遥控消防车设计_毕业论文带开题报告(编辑修改稿)

遥控消防车设计_毕业论文带开题报告(编辑修改稿)内容摘要：

L01 结构图 7 图 6 NRF24L01 模块电路 NRF24L01 的指令列表如表 1 所示。 表 1 NRF24L01 令列表 8 按键控制模块的设计 本设计中，采用独立按键对单片机核心芯片 STC89C52RC 进行输入控制。 各按键分别一端接地，一端接单片 机引脚。 实现功能：六 个键分别表示 不按代表不控制车，按下代表控制。 晶振电路与复位电路设计 晶振电路 晶振电路为单片机 AT89C51 工作提供时钟信号，芯片中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端。 这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振荡器一起构成自激振荡器。 电路中的外接石英晶体及电容 C C6 接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。 由于外接电容 C C6 的容量大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的 难易程度及温度稳定性，如果使用石英晶体，电容的容量大小范围为 20pF~40pF；如果使用陶瓷谐振，则电容容量大小为 30 pF~50 pF。 本设计中使用石英晶体，电容的容值设定为 30pF。 复位电路 本设计采用的是手动按钮复位。 手动按钮复位需要人为在复位输入端 REST上加入高电平 ,采用的办法是在 REST 端和正电源 Vcc 之间接一个按钮。 当人为按下按钮时，则 Vcc 的 +5V 电平就会直接加到 REST 端，系统复位。 由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，设计完全能够满足复位的时间要求。 复位电路 中 SWPB 为手动复位开关，电容 Ch1 可避免高频谐波对电路的干扰。 因为 MCS51 系列单片机采用高电平复位方式，其内部复位电路如图 315所示，高电平复位脉冲 RST 引脚输入到内部施密特触发器整形后，送 CPU 内部复位电路。 CPU 在每一个机器周期的 S5P2 相采样施密特触发器的输出端，若为高电平，则强迫机器进入复位状态。 为了保证 CPU 内部各个单元电路可靠复位， RST引脚复位脉冲高电平维持时间必须大于等于 2 个机器周期（即 24 个振荡周期 ）。 9 内部复位电路如图 7 所示。 图 7 复位电路 可 以使用 RC分立元件或微处理器监控芯片构成 MCS51单片机的外部复位电路。 本设计中采用 RC 分立元件构成 MCS51 外部复位电路，外部复位电路图电路如图 8 所示。 图 8 外部复位电路 按下复位按键 K20 时，电容 C3 通过 R1 放电，当电容放电结束后， RST 引脚电位由 R R2 分压比决定。 由于 R2R1,因此 RST 引脚为高电平， CPU 进入复位状态。 松开复位按键后，电容 C3 充电， RST 引脚电位下降，使 CPU 脱离复位状态。 R1 的作用在于限制复位按钮瞬间电容 C3 的放电电流，避免产生火花，以保护按钮的触点。 单片机的复 位都是靠外部电路实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的RST 引脚上出现 24 个时钟振荡脉冲以上的高电平，单片机便实现初始化状态复位。 为了保证应用系统可靠地复位，在设计复位电路时，通常使 RST 保持高电平。 只要 RST 保持高电平，则单片机就循环复位。 10 电源模块的设计 电源是整个系统稳定运行的基本要求，所以，制作一个小巧的可靠的电源就必须对电力资源合理分配。 由于本次设计中电源分动力供电和逻辑供电两部分，为了减小干扰，两部分电源应相互独立。 其中，电机的动力供电有 2596 输出，7805 稳压供电为单片机提供电源 ，而 NRF24L01 工作电压为 所以用 ASM1117为其供电。 L298N电机驱动模块设计 双电机驱动芯片 L298N，性能可以满足小车的电机控制要求，而且外围电路比较简单，稳定性较好，驱动能力够强。 能够很好的保证两电机的同步。 实物图及接线图如图 9 和图 10 所示。 图 9 L298N 电机驱动模块 图 10 L298N 电机驱动电路图 11 其内部包含 4 通道逻辑驱动电路。 是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个 H 桥的高电压大电流双全桥式 驱动器，接收标准 TTL 逻辑电平信号，可驱动 46V、 2A 以下的电机。 ULN2020 其具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点。 在系统中为步进电机供电。 原理图如图 11 所示。 图 11 ULN2020 原理图 LM2596 此芯片具有输出电压、电流大，输出线性好且负载可调，具有过流保护作用等特点。 在系统中为步进电机供电。 实物图和原理图如图 12 所示。 图 12 LM2596 LM2596 的线路图如图 13 所示。 12 图 13 LM2596 LM7805 LM7805 是一片最经典的三端线性稳压芯片，具有较好的线性稳压效果，外围电路十分简单，所以在本次设计中选为逻辑供电稳压芯片。 为了得到理想的电压，在输出端用大的滤波电容和小电容并联的方式进行整波。 电路图如图 14 所示。 图 14 LM7805 13 5 系统软件设计 Keil C51 的 V8. xx 是目前世界上最好的 51 单片机的汇编和 C 语言的开发工具。 它支持汇编、 C 语言以及混合编程，同时具备强大的软件仿真和硬件仿真功能。 在此次设计中采用开发环境的正是此项。 [3] （ 1）创建项目：执行 [Project]|[Newμ Vision Project]菜单命令，将新创建一个项目。 为项目建一个单独的文件夹，然后选择子文件夹并键入项目的名称。 在项目创建之前，需要为新建的项目选择一个 CPU。 在命名项目名称后，弹出的对话框，其中显示的是器件数据库，用户只要选择所需要的 MCU 就可以了。 选择AT89S52 之后，右边一栏是对这个单片机的基本的说明，然后单击 [确定 ]按钮。 添加配置启动代码：启动文件 中包含了目标启动代码，可在每个project 中加入这个文件。 （ 2）项目设置：μ Vision 3 允许用户为目标硬件设置选项，可以通过工具条图标打开，也可以用鼠标右击项目窗口中的 Files 标签页中的 Target1，在右键菜单中选择 [Options for Targe1]命令： Output：定义 Keil 工具的输出文件，并定义生成处理后的执行用户程序； Listing：定义 Keil 工具输出的所有列表文件； C51：设置 C51 编译器的特别工具选项； A51：设置汇编器的特殊工具选项； BL51 Locate：定义不同类型的存储器和存储器的不同段位置； BL51 Misc：其他的与连接器相关的设置，如警告或存储器指示； Debug：μ Vision 3 的 Debugger 设置； Utilities：文件及其 Group 的特别选项。 （ 1） Target 标签：单击 Target 标签，其中各参数设置如下： ① Xtal(MHz)：设置单片机的工作的频率，默认值是。 14 ② Use Onchip ROM(0x0~0x1FFF)： Flash ROM。 单片机的 EA 引脚接高电平，则一定需要选中这个选项。 ③ Memory Model：变量存 储空间。 （ 2） Output 标签： ① Select Folder for Objects：选择编译之后的目标文件存储在哪个目录。 ② Name of Executable：设置生成的目标文件的名字。 ③ Create Executable：生成 omf 以及 hex 文件。 ④ Create Hex File：要生成 hex 文件一定要选中该选项。 ⑤ Create Library：生成 lib 库文件。 （ 3） Listing 标签： Keil C51 在编译之后除了声称目标文件之外，还生成 *.lst、*.m51 的文件。 用户可以在 Listing 标签中设置 *.lst、 *.m51 文件的各种选项。 （ 4） C51 标签：用户通过 C51 标签来设置 C51 编译器的特别的工具选项。 （ 5） A51 标签： A51 标签用来设置汇编器的特别工具选项，如宏处理和条件汇编等。 （ 6） BL51 Locate 标签： BL51 是具有代码分段功能的连接器 /重定位器，它组合一个或多个目标模块成一个 MCS51 的执行程序。 此连接器处理外部和全局数据，并将可重定位的段分配到固定的地址上。 连接器自动选择适当的运行库并连接那些用到的模块。 也可以在命令行上输入相应的目标模块的名字的组合来运 行本连接器。 （ 7） BL51 Misc 标签： Misc 标签是对 BL51 Locate 标签的补充设置。 （ 8） Debug 标签：该标签对μ Vision 3 的调试器进行设置。 （ 9） 项目编译：项目一旦设置完成，就可以开始编译。 单击调试工具条上的图标，编译项目中所有的源文件并生成应用。 当应用中有语法错误时，μ Vision 3将在 Output Window 的 Build 标签页显示这些错误和告警信息。 双击一个信息将打开此信息对应的文件并定位到语法错误处。 在编译项目时，会在输出窗口中出现错误信息，单击其中一条错误信息，将在 源代码窗口中出现错误的地方出现一个小箭头。 （ 10） 列表文件（ C 语言）：如果在对话框中选中了 C Compiler Listing 选项下的各种复选框和 Assembler Listing 选项下的各种复选框，μ Vision 3 在编译 15 时将产生 C 语言和汇编语言的列表文件，该文件中包含了源代码文件中的各种指示信息，这些信息对分析源代码非常重要。 总体设计 该系统包括无线发送和接收、步进电机控制系统、水泵控制系统和灭火风扇和喷头的控制系统等。 流程图如图 15 所示。 图 15 系统总流程图 NRF24L01模块程序设计 该射频模块集成了 NORDIC 公司生产的无线射频芯片 nRF24L01。 其发射部分 16 流程图如图 16 所示。 图 16 发射部分的流程 其核心代码如下： SetTX_Mode()。 //设置为发送模式 TxBuf[1] = 1。 nRF24L01_TxPacket(TxBuf)。 //发送 buffer 里的数据 TxBuf[1] = 0x00。 接收部分流程图如图 17 所示。 17 图 17 接收部分的流程 其核心代码如下： SetRX_Mode()。 //设置为接收模式 nRF24L01_RxPacket(RxBuf)。 //将接收到的数据存到 RxBuf 中 if( RxBuf[1]==1) { in1=0。 in2=1。 in3=0。 in4=1。 RxBuf[1]=0。 led1 = 1。 } 6 调试结果与分析 测试仪器 万用表，软件 Protues。 测试方法 先接通电源，看看系统能否正常工作，如果不能，可以在系统供电情况下，用万用表检测发射板和接收板各个模块的电压，如果出现电压为 0。