《智能汽车通信模块设计大全.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能汽车通信模块设计大全.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、智能汽车通信模块设计大全第三届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告智能汽车大赛串口通信模块设计大全2.5串口模块在智能车的制作和调试经过中，需要将赛车检测到的路面信息以及速度等参数实时地发送给PC，以便对算法进行有针对性的分析。由于小车在行驶时不能通过有线的方式获得其运行参数，就需使用无线方式。2.5.1无线串口传送数据异步串行通讯SCI是单片机和外界进行通讯的最常用方式之一。SCI最常用的标准是EIARS-232C，它是由美国电子工业协会正式公布的一种SCI标准，通常称为RS-232标准。在RS-232标准中电平采用负逻辑，即低电平-3-15V代表逻辑“1，高电平+3+15V代表逻辑“0。而单片
2、机采用的CMOS标准则是正逻辑，即高电平35V代表逻辑“1，低电平00.8V代表逻辑“0。所以需要一个转换芯片把与TTL电平兼容的CMOS电平转换为RS-232电平。RS-232的接口信号有10个，除了发送TXD、接收RXD和地GND信号外，还有用于控制的通信应答信号。但在一般的数据通讯中能够只使用TXD、RXD和GND。计算机的串行口是根据数据终端设备DTE定义的，假如单片机的串行口根据数据通讯设备DCE定义，计算机的串行口能够和单片机的串行口直接对应相连；假如单片机的串行口也是根据DTE定义，则要把两个串行口的RXD和TXD穿插连接。异步串行通讯中“异步的含义是没有共同的时钟用以同步，所以
3、必须约定通讯数率，通常用波特率表示。波特率的含义是1秒中发送的数据位数。RS-232标准中波特率的范围是5011520bps。图4.6PC机与单片机的通信接口另外，进行SCI通讯的双方还必须约定数据位数、奇偶校验方式、停止位个数等事宜。设置串口的数据参数，如图3.9所示：图3.9串口数据参数设置MC9S12DG128内集成两个SCI模块，分别称之为SCI0和SCI1。其特点是：半双工/全双工形式13位波特率寄存器8位/9位可编程数据位独立的发送和接收可编程的发送极性8中中断类型标志接受构造检测硬件极性检查1/16位时间噪声检测2.5.2无线串口数据曲线智能车的行走道路是根据跑道上的黑线确定的，
4、根据光电传感器收集到的路况信息控制舵机及后轮电机。而为了获取路况信息，就要求单片机能够和PC机通信，而比拟方便有效的方式就是串行通讯。同时在进行系统调试的时候，比方PID参数测定，采用传感器记忆数据时也要用到串口。所以，串口电路必不可少。4.5无线蓝牙串口模块单片机通过串口，将数据由蓝牙传输至主机，主机可以以通过串口调试工具将数据发送至单片机，实现了全双工通信，大大提高了调试效率。详细原路图如图4.4所示图4.4蓝牙串口原理图2.2.5蓝牙串口调试模块蓝牙调试电路用于智能车开发调试阶段的工作中，十分是现场调试经过中，他一方面能够显示智能车控制电路的各种信息以及工作参数，另一方面还能够对工作参数
5、进行现场修改。我们决定采用无线通信模块，将智能车运行经过的各项参数通过无线串口通信模块传输到电脑中进行分析，实际证实，使用蓝牙串口调试模块大大提高了我们的效率，很多程序中的小BUG，以及模型车行驶经过中碰到的边界情况、突发情况都由于使用了无线蓝牙模块实时传送数据迎刃而解。对于模型车的启动、停止、参数修改、初始化等等我们都能够通过蓝牙无线传送，大大减少了重复下载的费事，也防止了模型车出赛道后乱跑撞毁的危险。尤其是在调记忆算法时，蓝牙模块更是发挥了宏大的作用，实时将跑道信息反应回来，大大提高了效率。无线蓝牙串口如图2.6所示：图2.6蓝牙串口实物图2.2.3RS232通信模块RS232在此是作为电
6、脑和单片机进行通信的处理芯片的。RS-232电平采用负逻辑，通信时设备之间的通信距离不大于15m，传输速率可到达20KB/S。当使用串行监控方式调试单片机时，串行通信电路就成为了下载和调试工具。通过串口线，可在电脑上实时显示单片机中处理的数据，这对传感器的调试非常方便，根据芯片资料可知其外围电路只需5个电容即可，其电路原理图如图2.9所示。图2.9RS232电路原理图3.3调试工具好的调试系统将大大提高调试效率，调试系统的目的是方便快速的让人与单片机进行沟通。然而，假如在车上放LCD等调试工具，人机界面能够做的很好，但是占体积会增加车的重量。我们仅仅在车上设计了两个按键和一个四位数码管，其它人
7、机交互的工作交给了nRF24L01无线模块。我们为实现与车上单片机高效率的通信，另外使用了一块单片机作为中介，在车中介单片机PC机之间建立了一套协议进行通信。这样软硬件的负担落在在中介单片机上，节省了车上空间同时减少了车上单片机的代码量。图7中介单片机5.1.2.1无线模块接口智能车nRF24L01无线模块与S12主板的SPI口相相通，电路图如图13所示。10第四届全国大学生智能汽车创意赛技术报告图13无线模块接口电路图SPI口初始化后，对SPI口进行写入和读出的设置，将无线模块接收到的车位信息传输给主板S12，在将程序接收到车位信息后运行的反应信息从主板通过SPI口传送给NRF24L01无线
8、模块，通过无线模块发送至上位机停车控制系统，实现智能车与停车控制系统的无线通讯。5.1.2.2NRF24L01无线模块NRF24L01无线模块实物图如图14所示。图14无线模块实物图图15nRF24L01引脚图11第四届全国大学生智能汽车创意赛技术报告nRF24L01工作于2.4GHz2.5GHzISM频段,引脚如图15所示。CE：使能发射或接收；CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI引脚端，微处理器可通过此引脚配置nRF24L01：IRQ：中断标志位；VDD：电源输入端；VSS：电源地：XC2，XC1：晶体振荡器引脚；VDD_PA：为功率放大器供电，输出为1.8V；ANT1,ANT2：天
9、线接口;IREF：参考电流输入。通过配置寄存器可将nRF241L01配置为发射、接收、空闲及掉电四种工作形式，如表1所示。表1nRF241L01的工作形式发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射形式：接着把地址TX_ADDR和数据TX_PLD根据时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10s，延迟130s后发射数据；若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收形式，接收应答信号。假如收到应答，则以为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD从发送堆栈中去除；若未收
10、到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC_CNT)到达上限，MAX_RT置高，TX_PLD不会被去除；MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，以便通知MCU。最后发射成功时,若CE为低则nRF24L01进入空闲形式1；若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射；若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲形式2。接收数据时,首先将nRF24L01配置为接收形式，接着延迟130s进入接收状态等待数据的到来。当接收检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在接收堆栈中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，以便通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收获功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲形式1。