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1、摘 要随着单片机集成功能的发展，其应用领域也逐渐的由传统的控制扩展为控制处理、数据处理以及DSP等领域，整个系统中，微控制器采用了STC公司的STC89C52RC，软件设计中使用24L01作为无线通信芯片，由上位机发送信号，遥控小车的走向，接收端单片机对信号做出处理做出不同的反应，控制遥控车前进、后退、转弯、开灯等动作。概括来说，本实验就是用遥控器接收控制信号，用单片机控制直流电机输出相应的电平控制车辆的前行或者后退等动作，进而实现小车的智能遥控功能。关键词：C51单片机遥控 智能车目录1 无线遥控系统概述11.1开发背景11.2无线遥控技术介绍及其运用12 系统设计简介22.1 无线遥控技术
2、简介22.2 设计要求22.3 设计方案论证23硬件设计电路43.1 硬件整体设计概述43.2硬件组成介绍43.2.1 MCS-51单片机介绍43.2.2 nRF24L01无线模块的介绍53.2.3电机驱动模块L298N介绍84.软件系统设计114.1上位机设计114.2下位机设计12参考文献17II1 无线遥控系统概述1.1开发背景无线通信技术是近几年来比较流行的一种通信技术，他具有稳定性强、传输速率高、功耗低等优点。具有广泛的应用背景。选择此课题的目的在于通过学习和实践，了解并应用无线遥控技术。随着人们物质生活水平的提高，人们对精神生活的追求也愈加强烈，对信息的渴求已成为了人们必不可少的需
3、要，更加简捷与新颖的信息传递方式无疑会给人们带来耳目一新的感受。而我们以前小时候耍的那种没有遥控装置的小车现在都已经过时了，现在市面上卖得大多都是带遥控装置的小车。而现代工具务求简捷化、便携化，因此，摇控装置的到来，必将会给人们带来一种新的感受方式。本文就简单的介绍了下使用SCTX2B/SM6135一对CMOS集成芯片制作成的发射以及接收电路的无线遥控车来说说现代无线遥控技术。1.2无线遥控技术介绍及其运用无线遥控，顾名思义，就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。时至今日，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的
4、便利。而现在无线遥控技术越来越多的运用在我们的生活当中，随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说常见的有2种，一种是家电常用的红外遥控模式（IRRemoteControl），另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等常用的无线电遥控模式（RFRemoteControl）。常用的无线电遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分一般分为两种类型，即遥控器与发射模块，遥控器和遥控模块是对于使用方式来说的，遥控器可以当一个整机来独立使用，对外引出线有接线桩头；而遥控模块在电路中当一个元件来使用，根据其引脚定义进行应用，使用遥控模块的优势在于可以和应用电路天衣无缝的连接、体积小、价格低、物
5、尽其用，但使用者必须真正懂得电路原理，否则还是用遥控器来的方便。2 系统设计简介2.1 无线遥控技术简介无线遥控，顾名思义，就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。时至今日，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。而现在无线遥控技术越来越多的运用在我们的生活当中，随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说常见的有2种，一种是家电常用的红外遥控模式（IR Remote Control），另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等常用的无线电遥控模式（RF Remote Control）。2.2 设计
6、要求制作VB上位机操作界面，使用上位机程序控制小车的前进、后退、左转、右转、停止。 2.3 设计方案论证方案一：采用多种数字逻辑模拟电路来实现遥控发射接收的设计要求，这样设计的电路整体比较复杂，而且不宜完成发挥部分的功能要求。所以方案一不采用。方案二：可以采用wifi来实现发射与接收的设计要求，但是设计复杂而且成本较高，所以放弃方案二。方案三：系统采用8051为核心的单片机控制系统，通过无线芯片nRF24L01来实现发射与接收的设计要求，单片机通过模拟SPI接口可以方便的实现对nRF24L01的控制，且单片机的控制电路很容易实现扩展，比如语音模块、测温I2C模块、时钟模块、A/D模块等。故采用
7、方案三。整体设计框图如图.1所示。上位机发送信号单片机接收并编码单片机nRF24L01发射nRF24L01接收单片机解码单片机前进后退左转右转加速图2.1 脉冲计数器总体电路结构框图3硬件设计电路3.1 硬件整体设计概述本系统使用STC89C52RC为控制核心，通过SPI接口控制nRF24L01发送命令。在本系统中，主要由与上位机相连的单片机作为发送端A，直接控制小车的单片机系统作为接收端B，发送端从上位机接收到指令，并把该指令通过无线模块发送给接收端B,接收端收到该指令后将此指令转换为控制信号，控制小车的动作。3.2硬件组成介绍3.2.1 MCS-51单片机介绍MCS51单片机的基本结构如图
8、1.1所示，其基本结构包括： 8位CPU； 片内震荡器及时钟电路； 32根I/O口线； 外部存储器ROM和RAM寻址范围各为64KB； 2个16位定时器/计数器； 5个中断源，2个中断优先级； 全双工串行口； 布尔处理器。8051单片机的存储器结构特点之一是程序存储器和数据存储器分开，并有各自的寻址机构和寻址方式。这种结构的单片机称为哈佛结构单片机。8051单片机在物理上有四个存储空间：片内程序存储器和片外程序存储器；片内数据存储器和片外数据存储器。时钟电路ROMRAM定时器/计数器CPU并行接口串行接口中断系统TXDRXDINT0INT1P0P3T0T1 图3.1 8051单片机的基本结构8
9、051单片机有4个8位的并行接口，记作P0，P1，P2和P3，共32根口线，实际上它们就是SFR中的4个。这4个接口特性上主要差别是P0，P2和P3都还有第二功能，而P1口只能用做I/O口。4个口的驱动能力也是不相同。P1，P2和P3都能驱动3个LS TTL门，并且不需外加上拉电阻就能驱动MOS电路。P0能驱动8个LS TTL门，但驱动MOS电路时，若作为地址/数据总线，则可以直接驱动；而作为I/O口时，需外接上拉电阻才能驱动MOS电路。3.2.2 nRF24L01无线模块的介绍(1)nRF24L01介绍nRF24.L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM频
10、段。供电电压为1.9 V3.6 V。24L01各管脚如表1所示。图2 nRF24L01引脚结构内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低，在以-6 dBm的功率发射时，工作电流也只有9 mA;接收时，工作电流只有12.3 mA，多种低功率工作模式（掉电模式和空闲模式）使节能设计更方便。（2）24L01的主要特点l GFSK调制：l 硬件集成OSI链路层;l 具有自动应答和自动再发射功能;l 片内自动生成报头和CRC校验码;l 数据传输率为l Mb/s或2Mb/s;l SPI速
11、率为0 Mb/s10 Mb/s;l 125个频道：与其他nRF24系列射频器件相兼容;表 1 SCTX2B的管脚说明引脚名称引脚功能描述1CE数字输入RX或TX模式选择2CSN数字输入SPI片选信号3SCK数字输入SPI时钟4MOSI数字输入从SPI数据输入脚5MISO数字输出从SPI数据输出脚6IRQ数字输出可屏蔽中断脚7VDD电源电源（+3V）8VSS电源接地（0V）9XC2模拟输出晶体振荡器2脚10XC1模拟输入晶体振荡器1脚/外部时钟输入脚11VDD-PA电源输出给RF的功率放大器提供的+1.8V电源12ANT1天线天线接口113ANT2天线天线接口214VSS电源接地（0V）15VD
12、D电源电源（+3V）16IREP模拟输入参考电流17VSS电源接地（0V）18VDD电源电源（+3V）19DVDD电源输出去耦电路电源正极端20VSS电源接地（0V）（3）工作原理发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式：接着把接收节点地址TX_ADDR和有效数据TX_PLD按照时序由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模式，接收应答信号（自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致
13、）。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD从TX FIFO中清除;若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT置高，TX FIFO中数据保留以便再次重发;MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，产生中断，通知MCU。最后发射成功时,若CE为低则nRF24L01进入空闲模式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，则进入空闲模式2。接收数据时,首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130s进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存
14、储在RX FIFO中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，产生中断，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。最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式1。3.2.3电机驱动模块L298N介绍L298N是一款单片集成的高电压、高电流、双路全桥式电机驱动，设计用于连接标准TTL逻辑电平，驱动电感负载（诸如继电器、线圈、DC和步进电机）。L298N提供两个使能输入端，可以在不依赖于输入信号的情况下，使能或禁用L298器件。L298N低位晶体管的发射器连接到一起，而其对应的外部端口则可用来连接一个外部感应电阻。L298N还提供一个额外的电压输
15、入，所以其逻辑电路可以工作在更低的电压下。L298N引脚与实物图如图3和图4 。图3 L298N的管脚图(1) L298N模块特点l 具有信号指示l 转速可调 l 抗干扰能力强l 具有过电压和过电流保护 l 可单独控制两台直流电机 l 可单独控制一台步进电机 l PWM脉宽平滑调速 l 可实现正反转 l 采用光电隔离图4 L298N实物图（2） L298N使用说明L298N为15个管角的单块集成电路，高电压，高电流，四通道驱动，设计用L298N来接收DTL或者TTL逻辑电平，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 1 A，最大可
16、达 1.5 A，Vss 电压最小 4.5 V，最大可达 36 V；Vs 电压最大值也是 36 V。L298N可直接对电机进行控制，无须隔离电路，可以驱动双电机。根据L298N芯片的特点以及SPCE061A自身的特点，把IOA4IOA7作为输出口，分别与L298N的IN1IN4相接，其VS、VSS分别接+12 V、+5 V电源，其输出口OUT1OUT2接转向电机，OUT3OUT4接驱动电机。4.软件系统设计4.1上位机设计上位机通过VB编写，软件流程图如图4.1所示。主界面如图4.2所示。 图4.2 上位机界面设计图4.1 上位机程序流程图上位机发送的编码对应的指令如下表所示：表 2编码与相对应
17、的控制命令发送码功能q前进h后退Z左转弯y右转弯s停止4.2下位机设计 下位机分为发送端和接收端，发送端负责将上位机发送的命令转换为命令编码发送给接收端，接收端接收到命令编码后将此编码转换为相应的控制信号送给电机驱动。发送端的程序流程图如图9所示，接收端如图10所示。等待命令转换为相应控制信号发送给L298驱动执行相应操作图4.4 接收端程序流程图收到命令等待命令转换为相应编码发送给nRF24L01发送命令编码N图4.3发送端程序流程图收到命令单片机最小系统如图4.5所示。电机驱动仿真如图4.6所示。图4.5 单片机最小系统图 4.6 电机驱动电路设计电机驱动信号如下表所示：表 3 电机控制信
18、号说明EN A（B）IN1（IN3）IN2（IN4）电机运行情况HHL正转HLH反转H同IN2（IN4）同IN1（IN3）快速停止LXX停止参考文献1 单片机系统设计及工程应用 雷思孝等 西安电子科技大学出版社2 电路基础 吴大正 西安电子科技大学出版社3 c+程序与设计语言 揣锦华等 西安电子科技大学出版社5 MCS51/96系列单片机原理及应用 孙涵芳 北京航空航天大学出版社1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究
19、4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系
20、统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计
21、与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片
22、机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单
23、片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁
24、温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫
25、尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90.
26、 MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现
27、101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制 112
28、. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！17