无线智能遥控小车电子设计实验研究报告.docVIP

****************大学 班级：****** 作者：****** 指导老师：****1引言 1.1编写目的 本概要设计说明书是针对电子设计的课程要求而编写。目的是对该项目进行总体设计，在明确系统需求的基础上划分系统的功能模块，进行系统开发的分工，明确各模块的接口，为进行后面的详细设计和实现做准备。满足无线遥控爱好者对智能小车的设计要求，想通过这份概要设计给爱好者一个好的设计思路，设计方法进行参考。 本概要设计说明书的预期读者为本项目小组成员以及无线遥控爱好者。 1.2背景 实践题目的名称：无线遥控智能小车 项目的任务提出者：***，***，*** 项目的开发者：***，***，*** 面向用户：所有无线遥控爱好者，对智能小车感兴趣，想借此提高动手能力的用户。 鉴于电子设计课程要求，需要一份设计实品，加之小组成员对智能小车有着独特的爱好，所以这次设计选择了遥控智能小车作为电子设计的题目。 2总体设计 2.1需求规定 ● 所设计智能小车功能： 主要功能：无线遥控，避障； 附加功能：超声波测距、速度调节、液晶显示、音乐、流水灯和散热系统。 ★ 通过无线串口对小车进行无线遥控，可以在遥控，避障这两个主要功能之间自由切换。 ★ 遥控时，通过遥控器上的按钮可以方便灵活地控制小车前进，后退，左转和右转等。 ★ 避障时，利用红外传感器探测障碍物，从而达到避障的目的。 ● 小车安装了超声波传感器，可以进行距离测量，如果距离过近，蜂鸣器发出警报，并将距离等数据实时传到液晶屏上显示。 ★通过按钮同时控制一些其他功能，如音乐，风扇和流水灯等。 2.2运行环境 最好是室内平地 2.3基本设计概念和处理流程 整体框图： 2.4所需器件 ★小车模型（三轮，带电机） ★ATMAGE16单片机最小系统（3个，小车上两个一个负责接受无线，控制电机，另外一个则是负责其他功能，最后一个遥控器上的） ★直流电机驱动模块，采用两个LM298驱动模块分别控制两个电机 ★传感器模块，采用红外传感器2个，超声波传感器两个 ★无线串口模块 ★电源模块（5v,12v） ★按键模块，用于无线遥控小车 ★LCD1602液晶一块 ★电机一个 ★蜂鸣器一个 ★锂电池一块 ★南孚电池若干节 ★发光二级管若干 ★键盘（8个按钮） 3接口设计 3.1用户接口 小车主要有避障和遥控两种模式，通过控制小车上的一个模式选择开关，手动遥控时自动模式无效，同样小车处于自动状态时，手动遥控无效。 无线手动遥控小车有一控制键盘，基于atmega16有向前，向后，左拐，右拐四个键，可以控制小车。 当小车处于自动避障模式，通过红外线蔽障躲避障碍物，小车处于自动运行状态。 另外通过遥控器上的其他按钮可实现一些其他功能 例如音乐，风扇和流水灯等。 3.2内部接口 电机模块同小车上的最小系统一起，通过无线模块将遥控板和小车系统联系起来，在小车系统上核心无疑是MCU构成，通过此将小车各个功能联系起来。 4运行设计 4.1运行模块组合 说明对系统施加不同的外界运行控制时所引起的各种不同的运行模块组合，说明每种运行所历经的内部模块和支持软件。 1）无线遥控，当小车置于无线遥控时，小车主要是通过无线模块进行控制。通过手上的控制键，当一个控制键被按下，产生低电平，当手中的单片机检测到低电平发出通过无线模块发送相应信号，这时小车上的无线模块接受到信号，通过小车上的ATmeta16识别信号，对电机模块产生相应的信号，从而对电机产生控制，达到相应的控制。 2)蔽障时，这时小车当处于自动运行状态时，通过红外线检车小车前方是否有障碍物，当遇到障碍物，红外开关检测到，产生相应信号，告诉单片机，有单片机根据相应程序算法判断转向，同时告诉电机模块，产生相应信号，从而控制电机转速，产生相应的状态。 3）电源模块只负责给各个部分供电。 5硬件设计 一、电源转换模块 电池供电电压为7.4Ｖ，而需要的电压为5V和3.3ｖ，分别使用了常用的5V稳压芯片7805和常用的3.3Ｖ稳压芯片ASM1117。 7805的最大输出电流为1.5Ａ，远远超过系统所需的电流，且只需接两个电容即可稳定工作，在系统工作时，7805上的压降为2.4Ｖ系统最大的大流不超过400MA，7805上的功耗不超过1W故省略了散热器，节省了整车的空间。 AMS1117仅为低功耗的MSP430供电，可以十分宽松的为其供电，保证其正常工作。本次小车设计中，使用的就是这样是一个电压转换模块。 二、电机驱动模块 电路图如下： L298N能够提供高达2A的电流，能够满足本系统中电机的功耗，图中D1~D8使用1N4001，作用是防止电机中因电磁感应产生的电流倒灌，烧坏L298N，图中6