浅谈当下遥控小车设计结构的新模式

来源:期刊VIP网所属分类:应用电子技术发布时间:2014-09-04浏览:

  摘要:对于无线模块数据传输的使用以及对于直流减速电机的灵活操作,使得小车可以准确的依照遥控端的给出信号,进行相应的动作。该系统的研究和实际应用也将为不断发展的远程控制系统,提供一种可用的解决方案。

  一、总体设计方案

  整个系统都以单片机msp430作为系统的主控芯片,由电源供电模块供电;遥控器端通过按键采集模拟小车控制信号,通过无线数传模块nrf24l01发送对应数据;小车部分以L298N电机驱动模块驱动直流减速电机,同样通过无线数传模块nrf24l01接收数据,判断数据对应于发送端给出的按键信号,对小车的4个轮进行有效的控制,以达到遥控小车的功能。系统整体结构中分为两大部分——遥控器和被控小车,且分别对应于发送端与接收端。

  (一)单片机主控模块

  采用德州仪器公司的msp430f149单片机[3][4]作为主控制器。msp430是德州仪器公司的16位超低功耗处理器,从速度和管脚数量两个角度来看,可以达到本系统各个部分的要求。除此之外,msp430单片机的超低功耗的特性,也可以使发送与接收双方的便携式得以实现。

  本系统中,遥控器部分使用单片机P6.2-P6.5与P1.3-P1.4与无线模块nRF24L01的6个信号口分别相连,液晶12864的并行数据口与单片机P4.0-P4.7相连,RS、RW、EN分别连接至P3.0、P3.1、P3.2口,4个方向按键分别与单片机P2.0-P2.3相连;被控小车端使用单片机P6.2-P6.5与P1.3-P1.4与无线模块nRF24L01的6个信号口分别相连,P2.0-P2.3与L298N电机驱动模块的4个控制管脚相连。

  (二)无线模块

  无线数传模块nrf24l01[5]工作在2.4GHz到2.5GHz,具有功耗低、易编程等特点。无线模块nrf24l01工作电压为1.9V-3.6V之间,需要使用AMS1117-3.3三端稳压芯片提供3.3V的稳压,供给无线模块进行工作。本系统只使用了无线模块的通道1,通过编程实现对无线模块数据传输特性的灵活应用,实现了遥控器对小车运动方向的实时控制。

  (三)液晶显示模块

  本系统的液晶显示采用12864模块。该模块接口方式简单,可构成全中文人机交互图形界面。该模块可以满足遥控器对小车的控制显示,对应于小车前后左右移动,分别在液晶屏幕上显示“F”、“B”、“L”和“R”。

  (四)电源供电模块

  根据该系统主控MCU以及nrf24l01无线模块均采用3.3V供电,电机驱动模块需要7.4V供电。所以采用高性能可充电锂电池提供7.4V直流电驱动电机,再经三端稳压集成电路AMS1117-3.3V稳压,形成3.3V直流电供给单片机与无线模块。

  (五)电机驱动模块

  以msp430f149为主控芯片,采用L298N作为电机驱动模块。当被控小车端的无线模块接收到数据为“F”对应的数组时,单片机向电机驱动模块给出信号:1010,令两侧轮都向前旋转,驱动小车向前运动。同理,若单片机向电机驱动模块分别给出0101、0110、1001,分别标志着小车向后、左、右运动。

  二、系统软件设计

  (一)遥控器端

  程序首先初始化无线模块nRF24L01和液晶12864,软件通过对于按键是否按下的循环扫描,如果有按键按下时,会通过无线模块发送对应按键被按下的数据,并通过液晶显示出发送的数据。发送端软件中数组标志分别为F[]={0x01}、B[0x02]、L[0x03]、R[0x04]分别标志前、后、左、右。

  (二)被控小车端

  程序初始化无线模块nRF24L01和液晶12864完成后,接收端处于等待数据接收模式,一旦接收到数据,会判断接收到的相应数据标志着小车的运动方向,对应着向电机驱动模块输出相应的驱动脉冲信号,以驱动小车做到要求的动作。

  (三)控制示例

  以控制小车前进为例,说明程序控制的工作过程。发送端操作如下:1、按下按键F,使得发送端将要发送的数组TX[]=F[]={0x01};2、NRF24L01模块发送TX[]数组;3、12864液晶在第一排第一列位置显示“F”;4、TX[]数组中的数字清零;5、返回等待按键扫描。接收端操作如下:1、等待接收数据;2、若未接收到数据,则始终保持等待接收状态;3、接收到数据后,读出接收数据的数组RX[]中的数值,在发送端发送的数组是F[]时,则此时RX[]中的数字会是0x01,即为前进的标志;4、接收端的单片机向电机驱动模块给出1010,驱动小车的4个直流减速电机前进。电平保持100ms;5输出给电机驱动的电平重新清为0000,设置无线模块为接收模式,再次等待接收。

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