无线遥控玩具小车设计与制作
无线智能遥控小车--电子设计实验报告
****************大学班级：****** 作者：******指导老师：****电 子设 计 之无线遥控智能小车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a.实践题目的名称：无线遥控智能小车b.项目的任务提出者：***，***，***c.项目的开发者：***，***，***d.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。
无线遥控智能小车的设计
无线遥控智能小车的设计摘要面对诸多人类不容易到达的工作环境，为了有效的到达指定位置完成指定功能，就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。
因此研究和开发无线遥控智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。
无线遥控小车具有体积小、成本低、生存能力强等特点。
本设计基于单片机控制和无线数据传输技术的设计思想。
利用两片单片机构成主从结构，主机发送控制指令，从机接收控制指令并控制小车运动。
主机由STC89C52单片机、LCD1602显示、NRF24l01无线模块和控制按键组成，从机由小车底盘、NRF24l01无线模块、电机驱动、HC-RS04超声波测距模块和STC89C52单片机组成。
主机和从机基于无线模块进行数据传输，主机电路主要负责发送小车运动状态的控制指令；从机电路主要负责小车运动状态指令的接受和实现对运动状态的控制。
电机由电机专用驱动芯片L298N驱动，通过单片机的控制，可轻松实现小车的前进、后退、左转、右转等的控制。
无线遥控智能小车控制系统的软件设计分为主机和从机两部分。
主机软件设计分为无线通讯程序，按键控制程序，显示程序，从机软件设计分为小车超声波避障程序，无线通讯程序，电机驱动程序。
概括来说，本设计就是用遥控器发射控制信号，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：STC89C52；无线遥控；智能小车AbstractFacing a range of working environment that human beings can not reach easily, it is necessary to employ the intelligent car to go to the scene to accomplish the corresponding task in order to reach the specified location to complete the specified function effectively. Therefore, it is of great importance to study and develop the guidance and control system of the wireless remote controlled intelligent trolley.The wireless remote controlled car is characteristiced by small size, low cost, strong survivability and so on.The design is based on the thinking about the single-chip control and wireless data transmission technique. Using two microcontrollers constitutes the master-slave structure. The host sends control commands, which the slave receives and then controls the trolley movement.The host consists of the STC89C52 microcontroller, LCD1602 display, NRF24l01 wireless module and control buttons while the slave is made up of the car chassis, NRF24l01 wireless module, motor drive, HC-RS04 ultrasonic distance measurement module and STC89C52 microcontroller. The host and slave are based on the wireless communication module for data transmission. The host circuit is mainly responsible for sending movement control instructions to the car; the slave circuit is mainly responsible for the acceptance of the movement state of the car and the realization of the control of the state of motion. The motor is driven by the motor-specific driver chip L298N. Through the control of the single chip computer, the control of car to advance, go backward, turn left and right can be easily realized. The software design of wireless remote control intelligent car control system is divided into two parts of the host and slave. Host software design is divided into wireless communication procedures, button control procedures, display procedures. Slave software design is divided into trolley ultrasonic obstacle avoidance procedures, wireless communication procedures and motor drivers.To sum up, the design is to use the remote control to launch control signals and single-chip to control DC motor to output corresponding level of electricity to control the vehicle going forward or backward and other actions, and then it realizes intelligent remote control function of the car.Keywords: STC89C52; remote control; intelligent car目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题研究主要内容及要求 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.1.1研究的目的 (1)1.1.2研究的意义 (1)1.3课题国内外研究状况 (2)1.4 总结 (2)第2章总体方案设计 (3)2.1总体设计 (3)2.2方案论证 (4)2.2.1 系统控制模块选择 (4)2.2.2小车遥控选择 (5)2.2.3上位机显示模块设计选择 (6)2.2.4下位机电机的选择 (7)2.2.5下位机避障模块设计选择 (8)2.2.6 直流调速方案选择 (9)2.2.7电源模块设计选择 (9)2.3本章小结 (10)第3章系统模块电路 (11)3.1单片机最小系统 (11)3.2 NRF24L01无线通讯模块 (11)3.3电机驱动模块 (13)3.3.1 L298N驱动模块 (13)3.3.2 PWM调速原理 (14)3.4电源模块 (15)3.4.1 5V稳压电路 (15)3.4.2 3.3V稳压部分 (15)3.5 避障部分模块 (16)3.5.1 避障原理 (16)3.5.2超声波测距模块 (16)3.6 其他模块电路介绍 (17)3.6.1 LCD1602显示电路 (17)3.6.2 键盘电路 (18)3.7本章小结 (19)第4章软件设计与说明 (20)4.1软件设计 (20)4.2软件的说明 (21)4.2.1 遥控部分主程序流程 (21)4.2.2 NRF24L01子程序流程图 (22)4.2.3 小车部分主程序流程图 (23)4.2.4 超声波部分程序流程图 (24)4.3 本章小结 (24)第5章硬件与软件调试 (26)5.1 硬件调试部分 (26)5.2 软件调试部分 (26)5.3 系统总体调试 (26)第6章结论 (29)参考文献 (31)附录A：电路原理图 (33)附录B：电路PCB图 (34)附录C：程序清单 (36)第1章绪论1.1课题研究主要内容及要求分析无线遥控智能小车的设计要求，确定上位机和下位机控制系统、智能小车驱动方式和避障方式、车速的检测方法，无线通信方式等，完成系统硬件电路及部分软件的设计。
本科毕业设计无线电遥控小车系统的设计
摘要随着科技的发展，人们生活水平的提高，在生活中，无线传输有着非常广泛的应用，例如：小区的智能无线门禁系统；温室的温度无线测控系统；生物发酵无线监控系统等。
无线电遥控小车正是反映了无线传输在生活中的应用。
本次设计的无线遥控小车，采用以AT89c2051单片机作为小车的遥控控制核心，检测开关状态，并通过串口传输至无线发送模块PTR2000;以AT89c51单片机为作为小车的接收和驱动输出核心,它根据无线模块PTR2000接收到的状态信号判断其开关状态，然后控制直流电机正反转，即小车的前后左右；采用无线遥控模块PTR2000作为无线传输的通讯工具，通过串口和单片机连接；采用L298作为直流电机的驱动芯片。
关键词：AT89C51;AT89C2051;L298;无线遥控；PTR2000The Design of Wireless Remote Control CarAbstractWith the development of technology, improvement of living standard, the wireless transmission in life has a very wide range of applications, such as: Intelligent Community of the wireless access control systems; greenhouse temperature of wireless monitoring system; biological fermentation wireless monitoring system. Wireless remote control car is reflected in the wireless transmission applications in life.The design of the wireless remote control car use AT89c2051 as the core of the remote control, detecting switch state and sending through the serial port to a wireless module PTR2000. AT89c51 microcontroller is the core of its control . It receives the wireless module PTR2000 to determine the state of the signal switch status ,and then control it around. It use a wireless remote control module PTR2000 as wireless communication tools, and Connecte through the serial port to the MCU,and use L298 driver chip as a DC motor.Key Words：AT89C51；AT89C2051；L298；Wireless Remote Control；PTR2000目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.2单片机的选定 (1)1.2.1被控部分单片机89C52 (1)1.2.2遥控部分单片机89C2051 (2)2 系统总体设计 (4)2.1系统功能模块的划分 (4)2.2主要模块硬件设计方案 (5)2.2.1无线模块方案设计 (5)2.2.2驱动模块方案设计 (6)2.2.3主要模块各方案对比选择 (6)2.3模块软件设计简介 (7)3 系统硬件的设计 (8)3.1无线电遥控模块的设计 (8)3.1.1选择无线电遥控原因 (8)3.1.2无线电遥控分类 (8)3.1.3无线电遥控器原理 (9)3.1.4影响无线电遥控距离因素 (11)3.1.5 PTR2000特性及引脚说明 (11)3.1.6 PTR2000与单片机硬件接口电路 (12)3.1.7 PTR2000对PCB制作影响 (13)3.2电机驱动模块 (14)3.2.1 H桥驱动原理 (14)3.2.2 L298驱动芯片 (17)3.3电源模块 (19)3.3.1 无线遥控部分电源设计 (19)3.3.2 无线接收部分电源设计 (19)3.4键盘模块 (19)3.5其他模块 (20)4 系统软件的设计 (21)4.1软件设计需要完成任务 (21)4.2PTR2000编程注意事项 (21)4.3系统软件主要程序的设计 (21)4.3.1 发射部分控制程序设计 (21)4.3.2 接收部分控制程序设计 (22)5 系统软硬件调试 (24)5.1硬件调试 (24)5.2软件调试 (24)5.3调试结果 (25)结论 (26)参考文献 (28)附录A系统硬件电路图 (29)附录A1无线遥控发射电路 (29)附录A2无线遥控接收电路 (30)附录A3电机驱动电路 (31)附录A4无线遥控部分最终PCB板 (31)附录A5无线接收部分最终PCB板 (32)附录B程序清单 (33)附录B1遥控发射部分程序清单 (33)附录B2遥控接收部分程序清单 (35)附录C小车实物图 (39)附录C1无线电遥控实物图 (39)附录C2小车车体实物图 (40)致谢 (41)1 绪论1.1概述随着现代通信技术的飞速发展，近距离无线电通信技术受到了很多关注，呈现非常好的发展势头，，因为在我们现实生活中存在着如此多这样的应用领域，系统需要不断地实时传输小量的突发信号，在传统的无线电通信系统中，短距离的无线通信技术可以在相对较近距离内实现相互之间通信或相关操作，无线电数据传输系统已成为现在通信业乃至整个信息业的热点，被广泛应用于报警、无线遥控、军事通信、无线局域网等范围，具有很大的实际应用价值[1]。
科技小发明制作简易遥控汽车
科技小发明制作简易遥控汽车在科技飞速发展的今天，遥控汽车已经成为孩子们喜爱的玩具之一。
然而，市面上的遥控汽车价格不菲，且缺乏自己动手制作的乐趣。
今天，就让我们一起探索如何亲手制作一辆简易遥控汽车，感受科技与创意的奇妙结合。
一、所需材料要制作一辆简易遥控汽车，我们需要准备以下材料：1、一块小型电路板2、一个直流电机3、一组电池（可选用干电池或充电电池）4、一个遥控器（可以购买现成的遥控模块）5、一些电线6、一个塑料或木质的车架7、四个车轮8、螺丝、螺母等固定零件9、电钻、剪刀、钳子等工具二、制作步骤1、首先，我们需要搭建车架。
可以使用塑料板或者木板，根据自己的设计剪出合适的形状，然后用螺丝和螺母将其固定成一个框架。
确保车架足够坚固，能够承受汽车运行时的震动和冲击。
2、接下来，安装车轮。
将四个车轮通过轴安装在车架的四个角落，并确保车轮能够自由转动。
3、把直流电机固定在车架上，通常可以选择在车架的后部中间位置。
使用螺丝将电机固定牢固，然后用电线将电机的正负极与电池盒连接起来。
4、在车架上合适的位置安装电池盒，将电池放入其中，并连接好电线，为整个电路提供电源。
5、关键的一步是安装电路板。
将电路板固定在车架上一个便于操作和保护的位置。
然后，根据电路板的说明书，将电机、电池和遥控器的接收模块与电路板进行正确的连接。
6、完成电路连接后，我们需要对遥控汽车进行调试。
打开遥控器和汽车电源，测试电机的转动方向和速度是否正常。
如果电机转动方向不正确，可以通过调换电机的正负极电线来解决。
三、原理介绍简易遥控汽车的工作原理其实并不复杂。
遥控器发出特定频率的信号，汽车上的接收模块接收到这个信号后，将其传递给电路板。
电路板根据接收到的信号指令，控制电机的转动方向和速度，从而实现汽车的前进、后退、左转和右转等动作。
在这个过程中，直流电机起到了将电能转化为机械能的作用，它带动车轮转动，使汽车能够行驶。
而电池则为整个系统提供了所需的电能。
实例制作基于C51的无线遥控玩具汽车
实例制作基于C51的无线遥控玩具汽车从事无线遥控玩具开发工作多年，开发了很多种类的无线遥控玩具产品。
总结了很多工作经验。
用的绝大部分IC是T X2C（遥控）和RX2C（接收），其功能分别是：前进，后退，左转，右转。
笔者利用工作的空闲时间用AT89C2051单片机编出了跟TX2C和RX2C一样的编解码程序，并成功进行了实际制作。
编解码与TX2C和RX2C兼容。
现将制作原理图和源程序公开给读者参考学习与制作，相信对初学者有极大的帮助，这也是笔者的心愿！其原理图如下：图2为接收部分，图3为发射部分。
源程序和仿真文件见附件.读者如果想仿制的话，建议RF接收和RF发射部使用市面上成品的315MHz模块，应用起来很方便，这样可以免去调试高频部分。
下面图1是遥控前进部分编码波形：从编码图1中看出有四个周期一样的同步脉冲，各个功能是按数据脉冲个数的不同实现功能不同的。
这样编码有很强的搞干扰能力，也可以应用到其它领域遥控上面去，可以做成遥控飞机，也可以做成遥控船……这要看读者的需要应用了。
具体功能相应编码以下：前进：同步脉冲+10个数据脉冲后退：同步脉冲+40个数据脉冲左转：同步脉冲+64个数据脉冲右转：同步脉冲+58个数据脉冲前进+左转：同步脉冲+34个数据脉冲前进+右转：同步脉冲+28个数据脉冲后退+左转：同步脉冲+46个数据脉冲后退+右转：同步脉冲+52个数据脉冲按键松开时发送2帧停止位：同步脉冲+4个数据脉冲。
接收部分收到的是反相的信号，读者在制作时要注意。
图二（点击放大）图三;五功能遥控车发射程序.;MCU:2051;OSC:12M;DATE:08.05.18;功能:;前进(F);后退(B),;左转(L),;右转(R).;加速(T).;作者：徐增钟;===================================================================================KEY EQU P3DATAOUT BIT P1.0 ;数据输出口.LED BIT P1.1 ;发射指示灯.KEYBUF EQU 70H ;键号存放单元.KEYMASK BIT 01HKEYFLAG BIT 05HORG 0000HAJMP STARTORG 000BHAJMP INTTCCORG 0030H;======================================================= ============================CLEAR_RAM:MOV R0,#30H ;从30H单元开始.MOV R3,#127 ;清除127个单元NEXT: MOV @R0,#00 ;清除INC R1 ;DJNZ R3,NEXT ;127个单元清完?;RET;======================================================= ===========================;程序初始化;BEGIN:MOV SP,#50H ;MOV P1,#00H ;MOV P3,#0FFH ;MOV TMOD,#01HMOV TH0,#0B1HMOV TL0,#0E0HSETB TR0SETB EASETB ET0CLR KEYFLAGSETB KEYMASKRET;======================================================= ============================START:CALL CLEAR_RAM ;清除RAMCALL BEGIN ;程序初始化;LOOP:CALL KEYON ;调用KEYSCANAJMP LOOPNOPNOPNOPAJMP START;======================================================= ============================INTTCC:MOV TH0,#0B1HMOV TL0,#0E0HSETB KEYFLAGRETI;======================================================= ============================KEYON:MOV A,KEYCJNE A,#0FFH,KEYSENDJB KEYMASK,ETSETB KEYMASKCLR LEDMOV R5,#2X2: MOV R3,#4CALL SENDDJNZ R5,X2SETB DATAOUTCALL DY5MSMOV P1,#00ET:RET;======================================================= =============================KEYSEND:SETB LEDCLR KEYMASKCJNE A,#0DFH,K1MOV R3,#10 ;发送10个脉冲. AJMP SENDRETK1: CJNE A,#0EFH,K2MOV R3,#40 ;发送40个脉冲. AJMP SENDRETK2: CJNE A,#0F7H,K3MOV R3,#64 ;发送64个脉冲. AJMP SENDRETK3: CJNE A,#0FBH,K4MOV R3,#58 ;发送58个脉冲. AJMP SENDRETK4: CJNE A,#0D7H,K5MOV R3,#34 ;发送34个脉冲. AJMP SENDRETK5: CJNE A,#0DBH,K6MOV R3,#28 ;发送28个脉冲. AJMP SENDRETK6: CJNE A,#0E7H,K7MOV R3,#46 ;发送46个脉冲. AJMP SENDRETK7: CJNE A,#0EBH,K8MOV R3,#52 ;发送52个脉冲. AJMP SENDK8: CJNE A,#0FFH,KEXIT KEXIT:RET;======================================================= ============================DOUT:SETB DATAOUTCALL DYMS5CLR DATAOUTCALL DYMS5DJNZ R3,DOUTMOV P2,#00RETSEND:MOV R1,#04N1: SETB DATAOUTMOV R4,#255D1: NOPNOPNOPNOPDJNZ R4,D1CLR DATAOUTCALL DYMS5DJNZ R1,N1AJMP DOUTNOPNOPAJMP START;======================================================= ============================DYMS5:MOV R6,#250D2:DJNZ R6,D2RET;======================================================= ===========================DY5MS:MOV R5,#4D3: MOV R3,#248DJNZ R3,$DJNZ R5,D3RET;======================================================= ===========================END以下是接收部分程序;遥控车接收程序.;MCU:AT89C2051;OSC:12M;DATE:08.05.18;接收相应功能:前进,后退,左转,右转.;E-MAIL:chinameifen@;作者：徐增钟;======================================================= ==========IN EQU P3.2 ;RECEIVERXMA BIT 05H;======================================================= ==========ORG 0000HAJMP STARTORG 0003HAJMP INRXORG 0030H;======================================================= =========CLEAR_RAM:MOV R1,#30HMOV R3,#127NEXT: MOV @R1,#00INC R1DJNZ R3,NEXTRET;======================================================= =========START:MOV SP,#50HMOV P3,#0FFH ;MOV P2,#0FFH ;MOV P1,#00 ;SETB EASETB EX0CLR RXMALOOP:CALL NORXAJMP LOOP;======================================================= =============INRX:CLR EX0MOV R4,#4 ;同步脉冲.MOV TMOD,#01HNX1: MOV TH0,#00 ;计数初值为00.MOV TL0,#00 ;SETB TR0INC1: JNB IN,INC1 ;低电平在此等CLR TR0MOV A,TH0CJNE A,#05H,EXITHERE1: JB IN,HERE1 ;等待0.5MS高电平结束.DJNZ R4,NX1JNB IN,$CLR ARD1: INC ARD2: JB IN,RD2MOV R1,#05RD3: JB IN,RD1LCALL DYMS5DJNZ R1,RD3DEC ADEC ADEC ADEC AJZ STOPDEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC AJZ K1DEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC ADEC AJZ FRDEC ADEC ADEC ADEC ADEC A JZ FL DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A JZ K2 DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A JZ BL DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A JZ BR DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A JZ K3 DEC A DEC A DEC A DEC A DEC A DEC ANOPNOPEXIT: SETB EX0RETISTOP: MOV P1,#00AJMP EXITK1:MOV P1,#00010000B ;FAJMP EXITK2:MOV P1,#00100000B ;BAJMP EXITK3:MOV P1,#01000000B ;LAJMP EXITK4:MOV P1,#10000000B ;RAJMP EXITFR: MOV P1,#10010000B ;F+RAJMP EXITFL:MOV P1,#01010000B ;F+LAJMP EXITBR:MOV P1,#10100000B ;B+RAJMP EXITBL:MOV P1,#01100000B ;B+LAJMP EXIT;======================================================= =======NORX:MOV R1,#200RX: JNB IN,NETCALL DY1MSDJNZ R1,RXMOV P1,#00NOSI:RET;======================================================= =======DYMS5:MOV R5,#135DJNZ R5,$RET;======================================================= =======DY1MS:MOV R6,#138D2:DJNZ R6,D2RET;======================================================= =======END。
无线遥控智能小车的设计pdf
引言概述:无线遥控智能小车的设计是一个将无线通信和智能控制技术相结合的项目。
该设计通过无线遥控来控制小车的行动，同时通过智能控制算法使其能够自动避障和巡航等功能。
本文将详细介绍无线遥控智能小车设计的各个方面，包括硬件设计、软件设计、通信技术选择、避障和巡航算法实现等内容。
正文内容:一、硬件设计1.主控单元选型:介绍主控单元选择的几个关键因素，如处理能力、通信能力、外设接口等，并给出推荐的主控单元选型。
2.动力系统设计:阐述小车动力系统的设计原理和选用电机的考虑因素，以及电路设计和电源系统设计。
3.传感器选择与接口设计:分析选择适合的传感器，并详细介绍传感器的接口设计。
4.无线通信模块设计:介绍无线通信模块的选择和设计，包括通信协议选择、通信距离和通信速率等。
5.外观设计:介绍小车外观设计的几个关键方面，包括外壳材料的选择、外形设计和装饰等。
二、软件设计1.控制系统架构设计:介绍控制系统的总体架构设计，包括遥控控制和自动控制模式的切换设计。
2.无线通信协议的实现:分析选择适合的无线通信协议，并详细介绍协议的实现原理和通信流程。
3.遥控控制算法设计:介绍遥控模式下的控制算法设计，包括信号解析、指令发送和驱动控制等。
4.自动控制算法设计:介绍自动控制模式下的控制算法设计，包括避障算法、巡航算法和路径规划等。
5.图形界面设计:详细介绍图形界面设计的几个关键方面，包括界面布局、控件设计和交互设计等。
三、通信技术选择1.无线通信技术的分类:分析无线通信技术的分类，并比较它们的优缺点，为后续的技术选择提供依据。
2.无线通信技术选择标准:介绍无线通信技术选择的一些标准，包括通信距离、通信速率、抗干扰能力等。
3.无线通信技术比较:对几种常见的无线通信技术进行比较，包括蓝牙、Wi-Fi、红外线等，分析其适用场景和应用范围。
4.无线通信技术的实现:详细介绍选择的无线通信技术的实现原理和通信协议。
5.无线通信技术的未来发展:展望无线通信技术的未来发展趋势，分析其在智能小车设计中的应用前景。
无线遥控智能小车的设计
无线遥控智能小车的设计摘要面对诸多人类不容易到达的工作环境，为了有效的到达指定位置完成指定功能，就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。
因此研究和开发无线遥控智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。
无线遥控小车具有体积小、成本低、生存能力强等特点。
本设计基于单片机控制和无线数据传输技术的设计思想。
利用两片单片机构成主从结构，主机发送控制指令，从机接收控制指令并控制小车运动。
主机由STC89C52单片机、LCD1602显示、NRF24l01无线模块和控制按键组成，从机由小车底盘、NRF24l01无线模块、电机驱动、HC-RS04超声波测距模块和STC89C52单片机组成。
主机和从机基于无线模块进行数据传输，主机电路主要负责发送小车运动状态的控制指令；从机电路主要负责小车运动状态指令的接受和实现对运动状态的控制。
电机由电机专用驱动芯片L298N驱动，通过单片机的控制，可轻松实现小车的前进、后退、左转、右转等的控制。
无线遥控智能小车控制系统的软件设计分为主机和从机两部分。
主机软件设计分为无线通讯程序，按键控制程序，显示程序，从机软件设计分为小车超声波避障程序，无线通讯程序，电机驱动程序。
概括来说，本设计就是用遥控器发射控制信号，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：STC89C52；无线遥控；智能小车AbstractFacing a range of working environment that human beings can not reach easily, it is necessary to employ the intelligent car to go to the scene to accomplish the corresponding task in order to reach the specified location to complete the specified function effectively. Therefore, it is of great importance to study and develop the guidance and control system of the wireless remote controlled intelligent trolley.The wireless remote controlled car is characteristiced by small size, low cost, strong survivability and so on.The design is based on the thinking about the single-chip control and wireless data transmission technique. Using two microcontrollers constitutes the master-slave structure. The host sends control commands, which the slave receives and then controls the trolley movement.The host consists of the STC89C52 microcontroller, LCD1602 display, NRF24l01 wireless module and control buttons while the slave is made up of the car chassis, NRF24l01 wireless module, motor drive, HC-RS04 ultrasonic distance measurement module and STC89C52 microcontroller. The host and slave are based on the wireless communication module for data transmission. The host circuit is mainly responsible for sending movement control instructions to the car; the slave circuit is mainly responsible for the acceptance of the movement state of the car and the realization of the control of the state of motion. The motor is driven by the motor-specific driver chip L298N. Through the control of the single chip computer, the control of car to advance, go backward, turn left and right can be easily realized. The software design of wireless remote control intelligent car control system is divided into two parts of the host and slave. Host software design is divided into wireless communication procedures, button control procedures, display procedures. Slave software design is divided into trolley ultrasonic obstacle avoidance procedures, wireless communication procedures and motor drivers.To sum up, the design is to use the remote control to launch control signals and single-chip to control DC motor to output corresponding level of electricity to control the vehicle going forward or backward and other actions, and then it realizes intelligent remote control function of the car.Keywords: STC89C52; remote control; intelligent car目录第1章绪论1.1课题研究主要内容及要求分析无线遥控智能小车的设计要求，确定上位机和下位机控制系统、智能小车驱动方式和避障方式、车速的检测方法，无线通信方式等，完成系统硬件电路及部分软件的设计。
基于单片机的一种多功能玩具小车的设计与实现
随着科技的发展，单片机作为一种常用的微控制器，已经在各个领域得到了广泛应用。
在玩具领域，特别是玩具小车的设计中，单片机的运用也越来越普遍，可以实现各种有趣的功能。
本文将介绍一种基于单片机的多功能玩具小车的设计与实现。
二、设计目标1. 实现无线遥控功能，通过遥控器实现对小车的控制。
2. 设置超声波避障模块，让小车能够自动避开障碍物。
3. 小车可通过蓝牙模块与手机进行连接，实现手机APP控制。
4. 为小车设计多种灯光效果，增添趣味性。
5. 使用音乐模块，使小车产生丰富的声音效果。
三、硬件设计1. 主控芯片选择了常用的Arduino单片机。
2. 驱动模块选用了直流电机驱动模块，实现小车的前进、后退和转向。
3. 采用了超声波传感器模块，用于检测障碍物并实现避障功能。
4. 蓝牙模块选用了蓝牙串口模块，实现与手机的数据传输和控制。
5. 设计了多种灯光效果，包括LED灯和彩色灯带。
6. 音乐模块选用了声音传感器模块，可以发出不同的声音效果。
四、软件设计1. 编写了小车的控制程序，包括前进、后退、左转、右转等基本控制2. 通过编写遥控器程序，实现了对小车的无线遥控功能。
3. 编写了避障算法，使小车能够自动避开障碍物。
4. 开发了手机APP，通过蓝牙模块与小车进行连接和控制。
5. 设计了多种灯光效果的控制程序，可以实现闪烁、变色等效果。
6. 编写了音乐模块的程序，可以根据指令发出不同的声音效果。
五、实现效果1. 小车可以通过遥控器实现前进、后退、左转、右转的基本功能。
2. 超声波传感器可以准确检测到障碍物，并成功避开。
3. 通过手机APP可以实现对小车的遥控和控制各种功能。
4. 多种灯光效果可以有效增加小车的趣味性。
5. 音乐模块发出的声音效果丰富多彩，增加了小车的趣味性。
六、总结与展望本文介绍了一种基于单片机的多功能玩具小车的设计与实现，通过结合硬件设计和软件设计，实现了多种有趣的功能。
未来，可以进一步优化设计，增加更多的传感器模块和功能模块，使小车的功能更加丰富多样。
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“发明杯”大学生创新大赛作品题目: 无线遥控玩具小车设计与制作目录摘要 (1)引言 (3)1 方案设计与论证 (4)1.1 直流调速系统 (4)1.2 防碰撞系统 (5)1.3 显示系统 (5)2 硬件设计 (5)2.1 小车系统框图 (5)2.2 单片机最小系统设计 (6)2.3 电机驱动电路设计 (7)2.4 遥控发射接收电路设计 (9)2.4.1 无线发送电路 (10)2.4.2 无线接收电路 (11)2.5 检测系统设计 (11)2.5.1 速度检测设计 (11)2.5.2 防跌落系统设计 (12)2.5.3 防碰撞系统设计 (13)2.6 显示电路设计 (13)2.7 单片机I/O口的分配 (14)2.8 电源设计 (14)2.9 小车车体设计 (14)3 软件设计 (15)3.1 主程序设计 (15)3.2 PWM子程序设计 (17)3.3 遥控子程序 (18)3.4 防跌落、碰撞子程序 (20)3.5 显示子程序 (21)4 结果分析及结论 (22)5 谢辞 (23)6 参考文献 (23)附件1 程序清单 (24)附件2 硬件电路图 (33)附件3 电路PCB图 (34)无线遥控玩具小车设计与制作摘要:80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评,该课题的基本思想是设计一台能够遥控行走并自动回退防止跌落的机器小车。
遥控接收端以80C51 单片机为控制核心,其中数据的发射和接收部分通过无线通讯模块完成。
可通过发射端来控制小车的直流电机实现无极调速, 遥控小车进行转向, 并能在液晶上显示出小车的实时速度值。
小车还能自动检测落差较大的落差，遇到楼梯等低处会自动回避，以防止小车由高处摔落。
关键词:80C51单片机、PWM调速、遥控小车引言在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。
在单片机诞生之前，为了满足工控对象的嵌入式应用要求，只能将计算机进行机械加固、电气加固后嵌入到对象体系中构成自动控制。
但由于体积过大，无法嵌入到大多数对象体系，如家电、玩具、仪器仪表等。
单片机则应嵌入式应运而生。
单片机的微小体积和极低的成本，可广泛应用到如玩具、家电、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办工自动化系统、金融电子系统、个人信息终端及通信产品中，成为现代化电子系统中最重要的智能化工具。
本系统以80C51单片机为核心器件，由一块液晶显示小车的运动数据，采用L298N来驱动控制电机的正反转，利用无线遥控装置对小车进行遥控，实现具有前进、后退、左移和右移四种运动方式。
利用光电一体化红外线传感器，检测落差较大的地方，实现自己判定，并自己避免落到落差较大的地方。
利用微动开关，实现小车碰撞到物体后能自动回避,从而达到遥控智能控制的目的。
基于单片机控制的设计思想,选用廉价的遥控编码解码集成电路（PT2262/PT2272)采用LM298N芯片驱动直流电机,通过PWM实现调速,在小车的外围安置红外传感器。
实现小车的无级调速控制 ,小车调试性能稳定。
这种遥控方案能实现对电动小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。
1 设计方案与论证根据设计的要求，确定如下方案：在现有玩具电动小车的基础上，加装光电检测器，无线模块，实现对电动小车的无线遥控，能对小车的速度、位置、运行状况的实时控制，并将测量数据传送至单片机进行处理，由单片机根据所检测的各种数据送液晶显示出来。
1.1 直流调速系统方案一：静止可控整流器。
方案二：脉宽调速系统。
方案一：静止可控整流器。
V.M系统是当今直流调速系统的主要形式。
它可以是单相、三相或更多相数，半波、全波、半控、全控等类型，可实现平滑调速。
V.M系统的缺点是晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。
它的另一个缺点是运行条件要求高，维护运行麻烦。
最后，当系统处于低速运行时，系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。
方案二：脉宽调速系统。
采用晶闸管的直流斩波器基本原理与整流电路不同的是，在这里晶闸管不受相位控制，而是工作在开关状态。
当晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上，当晶闸管关断时，直流电源与电动机断开，电动机经二极管续流，两端电压接近于零。
脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation），简称PWM。
脉冲周期不变，只改变晶闸管的导通时间，即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。
与V.M系统相比，PWM调速系统有下列优点：（1）PWM调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速运行平稳，调速范围较宽。
由于电流波形比V.M 系统好，在相同的平均电流下，电动机的损耗和发热都比较小。
（2）同样由于开关频率高，若与快速响应的电机相配合，系统可以获得很宽的频带，因此快速响应性能好，动态抗扰能力强。
根据以上综合比较，以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向，本设计采用了H型单极型可逆PWM变换器进行调速。
脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器，简称PWM变换器。
脉宽调速的驱动能力有限。
为顺利实现电动小汽车的前行与倒车，本设计采用了可逆PWM变换器。
可逆PWM变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。
我们在设计中采用了常用的双极式H型变换器，它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。
1.2 防碰撞系统障碍物的检测方案(1)利用超声波探测传感器可以在较远的距离就可以检测到前方的障碍物，但超声波探测传感器的价格昂贵，电路需要调试、验证，用于遥控小车上会大大增加小车的成本，并不合适。
(2)利用红外一体化光电传感器电路简单，但受外界的条件的干扰比较大，还有对于黑色的障碍物体不能辨别，因为黑色会吸收红外光，造成检测不到黑色物体，对小车的运动会影响。
(3)利用微动开关传感器利用微动开关传感器检测障碍，价格便宜，而且是硬件结构，结构简单，实用性强，当碰到障碍物时微动开关就马上动作，避开障碍物，不用外接电路，也不用电源，可以节约电能的使用。
我们从经济实用的方面考虑，在此我们采用第三种方案。
1.3 显示系统(1)采用数码管显示数码管显示具有高亮的特性，但数码管的驱动电流比较大，要外加驱动电路，会增加小车的成本，而且占用单片机的I/O口资源和单片机资源较多，并且此电路要用多位数码管显示，使电路变的更复杂。
(2)采用液晶显示液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用，采用液晶能直观的将速度显示给用户,2行16个字的1602液晶模块比较常用，而且液晶的显示都已经模块化，我们直接就可以用。
所以我们采用第二中方案更实用方便，用液晶显示。
2 硬件设计2.1 小车系统框图小车主要由信号传感器，信号处理电路，无线发送模块，无线接收模块，单片机小系统，电机驱动电路，直流电机以及液晶显示电路等组成。
小车的系统框图如图2.1所示。
图2.1 小车系统框图小车控制采用AT89C51单片机，通过控制电机驱动电路来驱动电机的运行。
无线接收模块接单片机，利用无线发送模块遥控器给接收模块发送无线信号，控制小车的运动，液晶上显示小车的实时速度。
当避障传感器或防跌落传感器测得信号时候，单片机能自己控制电机左转或者右转，避免小车碰撞和跌落。
2.2 单片机最小系统设计80C51是片内有ROM/EPROM 的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单、可靠。
80C51单片机最小系统是整个小车的控制核心，负责小车的各种信号的处理计算，控制小车的运行，就犹如小车的“大脑”。
单片机最小系统电路组成如图2.2所示。
Y111.0592MHz C 520PC 620P +C 722u R 210K VCC S2P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78R EST 9R XD 10TXD 11INT012INT113T014T115WR 16R D 17XTAL218XTAL119GND 20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN 29ALE/P 30EA/VP 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC 40U3AT89S51192837465R P110K 复位MCU VCC P15P16P17P33P36P10P11P12P13P14P30P31P32P34P35P37P00P01P02P03P04P05P06P07R ESTP26P27PWM 1PWM 2INPUT1INPUT2P24P25S1SW-SPS T D5LED R 11KC 9103C 8100u F VCC图2.2 单片机最小系统电路单片机最小系统组成：（1）时钟电路80C51虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路。
80C51单片机的时钟产生方法有两种。
内部时钟方式和外部时钟方式。
本设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件，内部的振荡电路便产生自激振荡。
本设计采用最常用的内部时钟方式，即用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。
振荡晶体可选用12MHZ 的。
电容值无严格要求，但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度有少许影响，CX1、CX2可用20pF 的此片电容。
在设计印刷电路板时，晶体和电容应尽可能靠近单片机芯片安装，以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定和可靠地工作。
（2）复位电路复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。
只要Vcc 的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。
时钟频率用12MHZ 时C 取22uF,R 取10K Ω。
除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。
按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。
其中电平复位是通过RST 端经电阻与电源Vcc 接通而实现的。
（3）单片机下载串口MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v 单电源供电。
MAX232下载串口基本可分三个部分：图2.3 单片机下载口第一部分是电荷泵电路。
由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。
功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。
第二部分是数据转换通道。
由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。