多功能智能小车

摘 要：本设计以履带式玩具小车为车体,Atmega128为控制芯片,利用NRF24L01无线模块进行无线遥控.小车所能实现的功能有,利用超声波模块测量车体前方与小车的距离并将数据返回到遥控器的LCD12864上.利用PWM控制控制小车行走并能提前设定其运行速度.利用光电传感器寻找黑线行走并可提前设定其在遇到十字路口后所运行的路线.

关 键 词：ATmega128无线模块超声波LCD12864光电传感器

中图分类号：文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）06-0179-02

随着科学技术的发展,自动化智能化的设备越来越多的应用到工作生产生活当中.这些产品不但可以减轻相当一部分的劳动力并且在特殊情况下可以保障人们的生命安全.在这样的环境下,人们愿意花更多的精力来投入到其研发及创新上.这也是在大学期间诸多此类比赛的原因之一.但是于此同时,我们并没有关注到其在硬件资源利用上的浪费.例如很多比赛只需要实现一个功能追求是它的速度及准确度,与此同时也浪费了大量的硬件资源.

本设计在实现其三个最常用的功能之上,更多的是要体现一种思路.我们最大化的利用主控芯片的资源,实现硬件资源的最大化利用.

1硬件设计

1.1显示模块

采用LCD12864,其内含字库可以直接调用.用于遥控显示,其功耗低,可以直接显示汉字.与单片机直接连接,可以用来显示控制菜单.

1.2电源

遥控电源直接用5V直流电源供电,车体上装有6节1.电池采用7805将其装换成5v直流电源给车体上的控制芯片供电.

1.3电机控制

采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片.采用一个L298N,可以同时驱动两个电机.使用PWM方式的调速电路搭接简单、驱动电流大、可靠性高,电机驱动原理如（图1）所示.

L298N芯片内部包含4通道逻辑驱动电路,是一种二相和四相的专用驱动器,内含2个H桥的高电压大电流双全桥驱动器,接收标准TTL逻辑电平信号,符合两轮驱动和单片机控制.它可驱动46V,2A以下的电机,满足小车马达的驱动要求.

1.4超声波模块

一个控制口发一个10US以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出一有输出就可以开时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间.

1.5无线模块

nRF24L01是一款工作在2.4～2.5GHz世界通用I频段的单片机无线收发器芯片.无线收发器包括：频率发生器、增强星SchockBurst模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器.输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置.

2软件设计

2.1遥控端软件设计

遥控端主要是其显示屏的控制,需要有一个二级菜单,代码中通过标志位的判断来实现,在没有按下开始键的时候所做的操作都会存储到一个数组中,该数组存储了需要小车执行的命令.

2.2车体软件设计

在车体软件设计中,在开始执行测距功能后,由于需要一直将测量的数据发送到遥控端,同时无线模块是半双工器件,故在执行了测距功能后无法再继续接受遥控端发送过来的其他命令数据.

3设计思想

本设计的宗旨在于通过实现小车的几个功能来证明,在主控芯片性能不高的情况上也可以通过合理充分利用其内部资源来实现小车的多功能性.与以往不同的是,在连接多个外部器件时可以实现芯片内部资源的共享.

现如今嵌入式技术得到了越来越广泛的应用,嵌入式技术的核心在于其软件硬件的可剪裁性,我们正是借鉴了这样的思路应用到低端的处理器中.同时必须要保证的是稳定性.

4结语

该设计可以实现小车的三个最常用的功能,寻黑白线同时可以提前设定其在遇到十字路口后的动作,遥控同时可以提前设定其运行速度,测距.以上功能都可以准确稳定实现.