鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 王麗麗 黃春香

無線遙控小車控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 王麗麗 黃春香

本控制系統(tǒng)基于STC89C51單片機(jī)，將單片機(jī)作為系統(tǒng)控制核心，系統(tǒng)由主機(jī)和從機(jī)組成，通過無線傳輸，主機(jī)發(fā)送控制指令，從機(jī)接收指令并控制小車運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無線遙控小車控制系統(tǒng)。主機(jī)軟件設(shè)計(jì)分為無線數(shù)據(jù)傳輸程序、控制程序和顯示程序，從機(jī)軟件設(shè)計(jì)分為小車車速數(shù)據(jù)采集（中斷處理程序）、無線傳輸程序、車體控制程序、數(shù)碼顯示程序。通過調(diào)試，控制系統(tǒng)較好地實(shí)現(xiàn)了無線遙控小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、顯示運(yùn)動狀態(tài)和行駛路程的功能。

無線遙控；STC89C51；RF1100無線模塊；軟件設(shè)計(jì)

1 引言

無線電遙控技術(shù)發(fā)展歷史僅有幾十年，20世紀(jì)20年代，才剛剛出現(xiàn)無線電遙控的雛形。二次世界大戰(zhàn)以后，無線電遙控技術(shù)得到迅速發(fā)展，并逐漸應(yīng)用于建設(shè)、軍事、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。無線電波是由發(fā)射點(diǎn)向周圍傳播，可穿透阻擋物，而且傳播距離也相當(dāng)遙遠(yuǎn)，因此它能完成在很大區(qū)域和空間內(nèi)的控制，成為遙控的主導(dǎo)形式，在國防、軍事、生產(chǎn)、建設(shè)和日常生活中有極廣泛的應(yīng)用。

依據(jù)無線小車控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，整個小車系統(tǒng)由移動平臺、車載控制系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)和傳感器檢測四大部分組成。結(jié)合無線通信技術(shù)與單片機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)控制無線小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，并顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

2 主機(jī)軟件設(shè)計(jì)

主機(jī)軟件設(shè)計(jì)分為無線數(shù)據(jù)傳輸程序，控制程序和顯示程序。當(dāng)系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先對系統(tǒng)初始化，包括無線模塊和液晶模塊初始化，再根據(jù)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)要求掃描按鍵，然后根據(jù)按鍵的不同功能發(fā)送對應(yīng)的控制信號，本系統(tǒng)設(shè)置4個控制按鍵為key1、key2、key3、key4，分別接到單片機(jī)的 P1.1、P1.2、P1.4、P1.7口，控制按鍵發(fā)送的控制信號分別是1、2、3、4，其功能分別是前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，再判斷從機(jī)是否發(fā)送小車運(yùn)動的轉(zhuǎn)數(shù)信號，等待接收數(shù)據(jù)，將接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用轉(zhuǎn)數(shù)乘以小車的車輪周長，并將處理好的數(shù)據(jù)傳給接收標(biāo)志位buff，再送到lcd1602液晶模塊顯示。軟件流程圖如圖1所示。

圖1 軟件主機(jī)流程圖

3 從機(jī)流程圖

3.1 從機(jī)主流程圖

系統(tǒng)上電復(fù)位時，首先是系統(tǒng)初始化，包括單片機(jī)寄存器初始化和無線模塊初始化，再設(shè)置功能標(biāo)志位buff和計(jì)數(shù)器標(biāo)志位geshu，然后等待并判斷無線模塊是否接收到主機(jī)發(fā)送的控制信號，如果判定是，則接收此數(shù)據(jù)并賦予功能標(biāo)志位buff，根據(jù)不同的功能標(biāo)志執(zhí)行相應(yīng)的控制程序，實(shí)現(xiàn)對小車的運(yùn)動狀態(tài)的控制，本系統(tǒng)設(shè)置的功能標(biāo)志buff有4種狀態(tài)，分別為1、2、3、4，其功能分別是前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，再根據(jù)霍爾傳感器的測量脈沖信號進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理完后再通過無線發(fā)送給主機(jī)，中斷服務(wù)程序執(zhí)行后返回主程序，計(jì)數(shù)器清零，為接收下一次數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備。軟件流程圖如圖2所示。

3.2 從機(jī)中斷流程圖

系統(tǒng)要求測量小車行駛的路程，其測量方法是通過計(jì)數(shù)小車在行駛過程中車輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，其圈數(shù)通過霍爾傳感器檢測，霍爾傳感器測量電路和磁鋼共同完成其測量裝置，將霍爾傳感器檢測的脈沖由T0引腳（P3.2引腳）輸入，來一個脈沖計(jì)數(shù)器值加1（程序中為geshu++）。

圖2 軟件從機(jī)主流程圖

圖3 外部中斷0服務(wù)子程序

圖4 定時器T0中斷服務(wù)子程序

要測量小車的速度，先測量其車輪轉(zhuǎn)速，將T0工作在定時方式，設(shè)置初值為0，測量車輪一圈所用的時間，如果定時時間溢出（超過定時最大值）則進(jìn)入內(nèi)部中斷即中斷1，計(jì)數(shù)值加1（程序中為NUM++）,然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速(單位rad/s)，可再進(jìn)行處理表示成速度（單位m/s）。軟件流程圖如圖3、圖4所示。

4 總結(jié)

本系統(tǒng)采用STC89C51單片機(jī)作為控制核心，利用無線傳輸，通過完整的設(shè)計(jì)并優(yōu)化小車的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了無線遙控小車的控制功能，能夠通過無線靈活地控制小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，能夠完成在lcd1602液晶上顯示運(yùn)動狀態(tài)和小車行駛路程。

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