基于AVR的遥控小车的设计

天津职业技术师范大学TianjinUniversityofTechnologyandEducation毕业设计专业：自动化班级学号：自0904班–08号学生姓名：段星辰指导教师：邵善峰高级工程师二〇一三年六月天津职业技术师范大学本科生毕业论文基于AVR的遥控小车的设计DesignofRemoteCarControlSystemBasedOnAVR专业班级：自0904班学生姓名：段星辰指导教师：邵善峰高级工程师学院：自动化与电气工程学院2013年6月摘要近年来随着计算机产业的不断发展，大规模集成电路也渐渐渗透到社会的各个领域，而单片机由于它的体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠等优点，并且又是嵌入系统的核心，已经被广泛应用到我们的生活中像电子、科技、通信、汽车、工业等领域中。本设计采用了2片AVR单片机(芯片采用的是ATmega16）作为处理器，由AVR芯片控制整个小车的运行，然后由单片机与nRF24L01无线模块构成主从式的控制系统，双机采用无线串行通信。遥控部分采用杭州茂葳科技有限公司生产的FSK无线模块（nRF24L01），从而提高了控制的可靠性；该小车与遥控器采用了协议式的通信，根据它们之间所制定的协议，进行数据传输，从而提高了控制的有效性。控制部分采用的是高性能、低功耗的8位AVR微处理器ATmega16。驱动小车部分采用了L298N单块集成电路，四通道驱动设计，用来接收DTL或者TTL逻辑电平，驱动感性负载和开关电源晶体管。本次设计基于完备的软硬件系统，很好的实现了小车遥控、任意曲线行驶等功能。关键词：ATmega16；无线遥控；电机驱动ABSTRACTWiththedevelopmentofcomputerindustryinrecentyears,LSIhasgraduallypenetratedintoallareasofsociety,whilethesinglechipmicrocomputerbecauseofitssmallvolume,lowpowerconsumption,lowprice,lowprice,reliablework,andisthecoreofembeddedsystem,hasbeenwidelyusedinourlife,likeelectronictechnology,communication,automobile,industryandotherfields.ThisdesignusestwoAVRmicrocontroller(ATmega16)astheprocessor,whichisrunbytheAVRchiptocontroltheentirecar.TwoAVRmicrocontrollerATmega16andnRF24L01wirelessmodulewereusedinthisdesigninordertoformamaster-slavecontrolsystem.Dualusewirelessserialcommunication.ThepartofremotecontrolusetheFSKwirelessthemodulerfm12b(433mhz)whichproducebyHangzhouMaoWeiScienceCo.,Ltd.Becauseitcanletthedatahavehigherreliability.Thetrolleyandremotecontroltypecommunicationprotocolfordatatransmission,inaccordancewiththeprotocolestablishedbetweenthem,therebyimprovingtheeffectivenessofthecontrol.ThecontrolpartisAVRmicrocontrollerATmega16whichhavehigh-performance,low-power.DrivethecarpartoftheofL298Nsinglemonolithic,four-channeldriverdesignedtoreceiveDTLorTTLlogiclevelsanddriveinductiveloadandswitchingpowertransistors.Thedesignisbasedonacompletehardwareandsoftwaresystems.Sosomefunctionachieveperfectly,suchascarremotecontrolandanycurveoftravel.KeyWords：ATmega16;Wirelessremotecontrol;Drivingmotor目录1绪论.............................................................11.1本课题研究的背景..................................................................................................11.2本课题研究的目的及意义......................................................................................11.3本课题研究的主要内容..........................................................................................21.3.1AVR单片机..................................................21.3.2基于nRF24L01无线模块的无线传输............................31.3.3基于L298N芯片驱动电路.....................................31.4无线控制系统的分类及区别..................................................................................32遥控小车系统的硬件设计...............................................42.1本课题总体设计概述..............................................................................................42.2小车系统的硬件模块简介......................................................................................42.2.1主控芯片Atmega16..........................................42.2.2无线模块nRF24L01..........................................82.2.3电机驱动芯片L298N........................................112.3无线发射电路及接收电路....................................................................................143硬件调试............................................................153.1进行硬件调试的过程............................................................................................153.1.1硬件电路的检测..........................................................................................153.1.2调试的步骤..................................................................................................153.2硬件调试存在的问题以及解决方案....................................................................163.3硬件调试的心得与体会........................................................................................164软件设计............................................................17致谢..............................................................20参考文献..............................................................21附录A系统硬件电路图..................................................22附录A1无线发射电路图...........................................................................................22附录A2无线接收电路图...........................................................................................22附录B程序清单........................................................23附录B1遥控接收部分程序清单...............................................................................23附录B2无线发射部分程序清单...............................................................................33附录C小车实物图......................................................35天津职业技术师范大学2013届本科生毕业设计11绪论1.1本课题研究的背景伴随着电子技术的跨越式发展,单片机依靠其强大的控制能力已经被广泛的应用于各个领域，辅助以各种接口传感器就可以实现系统的智能化,单片机与无线遥控已逐渐构成了自动化技术现代化不可或缺的重要工具。不论是在工业控制领域、医疗卫生领域亦或是在国防军事领域、航天航空领域，微控制器都起着举足轻重的作用。从先前的8位控制器到如今的16位、32位，控制器的发展和应用都还有很大的上升空间。“无线遥控wirelessremotecontrol”，就是一种用来进行远程控制设备的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮锁组成的。无线遥控小车是上世纪提出的一种新型小车，由于在军事侦察、反恐、防暴、防核化及污染等危险与恶劣环境作业中有着广阔的应用前景，所以成为了一个重要的研究热点。无线技术在智能家居方面的应用则更为广泛，基于FSK无线方式通信，性能稳定，有很好的应用前景。工业领域无线遥控小车的发源