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无线遥控小车设计报告

无线遥控小车设计报告
无线遥控小车设计报告

课程设计本科生通用

题目:基于STM32的无线遥控小车的设计

专业:

班级:

姓名:

学号:

成绩:导师签字:

年月日

课程设计要求与参数

课设要求

设计一个基于STM32微控制器的无线遥控小车,车上装有无线模块,通过遥控器远程控制小车的运动状态。实现小车的前进、后退、停止、左转弯、右转弯、加速、减速等控制。

参数

飞思卡尔智能车体,车轮直径55mm

电池电压:12V

STM32F103ZET6最小系统:供电电压3.3V

NRF24L01无线模块:供电电压3.3V

BTN7971B电机驱动模块:供电电压5V---15V

360度舵机

降压模块

日程安排

12月15日——12月16日:查阅相关资料,确定设计思路,提出设计方案

12月17日——12月19日:搭建小车模型,设计硬件电路

12月20日——12月23日:完成软件部分的编程设计

12月24日:硬件及软件测试

12月25日:完成课程设计报

目录

课程设计要求与参数-----------------------------------------------1 课设要求-----------------------------------------------------1 参数---------------------------------------------------------1 日程安排-----------------------------------------------------1 第一章课题研究的目的、背景、意义--------------------------------3

1.1 课题研究的目的-------------------------------------------3

1.2 课题研究的背景-------------------------------------------3

1.3 课题研究的意义-------------------------------------------4 第二章设计方案--------------------------------------------------5

2.1 设计思路-------------------------------------------------5

2.2 硬件设计方案---------------------------------------------6

2.3 软件设计方案---------------------------------------------6 第三章硬件设计--------------------------------------------------7

3.1 STM32F103ZET6简介---------------------------------------7

3.2 NRF24L01无线模块----------------------------------------8

3.2.1 NRF24L01无线模块简介--------------------------------8 3.2.2无线模块与微控制器的连接-----------------------------9

3.3 舵机-----------------------------------------------------9

3.4 BTN7971B电机驱动模块------------------------------------9

3.5 遥控器设计----------------------------------------------10 第四章软件设计-------------------------------------------------11 第五章调试与测试-----------------------------------------------13 结论 -----------------------------------------------------------14 参考文献 -------------------------------------------------------14

第一章课题研究的目的、背景、意义

1.1课题研究的目的

掌握嵌入式软件项目的设计流程

掌握MDK-ARM开发环境的基本使用方法

掌握NRF24L01无线模块的通信协议及使用方法

掌握脉冲宽度调制(PWM)的原理及应用

掌握直流电机调速的方法

1.2课题研究的背景

随着社会的发展,人们对科学技术的要求越来越高,在我们的身边随处都可见一些高科技的产物,这些是时代的产物。本设计采用STM32微控制器,根据控制器的原理来控制小车的启步与停止以及根据人的操作做出相应的动作。信息社会的支柱之一是通信技术,它是信息社会化的基础,也是实现信息社会

化的手段。而近年来,信息通信领域中,发展最快,应用最广的就是无线通信技术。Cortex-M3采用ARM V7构架,不仅支持Thumb-2指令集,而且拥有很多新特性。较之ARM7TDMI,Cortex-M3拥有更强劲的性能、更高的代码密度、位带操作、可嵌套中断、低成本、低功耗等众多优势。脉宽调制的全称为:Pulse WidthModulator,简称PWM;由于它的特殊性能、常被用于直流负载回路中、

灯具调光或直流电动机调速等。

1.3课题研究的意义

本设计是基于STM32微控制器的无线遥控小车,车上装有无线模块,通过遥控器远程控制小车的运动状态。实现小车的前进、后退、停止、左转弯、右转弯、加速、减速等控制。本次设计可以很好地巩固已经学习的嵌入式系统,利用嵌入式微控制器进行电子创新设计。发挥无线控制的远程控制优势,通过无线指令调整微控制器输出的PWM脉冲的占空比来控制直流电机的转速,进而实现对小车的运动状态的控制。

第二章设计方案

2.1设计思路

课题题目:

基于STM32的无线遥控小车的设计

功能:

通过遥控器远程控制小车的运动状态,实现小车的前进、后退、停止、左转弯、右转弯、加速、减速等控制。

实现的方法:

硬件方面,采用的STM32F03ZET6的最小系统,系统的每个引脚都用插针引了出来。通过JTAG进行程序的下载和各种调试。

采用NRF24L01无线模块传递控制指令,以BTN7971B电机驱动模

块来对直流电机进行驱动。

软件方面,开发平台RVMDK3.80A。软件设计分为几个模块,分别为按键控制、无线传输、PWM电机调速、舵机方向控制等模

块。首先通过键值扫描函数获取当前按下的控制按键,再通过无

线模块传输相对应的控制指令给微控制器,控制器输出相应占空

比的方波调节电机转速和方向舵机。从而达到对小车进行远程运

动状态控制的功能。

2.2硬件设计方案

处理器为Cortex-M3核处理器,无线遥控器的结构框图如图2-1;小车控制框图如图2-2.

按键

模块

图2-1 遥控器设计框图

图2-2小车控制框图

2.3软件设计方案

软件平台是RVMDK3.80A ,开发语言为c 语言,通过编程,使用STM32的定时器输出指定频率、占空比的PWM 方波,无线传输使用SPI 通信。首先通过键值扫描函数获取当前按下的控制按键,再通过无线模块传输相对应的控制指令给微控制器,控制器输出相应占空比的方波调节电机转速和方向舵机。从而达到对小车进行远程运动状态控制的功能。

Key 0

Key 1

Key 2

Key

3 Key

4 Key

5 Key

6

Key 7

Key 8

STM32 微控制器

无线模块

第三章硬件设计

3.1STM32F103ZET6简介

所使用微控制器为STM32F103ZET6,其最小系统原理图如图3-1。系统板资源:

1、STM32F103ZET6芯片

2、SRAM预留芯片接口

3、2M SPI FLASH芯片(W25Q16)

4、仿真器接口下载(JTAG/SWD)

5、复位按键

6、一个按键输入(PA0)

7、一个LED输出(PB0)

8、电源指示灯

9、启动跳冒选择

10、MINI USB接口(可以供电,可以做USB主机或者设备)

11、3.3V稳压芯片

12、8Mhz主频晶振

13、32.768Khz时钟晶振

14、所有用到IO口均向上引出,2.54间距

图3-1 MCU部分原理图

JTAG调试引脚与微控制器的连接,如图3-2。

图3-2 JTAG引脚原理图

3.2.1 NRF24L01无线模块简介

NRF24L01无线模块采用的芯片为NRF24L01,该芯片的主要特点: 1)2.4G全球开放的ISM频段,免许可证使用。

2)最高工作频率2Mbps,高效的GFSK调制,抗干扰能力强。

3)125个可选频道,满足多点通信和调频通信的需要。

4)内置CRC检错和点对点的通信地址控制。

5)低工作电压1.9V--3.6V。

6)可设置自动应答,确保数据可靠传输。

该芯片可以通过SPI与外部MCU通信,最大SPI速度可达到10MHz。NRF24L01无线模块接口图如图3-3。

图3-3 无线模块接口图

3.2.2 无线模块与微控制器的连接

NRF24L01无线模块通过SPI与STM32F103ZET6通信,该处使用的是STM32F103ZET6的SPI2。NRF24L01无线模块与系统板的引脚连接如图3-4。

图3-4 NRF24L01与微控制器引脚连接

3.3 舵机

舵机简单地说就是集成了直流电机、电机控制器和减速器等,并封装于一个便于安装的外壳里的伺服单元。小车的方向控制是通过控制舵机来实现的。舵机的电源线分别接5V和GND,信号控制线接STM32F103ZET6的PB6引脚(TIM4的PWM Channel_1输出引脚)。为了对STM32F103ZET6微控制器的引脚进行保护,在STM32F103ZET6与舵机控制信号线之间用光耦进行隔离。

3.4驱动模块

BTN7971B电机驱动模块采用大电流半桥集成芯片BTN7971B构成的H桥驱动。该驱动模块采用逻辑芯片进行信号隔离,有效保护微控制器引脚,采用优质固态电容滤波,性能更卓越。

逻辑输入电压:4.5-5.5V,控制信号兼容3.3V信号;

电机电源输入电压:5V-15V;

最大工作频率:25KHz;

最大工作电流:60A;

额定工作温度范围:-5℃~75℃;

驱动模块支持正、反转和制动;

引脚说明:5V,IN1,IN2,IN3,IN4,GND;

本设计使用OUT2输出引脚,将直流电机的两根引线接至OUT2对应端口,将12V电源线、GND接到模块的VCC和GND,将STM32F103ZET6的PC6(TIM3的PWM Channel_1)、PC7(TIM3的PWM Channel_2)引脚分别接到驱动模块的IN3、IN4引脚。将驱动模块的5V,GND分别接至电源的5V和GND。

驱动模块应考虑散热设计,当电机转动时模块会发热,故应当安装散热装置,以使驱动模块正常工作。

3.5 遥控器设计

遥控器由STM32F103RBT6微控制器、外接按键、NRF24L01无线模块构成,设计框图如图2-1 。按键对应微控制器引脚及发送指令如表3-5。

表3-5 按键指令表

第四章软件设计

软件平台是RVMDK3.80A,开发语言为c语言,通过编程,使用STM32的定时器输出指定频率、占空比的PWM方波,无线传输使用SPI通信。首先通过键值扫描函数获取当前按下的控制按键,再通过无线模块传输相对应的控制指令给微控制器,控制器输出相应占空比的方波调节电机转速和方向舵机。从而达到对小车进行远程运动状态控制的功能。程序流程图如图4-1、图4-2。

小车控制流程图:

图4-2小车控制流程图

第五章调试与测试

按照设计方案设计并焊接硬件电路,连接各模块,组装小车及遥控器。遥控器如图5-1,小车如图5-2。分别给遥控器和小车上电,按下左转按键,小车向左转;按下右转按键,小车向右转;按下前进按键,小车向前运动;按下加速按键,小车加速;按下减速按键,小车减速;按下停止按键,小车停止等。完成设计功能,实现通过遥控器远程遥控小车,改变小车的运动状态。

图5-1遥控器

图5-2 小车整体图

结论:

通过本次课程设计,我对无线控制的知识有了进一步了解。由于无线控制距离远,抗干扰能力强,故可以用于远程控制。我对PWM调节电机的转速也有了更深的理解。本次设计的遥控小车很好的实现了设计要求,可以通过遥控器远程控制小车的运动状态。实现小车的前进、后退、停止、左转弯、右转弯、加速、减速等控制。

参考文献

[1] Cortex-M3权威指南

[2] STM32中文参考手册_V10

[3] STM32固件库使用手册

[4] STM32F103ZET6最小系统原理图

[5] BTN7971数据手册

[6] 舵机原理与控制

[7] NRF24L01中文数据手册

直流电机无线遥控控制器设计【开题报告】

毕业设计开题报告 电气工程与自动化 直流电机无线遥控控制器设计 一、选题的背景与意义 电动机作为最主要的机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务和办公设备中,还是在日常生活的家用电器和消费电子产品(如电冰箱,空调,DVD等)中,都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示,在所有动力资源中,百分之九十以上来自电动机。同样,我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电气时代,对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动,制动,正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器,可编程控制器和开关元件来实现。 随着无线遥控技术的发展,特别是采用了先进的数字处理技术,遥控系统在安全性、可靠性等方面得到日益完善,由于采用了无线遥控,操作人员只需携带轻巧的发射系统,自由走动并选择最佳(安全)视觉位置实行操作,消除了事故隐患,既保证了安全操作又大幅度提高了生产效率。特别是在危险地区作业,无线遥控显得更加的重要。 而本课题设计完成基于无线遥控的直流电机控制系统,使得工作人员可以远距离控制电机的正转起动、反转起动。这对我们生活有着实际意义。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题: (一)研究的基本内容 1.了解无线数据收发模块的工作原理,根据本课题的要求,选择合适的模块; 2.学习掌握数字定时器的工作原理,以及和本遥控控制系统的接口信号要求; 3.掌握直流电机的驱动控制原理; 4.进行基于无线数据遥控控制的直流电机控制系统设计,包括无线数据发送模块,接收模块,直流电机驱动控制系统设计,硬件定时系统设计等;

电动汽车无线充电系统设计

毕业设计任务书题目电动汽车无线充电系统设计 二级学院汽车工程学院 专业新能源汽车应用技术专业 班级 学生姓名 学号 指导教师李兵 年月

设计题目 电动汽车无线充电系统设计 课题简介 随着社会的进步、科技的发展、环境和能源问题的日益突出,发展和普及电动汽车等新能源汽车的呼声日趋高涨,国内外纯电动汽车(EV)和插电式混合动力汽车(PHEV)的量产和销售也已开始。然而当前电动汽车的普及还面临着诸多问题。其中充电技术方面,现在电动汽车的充电方式全部是接触式充电(无论是充电模式还是换电模式) ,非接触式的无线充电技术尚处于起步阶段。然而,从便利性来看,非接触式无线充电技术更适用。由于电动汽车二次电池的能量密度远不及汽油,必须经常进行充电作业,且每次充满电都需要数小时。而利用无线充电技术可以省却繁琐的充电作业,甚至可以在汽车行驶中自动进行充电,实现智能化和人性化,同时解决了接触式充电在安全和维护方面的问题。 课题目标与任务 任务:1、能够满足电动汽车无线充电系统的实际需求。2、设计高效合理的电动汽车无线充电系统,设计的无线充电系统应能够监控电压,电流以及温度等数据。3、设计有效、低成本的电动汽车电源管理系统,该系统应具有相应的故障报警系统,能够准确迅速对故障进行处理或警报等功能。 目标:通过对电动汽车无线充电系统设计,促进学生掌握电动汽车无线充电系统电路设计方法,学会调查研究各项电动汽车无线充电电路的工作原理,完成毕业设计方案撰写,要求学生能够运用在校所学的基本知识、基础理论、技能与方法等,研究和探讨电动汽车无线充电系统电路中的相关问题,对实际电动汽车无线充电系统电路设计工作做出具体计划,并在撰写实践中提高分析和解决实际问题的能力,提升创新意识和专业综合素质,提升语言能力与文字能力。同时,促进学生进一步提高独立思考、自主学习的能力;获取信息的能力,设计电动汽车无线充电系统电路的能力;自我评价、控制等能力。 实施步骤和方法 1.确定选题:收集资料,了解电动汽车无线充电系统需求,进行分析,了解所需知识与元器件使用要点,选定设计题目; 2.现场调查:制作调研表格,现场调查了解项目背景,对项目进行初步分析并收集相关数据和资料 3.统计分析与论证:统计分析项目各项数据,进行数据变量分析,撰写调研报告,提出设计的主要思路。 4.毕业设计方案设计:根据电动汽车无线充电系统的要求,运用所学电子电路知识,设计电动汽车无线充电系统电路。 5.撰写设计文档:按照学校要求与教育厅要求,对策划方案整理成相应格式的文档(包括毕业设计任务书、毕业设计设计方案、毕业设计作品、毕业设计成果报告) 6.设计文档答辩:经过指导后进行修改,并参加答辩。

基于单片机的红外遥控智能小车设计报告

基于单片机的红外遥控智能小车设计报告

毕业设计(论文)题目:基于单片机的红外遥控智能小车

西安邮电学院 毕业设计(论文)任务书 学生姓名指导教师职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 任务与要求 任务:以51单片机为控制核心,实现具有自动避障、加速、减速等功能的红外遥控智能小车。 要求:1 搜集资料,熟悉单片机开发流程;熟悉红外传感器等相关器件; 掌握单片机接口和外围电路应用;具备一定的单片机开发经 验。 2 学会电路设计、仿真等相关软件的使用; 3 具备一定的硬件调试技能。 4 学会查阅资料; 5 学会撰写科技论文。 开始日期2010年3月22日完成日期2010年6月27日主管院长(签字) 年月日

西安邮电学院 毕业设计 (论文) 工作计划 学生姓名赵美英指导教师崔利平职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 工作进程

主要参考书目(资料) 1、何立民,单片机应用系统设计,北京:航天航空大学出版社; 2、李广弟,单片机基础,北京:北京航空航天大学出版社,2001; 3、何立民,MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术,北 京航空航天大学出版社,1990.01; 4、赵负图,传感器集成电路手册,第一版,化学工业出版社,2004; 5、Atmel.AT89S51数据手册.https://www.sodocs.net/doc/b5945988.html, 主要仪器设备及材料 1.普通计算机一台,单片机开发环境; 2.电路安装与调试用相关仪器和工具。 (如示波器、万用表、电烙铁、镊子、钳子等)。 论文(设计)过程中教师的指导安排 每周四进行交流与总结;其余时间灵活安排,及时解决学生问题。 对计划的说明 依学生实际情况,适当调整工作进度。

无线遥控玩具小车设计与制作

“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

遥控窗帘开题报告

一、引言 随着科学的发展,社会的进步,人民生活水平的提高,工作压力也越来越大,人人都希望回到家或是在办公室都有一个舒适的环境。能得到很好的休息,这就使得自动化技术快速发展。当今,遥控已经很普遍。但不是说就没有他的研究价值,为了进一步满足人们高水准生活的需要,家用电器产品性能也在不断的更新挽代,从始初的晶体管、到电子管;由模拟到数字;由分立元件到集成电路;从普通向高性能、多功能型;由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因此,彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。与此同时,窗帘作为装修业不可缺少的一部分,也日益火爆起来,目前,常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式,只有一部分高收入的家庭采用是电动遥控轨道。但价格相当昂贵,不能普及。所以,现在的重点是如何研制出功能全、造价省的家用自动控制装置。 同时,单片机也有它突出的优点。从1974年开始,单片机就以它的体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等特点,开始不断发展,并广泛应用于仪器仪表、家电电器、医用设备、航天航空、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。单片机的发展经历了四个阶段。 可预见单片机的发展趋势将是向大容量、高性能话、外围电路内装化等方面发展,也就是对CPU、存储器、片内I/O的改进,低功耗,特别是系统的单片机是目前单片机发展的重要趋势。而从目前国内对单片机的需求来看:在未来几年里,8位、16位单片机将是单片机的发展主流,它的新发展表现在:(1)CPU功能的增加(2)内部资源的增多(3)引脚的多功能化(4)低电压、低功耗。 正因为单片机有着如此多的优点,单片机在工业控制中和家用电器等上的应用中独占鳌头,故又称为微控制器(Microcontroller) 1、因为它具有“小、轻、廉、省”的特点,尤其耗电少,又可使供电电源的体积小、重量轻,所以特别适用于“电脑型产品”,在家电、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品上得到应用。 2、适用于仪器仪表,不仅能完成测量,还具有处理、监控等功能,易于实现数字化和智能化。

基于超级电容的无线充电设计参赛作品说明书

参赛作品说明书 课题名称:单片机控制的无线充电的 微型电动汽车设计 所属院校:海口经济学院 院系专业:信息工程学院通信工程制作团队:赵洋涛、范倩、唐轲 指导老师:孙玉轩、何斌 完成时间:2013.6.11

摘要 本作品主要采用无线充电技术与超级电容,用单片机控制无线充放电的切换,无线充电线圈的定位,实现了无线充电的微型电动汽车设计。本系统使用无线充电与超级电容,可安全,快速,有效的为小车提供电能。亲手设计基于单片机的无线控制模块电路,并制成了PCB板,通过软件编程实现无线充放电模式的自动切换并用LED灯提示,可随时用LCD显示充电的电压,充电的时间。小车用L298N电机驱动模块进行驱动,并通过无线遥控控制小车行进方向。 关键字:无线充电超级电容无线充电控制

目录 摘要 (2) 目录 (3) 1概述 (5) 1.1背景 (5) 1.2作品的优势 (5) 2总体设计 (5) 3硬件设计 (6) 3.1无线充放电控制模块 (6) 3.1.1A/D转换模块 (6) 3.1.2显示模块 (7) 3.1.3最小单片机系统 (8) 3.2无线充电模块超级电容 (8) 3.3四键无线遥控控制模块 (9) 3.4电机驱动模块 (10) 4 软件设计 (10) 4.1软件开发环境 (10) 4.1.1 C语言开发环境 (10) 4.1.2keil开发环境 (11) 4.1.3STC-ISP开发环境 (11) 4.2软件程序设计 (11) 4.2.1时间显示设计 (11) 4.2.2电压监控设计 (12) 4.2.3充放电切换 (12) 4.2.4无线遥控程序设计 (13) 5 发展方向 (14) 6 附录 (14) 6.1无线充放电控制原理图 (14) 6.2无线充放电控制PCB图 (15) 6.3源程序 (15)

基于单片机的WIFI智能小车毕业设计论文

毕业设计方案 课题名称:《基于51单片机的WIFI 遥控小车设计》

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

单片机控制单轴双轮自动平衡小车设计开题报告

毕业设计(论文) 开题报告 题目:单片机控制单轴双轮自动平衡小车设计系别:电气工程系 专业:电气工程及其自动化 班级: 学号 学生姓名: 指导教师: 2016年 3月

中原工学院信息商务学院 毕业论文(设计)开题报告 论文(设计)题目单片机控制单轴双轮自动平衡小车 姓名系别电气工程系专业 班级 电气121学号6 1选题目的和意义: 平衡车是一个不稳定、强耦合、非线性系统,对平衡车的研究有利于我们更熟练得运用自动控制理论,并且发展更可靠稳定的控制方法。在实际应用中,平衡车由于体积小,灵活方便,不管是在军用或者民用领域都有广阔的应用空间,两轮自平衡小车可以作为一种小范围的移动式服务平台。通过本课题的研究学习,会使自己更加了解单片机,熟悉电子电路,提升自己的对整个设计的把握,更透彻的掌握自动控制方法。 2本选题在国内外的研究状况及发展趋势: 国外方面:JOE 是瑞士研制的用DSP和FPGA 控制并基于倒立摆理论双轮车。通过倾斜传感器和倾角传感器来检测车体。通过电机上的编码盘检测电机的速度。采用了基于状态反馈的线性控制策略,车的运动被分解成直线和旋转运动,然后分析直线运动和旋转运动,得到电机需要的控制量,最终把控制量耦合叠加。他主要的设计思想依然是:使车子朝车体倾斜的方向运动来保持车身的平衡。主控芯片是HC11 微处理器,此处理器是David P.Anderson 专门的针对nBot 车设计的。传感器在得到车的车身信息后,再比例整合,当作模糊控制器的输入,按照之前设定的控制原则得到两个电机需要的PWM 电压。该控制只能能让小车平衡运动,而不能让小车自主直立。Segway 拥有更多的姿态传感器,它有5个陀螺仪传感器,然而事实是检测车身前倾斜只需要3个传感器就够了,其他的两个传感器只是增加安全性。传感器的信息会被传送到一个电路板,这个电路板是微处理器的集群,效率是个人电脑的三倍。这个集群是为了保证本载人平衡车在其中任何一个处理器出现问题时能报告错误,给驾驶者以处理问题的时间余量,保证了平衡车的安全性。 国内方面:哈工大尹亮制作的双轮移动车Sway,车身倾斜度采用AD 推出的双轴加速度传感器ADXL202 及反射式红外线距离传感器来获得。基于PWM 动态控制直流电机的速度。车与上位机间的数据通信使用PTR2000 超小型超低功耗高速无线收发数传MODEM。人机交互界面使用图形液晶点阵、方向摇杆、按键。依靠这些可靠并且完备

电子设计竞赛无线充电小车报告

参赛队代码: 2018年天津市大学生电子设计竞赛(TI杯) 设计报告封纸

摘要 本作品主要包括无线充电装置、无线充电电动车和超级电容储能装置。首先先将5V的直流电经过LC自激振荡电路逆变成高频800kHz的交流电,然后在一次侧,通过ATmega16单片机控制舵机动作隔离副边电路,此时继电器常闭触点动作,电容不充电,按下按键继电器恢复,同时定时1分钟,交流电经过发射线圈向接收线圈传递能量,通过磁耦合谐振式无线电能传输方式,接收线圈与接收线圈发生谐振耦合,将电能转换成磁场能量进行传输,从一次侧传送到二次侧的能量经过全桥整流环节后供给超级电容储能,定时结束后继电器动作,发射线圈停止向接收线圈传递能量,同时舵机动作,使得副边电路接通,小车立即启动。通过测试,小车可满足全部要求。 关键词:LC自激振荡逆变;磁感应谐振式无线传能;全桥整流;超级电容

无线充电电动小车(C题) 【本科组】 一、系统方案 本系统主要由单片机最小系统、谐振逆变电路、超级电容储能电路、单相全桥整流装置、继电器、舵机、电动小车运动装置组成,下面分别论证这几个部分的选择。 1、主控制器件的论证与选择 方案一:采用stm32f103系列单片机。主频高,但同时也使它的耗能较高,工作电压2.0V-3.6V。而且主芯片引脚复杂,stm32,适合较复杂算法,不符合本题需求。 方案二:采用以增强型ATmega16内核的AVR系列单片机,AVR单片机其显着的特点为高性能、高速度、低功耗、无需外部晶振,工作电压2.7V-5.5V外围电路简单,非常适合本系统的设计。通过比较,我们选择方案二。 方案一:PCB印刷电路板—自制印刷电路耗时耗力,会影响整体进度,不宜采用该方案。 方案二:手工焊电路板—由于需要的电路结构较简单,自己焊能缩短实现周期,通过比较,我们选择方案二。 2、逆变电路的论证与选择 方案一:半桥式电路—具有一定的抗不平衡能力,对电路对称性要求不很严格;成本比全桥电路低。但电源利用率比较低,损耗大。同时与驱动信号的连接比较麻烦。 方案二:全桥式电路—与推挽结构相比,原边绕组减少了一半,开关管耐压降低一半。但使用的开关管数量多,且要求参数一致性好,驱动电路复杂,实现同步比较困难。 方案三:LC自激振荡电路—不需要外部控制信号的驱动,能够完全依靠自身实现振荡,因而控制电路极其简单,极大地提高了整个系统的效率。综合以上三种方案,选择方案三。 3、控制系统的论证与选择 方案一:电磁感应式 传输功率数瓦,传输距离数毫米-数厘米,充电效率80%。适合短距离充电,转换效率较高;但需要特定摆放位置,才能精确充电,金属感应接触会发热[1]; 方案二:磁场共振式 传输功率数KW,传输距离数厘米-数米,适合远距离大功率充电,转换效率适中[1]; 方案三:无线电波式

基于单片机的无线遥控小车设计【文献综述】

毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 基于单片机的无线遥控小车设计 1、国内外研究现状 无线电遥控是利用无线电信号来对远方的各种机构进行控制的技术,这些信号被远方的接收设备接收后,可以指令或驱动其它各种相应的机械,去完成各种操作,已经广泛运用于机械领域,不但提高机械的自动化程度和操作性,还改善了操作人员的工作环境啊。并且与我们的生活也越来越接近,比如遥控门窗,遥控风扇、遥控座椅、遥控小车等都是无线电技术的成功应用于生活的例子。 2、研究主要成果 智能小车,也称轮式机器人,是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多学科的科技创意性设计。从普通的玩具遥控车到无限工业控制车辆,从短程控制到外太空探险小车的控制,可以预见今后无线智能遥控小车的应用将更加广泛。在最近几年,随科学技术的进步,智能化和自动化技术的普及,各种高科技广泛应用于玩具制造领域,使其娱乐性和互动性不断提高。根据美国玩具协会的调查统计,近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化:传统玩具的市场比重在逐步缩水,高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52%,而传统玩具的年销售额仅增长3%。英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中,在七款玩具配有电子元件。从这些数字可以看出,高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流。普通的无线遥控车大家都很熟悉,市场里有很多提供小孩子玩玩的遥控小车,还有神奇的天堂电玩WII。 3、发展趋势 无论是简单的还是难的,熟悉的还是不熟悉的,智能无线遥控小车最基本的功能就是无线控制和启动两方面,在这个基础上,可以再加上更多的复杂功能,比如: ①测速:由单片机定时器根据高低电平计数脉冲与车轮周长通过算法得出车速,再根据车速和行驶时间得出行驶里程。 ②红外避障:红外发射管通过三极管和电阻接到一从单片机的PB口,红外接受管的数据口接到它的PC口,当检测到有障碍物时,接受管的数据口输出为低电平并送

基于单片机的红外遥控智能小车毕业设计报告

毕业设计(论文)题目:基于单片机的红外遥控智能小车

西安邮电学院 毕业设计(论文)任务书 学生姓名指导教师职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 任务与要求 任务:以51单片机为控制核心,实现具有自动避障、加速、减速等功能的红外遥控智能小车。 要求:1 搜集资料,熟悉单片机开发流程;熟悉红外传感器等相关器件; 掌握单片机接口和外围电路应用;具备一定的单片机开发经验。 2 学会电路设计、仿真等相关软件的使用; 3 具备一定的硬件调试技能。 4 学会查阅资料; 5 学会撰写科技论文。 开始日期2010年3月22日完成日期2010年6月27日主管院长(签字) 年月日

西安邮电学院 毕业设计 (论文) 工作计划 学生姓名赵美英指导教师崔利平职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 工作进程

主要参考书目(资料) 1、何立民,单片机应用系统设计,北京:航天航空大学出版社; 2、李广弟,单片机基础,北京:北京航空航天大学出版社,2001; 3、何立民,MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术,北京航 空航天大学出版社,1990.01; 4、赵负图,传感器集成电路手册,第一版,化学工业出版社,2004; 5、Atmel.AT89S51数据手册.https://www.sodocs.net/doc/b5945988.html, 主要仪器设备及材料 1.普通计算机一台,单片机开发环境; 2.电路安装与调试用相关仪器和工具。 (如示波器、万用表、电烙铁、镊子、钳子等)。 论文(设计)过程中教师的指导安排 每周四进行交流与总结;其余时间灵活安排,及时解决学生问题。 对计划的说明 依学生实际情况,适当调整工作进度。

无线遥控玩具小车设计与制作

“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

2018年电子设计竞赛无线充电小车报告2

参赛队代码: 2018年天津市大学生电子设计竞赛(TI杯) 设计报告封纸

摘要 本作品主要包括无线充电装置、无线充电电动车与超级电容储能装置。首先先将5V的直流电经过LC自激振荡电路逆变成高频800kHz的交流电,然后在一次侧,通过ATmega16单片机控制舵机动作隔离副边电路,此时继电器常闭触点动作,电容不充电,按下按键继电器恢复,同时定时1分钟,交流电经过发射线圈向接收线圈传递能量,通过磁耦合谐振式无线电能传输方式,接收线圈与接收线圈发生谐振耦合,将电能转换成磁场能量进行传输,从一次侧传送到二次侧的能量经过全桥整流环节后供给超级电容储能,定时结束后继电器动作,发射线圈停止向接收线圈传递能量,同时舵机动作,使得副边电路接通,小车立即启动。通过测试,小车可满足全部要求。 关键词:LC自激振荡逆变;磁感应谐振式无线传能;全桥整流;超级电容

无线充电电动小车(C题) 【本科组】 一、系统方案 本系统主要由单片机最小系统、谐振逆变电路、超级电容储能电路、单相全桥整流装置、继电器、舵机、电动小车运动装置组成,下面分别论证这几个部分的选择。 1、主控制器件的论证与选择 1、1、1控制器选用 方案一:采用stm32f103系列单片机。主频高,但同时也使它的耗能较高,工作电压2、0V-3、6V。而且主芯片引脚复杂,stm32,适合较复杂算法,不符合本题需求。 方案二:采用以增强型ATmega16内核的AVR系列单片机,AVR单片机其显著的特点为高性能、高速度、低功耗、无需外部晶振,工作电压2、7V-5、5V外围电路简单,非常适合本系统的设计。通过比较,我们选择方案二。 1、1、2控制系统方案选择 方案一:PCB印刷电路板—自制印刷电路耗时耗力,会影响整体进度,不宜采用该方案。 方案二:手工焊电路板—由于需要的电路结构较简单,自己焊能缩短实现周期,通过比较,我们选择方案二。 2、逆变电路的论证与选择 方案一:半桥式电路—具有一定的抗不平衡能力,对电路对称性要求不很严格;成本比全桥电路低。但电源利用率比较低,损耗大。同时与驱动信号的连接比较麻烦。 方案二:全桥式电路—与推挽结构相比,原边绕组减少了一半,开关管耐压降低一半。但使用的开关管数量多,且要求参数一致性好,驱动电路复杂,实现同步比较困难。 方案三:LC自激振荡电路—不需要外部控制信号的驱动,能够完全依靠自身实现振荡,因而控制电路极其简单,极大地提高了整个系统的效率。综合以上三种方案,选择方案三。 3、控制系统的论证与选择 1、3、1无线电能传输方式对比 方案一:电磁感应式 传输功率数瓦,传输距离数毫米-数厘米,充电效率80%。适合短距离充电,转换效率较高;但需要特定摆放位置,才能精确充电,金属感应接触会发热[1];

基于单片机控制的智能小车设计开题报告

广西科技大学 普通本科毕业设计(论文)开题报告课题名称基于单片机控制的智能小车设计 学院电气与信息工程学院 专业电子信息科学与技术 年月日

一、毕业设计(论文)选题的目的和意义 随着科技的不断发展,智能小车的研究越来越受到人们的关注,小车的智能化已成为科技发展的一个新方向。智能化小车在市场玩具中也占有很大比例,全球玩具市场的内在结构比重发生了很大改变,传统玩具已经逐渐退出,而高科技的电子玩具备受人们喜爱。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,智能控制必将迎来它的发展新时代。计算机控制与电子技术融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。因此,遥控加智能的技术研究、应用都是非常有意义而且有很高市场价值的 二、设计或研究主要内容和重点,预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键,有何创新之处 (一)、研究的基本内容: 1.单片机最小系统设计 2.LCD1602液晶显示 3.小车自动行驶固定路线,自动测出小车行驶的路程和所用时间,并显示于LCD1602显示器。 4. 小车自动寻迹 (二)、解决的主要问题: 1. LCD1602的初始化 2.小车的驱动 3.小车速度的检测 4.红外线对黑线的检测实现小车寻迹功能 5,小车的转向控制 三、研究方案 1、文献研究:查阅相关文献资料,掌握基于单片机实现智能小车制作的基本流程,基本原理。 2、理论研究:通过对显示器,SM6135W电机遥控驱动等原理理论学习分析,为整体研究提供依据。 3、软件设计与测试:智能小车架构设计进行软件设计和实现,并测 试分析 四、主要参考文献目录 [1] 陈正冲.C语言深度解剖--解开程序员面试笔试的秘密[M].北京航空航天大学出版社.2010-7-1. [2] 谭浩强.程序设计(第三版)[M].清华大学出版社.2005-7-3.

基于arm平台的无线遥控小车设计报告

高级职业技能实训
课程设计报告
课题名称基于 ARM 平台的智能遥控小车 专 班 姓 业
电子信息工程技术
级电子 B1512 班 名
同 组 人 指导教师
2017-11-02



1.设计题目、要求及分工 .................................................................................... 3 1.1 设计题目 ............................................................................................................ 3 1.2 设计要求 ............................................................................................................ 3 1.3 分工 .................................................................................................................... 3 2.设计方案 .......................................................................................................... 3 3.硬件电路设计 ................................................................................................... 4 3.1 硬件系统整体分析 ............................................................................................. 4 3.2 各模块功能介绍 ................................................................................................. 4
3.2.1 L298N 驱动模块 ................................................................................................ 4 3.2.2 NRF24L01 无线通信模块 ................................................................................ 5 3.2.3 STM32 处理器 .................................................................................................... 6 3.2.4 液晶屏显示模块 ............................................................................................... 6 3.2.5 显示屏与微控制器通信方式 ......................................................................... 6 3.2.6 本章小结 ............................................................................................................ 8
4.软件系统的分析与设计 .................................................................................... 8 5.调试结果记录及分析.......................................................................................10 5.1 作品编译环境 ................................................................................................... 10 5.2 结果记录及分析 ............................................................................................... 11
5.2.1 电阻式触摸屏调试记录 .................................................................................. 11 5.2.2 2.4G 无线通信模块调试记录 ........................................................................ 11 5.2.3 直流电机调试记录 .......................................................................................... 11
参考文献 .............................................................................................................12 附录 1..................................................................................................................13 附录 2..................................................................................................................22

基于51单片机的红外遥控小车设计和制作

基于51单片机的红外遥控小车设计和制作 论文关键字:AT89C51单片机直流电机红外线遥控循迹 L298 论文摘要:本文介绍一款红外线遥控小车,以AT89S51单片机为核心控制器,用L289驱动直流电机工作,控制小车的运行。本款小车具有红外线遥控手动驾驶、自动驾驶、寻迹前进等功能。本系统采用模块化设计,软件用C语言编写。 一、设计任务和要求 以AT98C51单片机为核心,制作一款红外遥控小车,小车具有自动驾驶,手动驾驶和循迹前进等功能。自动驾驶时,前进过程中可以避障。手动驾驶时,遥控控制小车前进、后退、左转、右转、加速等操作。寻迹前进时小车还可以按照预先设计好的轨迹前进。 二、系统组成及工作原理 本系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要完成红外编码信号的发射和接受、障碍物检测、轨迹检测、直流电机运行的发生等功能。软件主要完成信号的检测和处理、设备的驱动及控制等功能。AT89S51单片机查询红外信号并解码,查询各个检测部分输入的信号,并进行相应处理,包括电机的正反转,判断是否遇到障碍物,判断是否小车其那金中有出轨等。系统结构框图如图1所示。 图1 系统结构框图 三、主要硬件电路 1、遥控发射器电路 该电路的主要控制器件为遥控器芯片HT6221,如图2所示。HT6221将红外码调制成38KHZ的脉冲信号通过红外发射二极管发出红外编码。图2中D1是红外发射二极管,D2是按键指示灯,当有按键按下时D2点亮。 HT6221的编码规则是:当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活,如果这个按键按下且延迟大约108ms,这108ms发射代码由一个起始码(9ms),一个结果码(4.5ms),低8位地址码(9ms~18ms),高8位地址码(9~18ms),8位数据码(9~18ms)和这8位数据码的反码(9~18ms)组成,如果按键按下超过108ms仍未松开,接下来发射的代码将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。按照上图的接法,K1~K8的数据码分别为:0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07。 图2 遥控发射器电路原理图 2、红外线接收模块 该模块使用一体化红外接收头1838,其电路如图3所示。瓷片电容104为去耦电容,DOUT即是解调信号的输出端,直接与单片机的P3.2口相连。有红外编码信号发射时,输出为检波整形后的方波信号,并直接提供给单片机。 图3 红外接收原理图 3、电机驱动模块 该模块主要由芯片L298控制两个电机的正反转,以及改变电机的转速,其电路如图4所示。L298 芯片是一种高压、大电流双全桥式驱动器。其中SENSEA、SENSEB分别为两个H桥的电流反馈脚,不用时可以直接接地。VCC,VS是接电源引脚,电压范围分别是4.5~7V、2.5~46V,设计中VCC端与单片机电源端共用5V工作电源,VS端独立接9V电

无线充电小车设计与探究

2018年第12期 6信号处理部分 串口信号处理使用stm32作为主控制器,串口传输在硬件上使用奇校验或者偶校验的方式防止比特出错。我们使用帧发送的方式进行串口传输,并对每一帧加上帧头帧尾以及CRC 防止出现错误传输现象,由于本设计将串口传输与高速传输公用LED 发射,因此中间需要切换,即串口发送时单独切换发射信号通路,使LED 上只加载串口信号,接收端同时接收两种信号分别进行处理,串口信号处理的整体方案如图4所示。 图4串口信号与高速信号转换机制 7结束语 水下LED 可见光系统包括发射电路设计、接收电路设计、信号转换设计三个主要部分。设备完成功能要求的情况下还需要进行水下防水外壳的设计。水下外壳在后期的研究中需要将水下的耐压以及防水性能,内部的散热等等工程性的问题进行考虑。 参考文献: [1]王永进.可见光通信最新研究进展[J].邮电设计技术,2017.[2]隋美红等.水下光学无线通信的海水信号特性研究[J].海洋科学,2009. [3]邓小芳等.水下通信系统建模与仿真[J].光通信技术 ,2009.1设计原理 本系统硬件主要包括主控芯片,继电器系统,电容充放电控制电路系统,无线充电发射、接收系统。主控芯片控制继电器计时一分钟后,信号输出接收停止。无线充电模块输出信号进入电容充放电控制系统,根据电容充放电控制系统输入、输出的不同信号,控制小车启停。下面分别论证这几个模块的选择。 2无线充电装置流程 STC12C5A60S2芯片经过判断与继电器控制模块连接,经过判断,当时间未达到60s 时,继电器打开,充电设备打开,返回判断,直到时间达到60s 。时间达到60s 后,继电器关闭,充电设备关闭,充电过程结束。 小车控制自启动判断开启,若不能自启动,小车继续充电,若可以自启动,小车前进。 3测试方案与测试结果3.1测试方案 充电1分钟后,电动车沿倾斜木工板路面直线爬坡行驶,路面长度不大于1m ,斜坡倾斜角度θ定为45°,测试多种方案,使电动车在每次充电1分钟后,记录小车爬行的高度,记录多组数据,选出令电动车爬升高度h=lsin θ最大的高度(l 为小车直线行驶的距离)。 3.2测试条件与仪器 测试条件:检查多次,仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同,并且检查无误,硬件电路保证无虚焊。 测试仪器:直尺,角度尺,秒表。3.3测试结果及分析 由于木板倾斜角度不同,小车行驶的高度也不同,由此可以得出以下结论: (1)倾斜角度太高,小车容易打滑; (2)倾斜角度为49°时,小车行驶到最大高度,为0.755米;(3)倾斜角度不同,木板表面光滑程度不同,小车行驶极限高度不同。 综上所述,本小车能够较好地实现能量收集与运动。参考文献: [1]谭浩强.C 语言程序设计[M].北京清华大学出版社,2012.[2]童师白.模拟电子技术基[M].第三版北京高等教育出版社,2013. [3]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛教程[M].北京电子工业出版社,2014. [4]张洪亮.高效率、高功率密度DC/DC 电源模块的研制[D].山东大学,2011. [5]钟才惠,王德贤,王之纯.同步整流技术在低压大电流电源模块中的应用[J].电源技术,2013,37(05):857~859. 无线充电小车设计与探究 臧向迪1胡铱2 1、河北农业大学 2、东北电力大学 摘要:无线充电小车由STC 51单片机控制模块、继电器模块、无线充电模块、电容充放电控制模块组成。由单片 机控制继电器,在一分钟内,无线充电模块发射信号,接收装置接收到信号,由无线充电模块为超级电容充电,再利用超级电容的储能特性为小车供电。该设计小车车体轻,电容储能多,无线充电速度快,创新运用了三极管收集信号控制小车起停。 关键词:STC51单片机;无线信号发射、接收;继电器;电容储能控制 交流 63

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