基于摇杆姿态控制的无线遥控小车设计

基于摇杆姿态控制的无线遥控小车设计

一、选题简介、意义

随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。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、防煤、防核化及污染等危险与恶劣环境作业中有广阔的应用前景。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。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。无线数据传输技术迅猛发展并已被广泛应用在各个领域，如：无线 RS485、戌PLC，电力线无线报警，工业遥控、遥测，石油钻井张力无线监测，安防设备无线监控等。姿态控制应该是对小车的前后变化

控制。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

1.课题研究及主要研究内容

围绕无线遥控发射接收系统的相关理论和实践应用进行研究。

设计的主要方面是：设计无线遥控发射接收系统，硬件设计电路和编码、解码，码元结构。其中硬件设计电路的研究内容包括：

1、遥控小车控制系统功能实现

2、芯片的选择

3、发射模块硬件电路设计

4、接受模块硬件电路设计

5、电机驱动模块电路设计软件设计的功能包括：

1、编码发射软件设计

2、解码接受软件设计

2.预期目标

1、构思作品大致材料，对需要的材料进行采购和整理。

2、查阅资料收集需要的资料并整理。

3、绘制小车的原理图设计好大致框架。

4、完成小车所需程序的设计。

5、完成系统的模拟测试并解决存在的问题。

6、完成毕业论文的撰写。

3.研究步骤

1、查阅相关资料并收集整理；

2、设计合适的方案；

3、设计出电路图；

4、编写程序并运行程序；

5、运行调试程序；

4.研究方法、措施

1.通过超星期刊和百度等查阅搜寻资料,了解相关的课题动向,

参考其他优秀作品的突出点,从而确定自己的设计方向。

2.从图书馆查找相关资料,确定单片机等其他组件的选择。了解到相关的知识并熟练掌握，设计出相关的结构图，编写代码并调试程序对设备功能进行检验及完善。

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

本设计基于单片机控制的设计思想，选用价格低廉的无线集成电路，采用 L298Y 专用电机驱动芯片驱动电机，遥控器安装了摇杆，通过 NRF24L01 无线模块实现了车载系统和遥控系统的通信，从而实现了小车的无线智能控制，使整个系统功能全面。无线遥控小车的控制系统将硬件系统，传感器，驱动控制以及遥控操作等综合起来，集成驱动、控制、传感和能源等于一体。首先要求具有小型化，轻量化的特点，因此要求控制系统尺寸小，重量轻、能耗低、能集成在小车体内；其次，实时性是对控制系统的另一个基本要求，对于不确定环境下的信息采集，处理对小车控制系统的实时性提出了更高的要求。另外，要求实现一个无线遥控小车的运动控制将有诸多工程和技术方面的实际困难。

遥控方式是目前普遍采用的最实用的控制方式，是解决小车智能发展水平与复杂任务之间矛盾的一条有效途径。为了在复杂环境中获取有效的信息，小车必须配置各种类型的传感器。所以，针对无线遥控小车系统的作业性能要求，配备合适的传感器系统作为移动无线小车的感知系统是非常重要的。

本设计是自动控制方面的设计，主要基于无线模块 NRF905 进行数据的传输，通过按键进行运动状态的选择，工作状态为前进，后退，左转，右转和数据传输，当按键按下时主机端发送状态控制指令，从机端接受状态控制指令并调用相应的控制程序，实现小车的运动功能。

一、绪论 1

1.1 无线遥控小车的相关背景与意义 1

二、总体方案设计 2

2.1设计的方案 2

2.2小车的组成和原理 2

2.2.1简略系统原理 2

2.2.2设计并论证 2

三、车载模块设计 4

3.主控芯片 4

3.1.1AT89S51 的特点 5

3.1.2AT89S51 的功能描述 5

3.1.3单片机最小系统电路 6

3.2姿态控制传感器 MOU6050 7

3.2.1姿态控制传感器 MOU6050 的基础介绍 7

3.2.2MPU6050 的特点 8

3.2.3，ATK-MPU6050 六轴传感器模块原理图 9

3.32.4GHz 单片高速 2Mbps 无线收发芯片 9

3.3.1: NRF24L01 概述 9

3.3.2结构方框图 10

3.3.3工作方式 10

3.3.4配置 NRF24L01 模块 11

四、软件及程序设计思路 11

（一）软件调试平台 12

（二）驱动动力程序设计 12

五、制作安装与调试 12

（一）安装步骤 12

（二）测试场景介绍实际测试结果 12

（四）电机 PWM 控制的调试过程 13

五、结论 14

致谢 15

参考文献 16

参考文献

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