基于msp430单片机的手机遥控智能车系统的制作方法
基于msp430单片机的手机遥控智能车系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能车领域，特别是基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的快速发展，信息也在快速传播，在我们的生活中遥控技术也发挥着越来越重要的作用。尤其手机之间通过蓝牙实现数据共享已随处可见，将手机变身为遥控器为人们的生活带来了无限便利。遥控小车在科研、体育锻炼及生活家电智能控制等领域的应用越来越广泛，比如:遥控电视、遥控小车等。随着科技的进步，遥控技术不断发展，人力被很大的解放出来。未来世界，遥控技术会对人类社会有更大的影响。遥控汽车的发展，有朝一日可以实现无人驾驶公交、无人驾驶轮船等交通方式上的变革，进一步解放人力。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，通过手机蓝牙无线通信实现对智能车部分功能的遥控。
[0004]为实现上述技术目的所采用的技术方案是:基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，由手机蓝牙遥控模块对智能车进行控制，所述的智能车包括MSP430单片机、多电平电源模块、舵机模块、电机驱动模块、蓝牙收发模块、测速计程模块和合理避障模块，手机蓝牙遥控模块通过蓝牙收发模块与MSP430单片机连接，MSP430单片机与舵机模块、电机驱动模块、测速计程模块和合理避障模块连接，所述的多电平电源模块由主电源和多路稳压电路组成，主电源为电机驱动模块供电，多路稳压电路包括为MSP430单片机供电的AMSl117芯片稳压电路、为舵机模块供电的AMS1117-ADJ稳压电路、为测速计程模块供电的LM2940稳压电路。
[0005]本实用新型所述的舵机模块由舵盘、控制电路、直流动电机、减速齿轮组和位置反馈电位计组成。
[0006]本实用新型所述的电机驱动模块由BTN7971芯片组成H桥驱动电路。
[0007]本实用新型所述的测速计程模块由编码器和计数器组成。
[0008]本实用新型所述的编码器为光电编码器。
[0009]本实用新型所述的计数器为⑶4520 二进制加计数器。
[0010]本实用新型所述的合理避障模块为红外传感器。
[0011]本发明有益效果是:
[0012]1、硬件设计主要包括电源部分，其为单片机，电机，计数器和电机驱动芯片等分别提供3.3V、6V、5V和7.2V的独立电源；电机控制部分，通过PWM波和驱动芯片对两个步进电机进行驱动；测速计程部分，通过编码器和计数器实现智能车路程速度的计算，检测结果反馈到显示屏上；通讯部分，通过无线将小车的信息发到手机实现小车和手机的相互通讯，使得控制更加便捷。软件系统的设计主要是智能车控制系统算法的设计。本文主要实现控制智能车前行、倒退、左转、右转、停止、测速计程和合理避障等功能。
[0013]2、本系统采用蓝牙无线通信技术，工作在2.4GHZ频段下，具有较强的保密性、安全性和抗干扰能力，此外蓝牙还具有较强的可拓展性和可移植性等优点。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型原理框图；
[0015]图2为本实用新型电路图；
[0016]图3为本实用新型的LM2940稳压电路；
[0017]图4为本实用新型的AMS1117-ADJ稳压电路图；
[0018]图5为本实用新型的AMS1117芯片稳压电路图；
[0019]图6为本实用新型的舵机的工作原理框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0021]基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，通过手机蓝牙无线通信实现对智能车部分功能的遥控。整个硬件电路分为手机蓝牙遥控模块和智能车，其中智能车主要由MSP430单片机及其外围电路模块、多电平电源模块、蓝牙收发模块、合理避障模块及测速计程模块组成。
[0022]MSP430系列单片机是16位的单片机的一种，使用精简指令集RISC结构，有7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址的丰富的寻址方式、27条简洁的内核指令和大量的模拟指令；大部分寄存器和片内数据存储器都可参加多种运算；还具有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
[0023]MSP430系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加运算)相配合，能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。
[0024]MSP430单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。
[0025]首先，MSP430系列单片机的电源电压采用的是1.8_3.6V电压。因而可使其在IMHz的时钟条件下运行时，芯片的电流最低在165 μ A左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.ΙμΑ。其次，独特的时钟系统设计。在MSP430系列中有两个不同的时钟系统:基本时钟系统、锁频环(FLL和FLL+)时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器(32.768kHz)DT-26 OR DT-38，也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。
[0026]由于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式(AM)和五种低功耗模式(LPM0~LPM4)。在实时时钟模式下，可达2.5 μΑ，在RAM保持模式下，最低可达0.1 μΑ。
[0027]MSP430系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗(WDT)、模拟比较器 Α、定时器 AO (Timer_A0)、定时器 Al (Timer_Al )、定时器 BO (Timer_B0)、UART、SP1、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10 位 /12 位 ADC、16 位 Σ-Λ ADC、DMA、I/O端口、基本定时器(BasiC Timer )、实时时钟(RTC)和USB控制器等若干外围模块的不同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出A/D转换器；16位定时器(Timer A和Timer B)具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、PWM等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的I/O端口，PO、P1、P2端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12位硬件A/D转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达160段；实现两路的12位D/A转换；硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的DMA模块。MSP430系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。另外，MSP430系列单片机的中断源较多，并且可以任意 嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的低功耗状态时，中断唤醒只需5 μ so
[0028]主电源是整辆小车的能量来源，主电源是由7.2V、2000mAh的可充电镍镉电池提供的。因为各电路模块需要不同的电压，本系统需提供多种电平的电源，可有效降低模块与模块之间的干扰。MSP430主控芯片采用3.3V供电，电机驱动模块采用7.2V，舵机模块采用6V，编码器采用5V。
[0029]采用LM2940芯片将7.2V转换为3.3V，LM2940具有线性度非常好稳压特性，还有纹波小和电路结构简单的优点。稳压电路中还有电源电压LED指示灯，功能是显示电压是否正常工作，即电源电路正常工作则LED正常发光，具体电路设计如图3所示。
[0030]6V稳压电路采用AMSl 117-ADJ稳压电路，AMSl 117-ADJ可以把7.2V电池电压稳定成为6V给舵机使用，值得一提的是输出电压可以通过R4电位器调节，可以根据需要调节电压。以AMS1117-ADJ芯片处理电池电源，可以保证舵机良好的反应速度和转向效率，6V稳压电路如图4所示。
[0031]3.3V单片机稳压模块采用AMSl117稳压电路。可以输出稳定的3.3V电压供给单片机，在前面5V电压比较稳定的基础上，输出的3.3V电源电压也是非常稳定的，3.3V稳压电路如图5所示。
[0032]舵机就是方向盘，用来操控车模。舵机通过连杆传动使输出转角控制前轮的转向。舵机正常工作电压是6V，它由舵盘、控制电路、直流动电机、减速齿轮组和位置反馈电位计五部分组成。线性地把电位器转角转换为电压之后再反馈给控制电路，它再比较反馈信号与输入的控制脉冲信号，产生控制且能驱动直流电机正反转动的纠正脉冲，目的是使减速齿轮组输出的位置符合期望值，从而使得舵机精确控制转向角度。
[0033]采用BTN7971作为电机驱动芯片，达到小车前进、倒退、停止，并能灵活左转和右转的目的。为了能控制车轮的转速，可以采取PWM调速法，即由单片机的TBl和TB2输出一系列频率固定的方波，再通过功率放大来驱动电机，在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压，从而可以改变电机的转速。
[0034]我们采用BTN7971作为电机驱动模块，BTN7971应用非常简单，只需要向芯片第2引脚输入PWM波就能控制。驱动芯片的原理是根据单片机的脉宽调试信号PWM的输出，调制蓄电池输出的恒定直流电压为一定频率且占空比可控的电压序列，PWM信号的占空比变化，驱动芯片的输出电压也变化，从而达到控制目的。为实现智能车在弯道处减速，需使用2片半H桥驱动芯片BTN7971组成全H桥驱动电路。
[0035]测速计程模块的功能是:在很短的时间内，采用光电传感器测量通过固定在后轮轴上的码盘的孔数，然后输送到主控芯片的脉冲累加器特定引脚，使用公式计算出智能车的真正速度。测速设备在智能车系统中的地位非常重要，必须达到强分辨能力、高精度和较短的检测时间的目的。最终采用光电编码器作为系统的测速模块，优点是集成性好，抗干扰能力强。测速时，通过齿轮与电机驱动齿轮咬合，后轮一转动，CD4520 二进制加计数器对编码器产生的脉冲进行累加，而后在一定时长的定时中断中将脉冲数读出，通过换算转变为后轮转速。本设计计数芯片采用CD4520 二进制加计数器，由两个相同的内同步4级计数器构成，计数器级为D型触发器，具有内部可交换CP和EN线，用于在时钟上升沿或下降沿加计数。在单个单元运算中，EN输入保持高电平，且在CP上升沿进位。CR线为高电平时，计数器清零。计数器在脉动模式可级联，通过将Q3连接至下一计数器的EN输入端可实现级联，同时后者的CP输入保持低电平。
[0036]合理避障模块采用红外式发射、检测一体化模块。这是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测距离可以根据要求进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多场合。由于单个发射器的照射范围不能太小，因此不使用激光管。用波瓣较宽的脉冲调制型红外发射管和接收器。其优点是电路实现简单，但抗干扰性较弱。避障模块可实现小车沿直线行驶，当探测到前方有障碍物时停车，之后原路返回。
[0037]避障传感器的基本原理是利用物体的反射性质。因为在一定范围内，假如没有障碍物，被发射出去的红外线会随着传播距离的增大而逐渐减弱，直到消失。但是假如有障碍物，遇到障碍物后，红外线被反射到达传感器的接收处。检测到这一信号的传感器就知道正前方有障碍物，并送给主控芯片，主控芯片根据输入的内部算法，配合智能车两轮工作，达到躲避障碍物动作的目的。
【主权项】
1.基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:由手机蓝牙遥控模块对智能车进行控制，所述的智能车包括MSP430单片机、多电平电源模块、舵机模块、电机驱动模块、蓝牙收发模块、测速计程模块和合理避障模块，手机蓝牙遥控模块通过蓝牙收发模块与MSP430单片机连接，MSP430单片机与舵机模块、电机驱动模块、测速计程模块和合理避障模块连接，所述的多电平电源模块由主电源和多路稳压电路组成，主电源为电机驱动模块供电，多路稳压电路包括为MSP430单片机供电的AMS1117芯片稳压电路、为舵机模块供电的AMS1117-ADJ稳压电路、为测速计程模块供电的LM2940稳压电路。2.如权利要求1所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的舵机模块由舵盘、控制电路、直流动电机、减速齿轮组和位置反馈电位计组成。3.如权利要求1所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的电机驱动模块由BTN7971芯片组成H桥驱动电路。4.如权利要求1所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的测速计程模块由编码器和计数器组成。5.如权利要求4所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的编码器为光电编码器。6.如权利要求4所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的计数器为⑶4520 二进制加计数器。7.如权利要求1所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的合理避障模块为红外传感器。
【专利摘要】基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，通过手机蓝牙无线通信实现对智能车部分功能的遥控。整个硬件电路分为手机蓝牙遥控模块和智能车，其中智能车主要由MSP430单片机及其外围电路模块、多电平电源模块、蓝牙收发模块、合理避障模块及测速计程模块组成。本系统采用蓝牙无线通信技术,工作在2.4GHZ频段下,具有较强的保密性、安全性和抗干扰能力，此外蓝牙还具有较强的可拓展性和可移植性等优点。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204695039
【申请号】CN201520322728
【发明人】郑国强, 王玉婷, 亢丙午, 聂方阁, 马华红, 李佩佩, 张弓, 薛晓冬, 孙亚茹, 李阳
【申请人】河南科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月19日
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能车领域，特别是基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的快速发展，信息也在快速传播，在我们的生活中遥控技术也发挥着越来越重要的作用。尤其手机之间通过蓝牙实现数据共享已随处可见，将手机变身为遥控器为人们的生活带来了无限便利。遥控小车在科研、体育锻炼及生活家电智能控制等领域的应用越来越广泛，比如:遥控电视、遥控小车等。随着科技的进步，遥控技术不断发展，人力被很大的解放出来。未来世界，遥控技术会对人类社会有更大的影响。遥控汽车的发展，有朝一日可以实现无人驾驶公交、无人驾驶轮船等交通方式上的变革，进一步解放人力。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，通过手机蓝牙无线通信实现对智能车部分功能的遥控。
[0004]为实现上述技术目的所采用的技术方案是:基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，由手机蓝牙遥控模块对智能车进行控制，所述的智能车包括MSP430单片机、多电平电源模块、舵机模块、电机驱动模块、蓝牙收发模块、测速计程模块和合理避障模块，手机蓝牙遥控模块通过蓝牙收发模块与MSP430单片机连接，MSP430单片机与舵机模块、电机驱动模块、测速计程模块和合理避障模块连接，所述的多电平电源模块由主电源和多路稳压电路组成，主电源为电机驱动模块供电，多路稳压电路包括为MSP430单片机供电的AMSl117芯片稳压电路、为舵机模块供电的AMS1117-ADJ稳压电路、为测速计程模块供电的LM2940稳压电路。
[0005]本实用新型所述的舵机模块由舵盘、控制电路、直流动电机、减速齿轮组和位置反馈电位计组成。
[0006]本实用新型所述的电机驱动模块由BTN7971芯片组成H桥驱动电路。
[0007]本实用新型所述的测速计程模块由编码器和计数器组成。
[0008]本实用新型所述的编码器为光电编码器。
[0009]本实用新型所述的计数器为⑶4520 二进制加计数器。
[0010]本实用新型所述的合理避障模块为红外传感器。
[0011]本发明有益效果是:
[0012]1、硬件设计主要包括电源部分，其为单片机，电机，计数器和电机驱动芯片等分别提供3.3V、6V、5V和7.2V的独立电源；电机控制部分，通过PWM波和驱动芯片对两个步进电机进行驱动；测速计程部分，通过编码器和计数器实现智能车路程速度的计算，检测结果反馈到显示屏上；通讯部分，通过无线将小车的信息发到手机实现小车和手机的相互通讯，使得控制更加便捷。软件系统的设计主要是智能车控制系统算法的设计。本文主要实现控制智能车前行、倒退、左转、右转、停止、测速计程和合理避障等功能。
[0013]2、本系统采用蓝牙无线通信技术，工作在2.4GHZ频段下，具有较强的保密性、安全性和抗干扰能力，此外蓝牙还具有较强的可拓展性和可移植性等优点。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型原理框图；
[0015]图2为本实用新型电路图；
[0016]图3为本实用新型的LM2940稳压电路；
[0017]图4为本实用新型的AMS1117-ADJ稳压电路图；
[0018]图5为本实用新型的AMS1117芯片稳压电路图；
[0019]图6为本实用新型的舵机的工作原理框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0021]基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，通过手机蓝牙无线通信实现对智能车部分功能的遥控。整个硬件电路分为手机蓝牙遥控模块和智能车，其中智能车主要由MSP430单片机及其外围电路模块、多电平电源模块、蓝牙收发模块、合理避障模块及测速计程模块组成。
[0022]MSP430系列单片机是16位的单片机的一种，使用精简指令集RISC结构，有7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址的丰富的寻址方式、27条简洁的内核指令和大量的模拟指令；大部分寄存器和片内数据存储器都可参加多种运算；还具有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
[0023]MSP430系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加运算)相配合，能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。
[0024]MSP430单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。
[0025]首先，MSP430系列单片机的电源电压采用的是1.8_3.6V电压。因而可使其在IMHz的时钟条件下运行时，芯片的电流最低在165 μ A左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.ΙμΑ。其次，独特的时钟系统设计。在MSP430系列中有两个不同的时钟系统:基本时钟系统、锁频环(FLL和FLL+)时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器(32.768kHz)DT-26 OR DT-38，也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。
[0026]由于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式(AM)和五种低功耗模式(LPM0~LPM4)。在实时时钟模式下，可达2.5 μΑ，在RAM保持模式下，最低可达0.1 μΑ。
[0027]MSP430系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗(WDT)、模拟比较器 Α、定时器 AO (Timer_A0)、定时器 Al (Timer_Al )、定时器 BO (Timer_B0)、UART、SP1、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10 位 /12 位 ADC、16 位 Σ-Λ ADC、DMA、I/O端口、基本定时器(BasiC Timer )、实时时钟(RTC)和USB控制器等若干外围模块的不同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出A/D转换器；16位定时器(Timer A和Timer B)具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、PWM等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的I/O端口，PO、P1、P2端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12位硬件A/D转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达160段；实现两路的12位D/A转换；硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的DMA模块。MSP430系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。另外，MSP430系列单片机的中断源较多，并且可以任意 嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的低功耗状态时，中断唤醒只需5 μ so
[0028]主电源是整辆小车的能量来源，主电源是由7.2V、2000mAh的可充电镍镉电池提供的。因为各电路模块需要不同的电压，本系统需提供多种电平的电源，可有效降低模块与模块之间的干扰。MSP430主控芯片采用3.3V供电，电机驱动模块采用7.2V，舵机模块采用6V，编码器采用5V。
[0029]采用LM2940芯片将7.2V转换为3.3V，LM2940具有线性度非常好稳压特性，还有纹波小和电路结构简单的优点。稳压电路中还有电源电压LED指示灯，功能是显示电压是否正常工作，即电源电路正常工作则LED正常发光，具体电路设计如图3所示。
[0030]6V稳压电路采用AMSl 117-ADJ稳压电路，AMSl 117-ADJ可以把7.2V电池电压稳定成为6V给舵机使用，值得一提的是输出电压可以通过R4电位器调节，可以根据需要调节电压。以AMS1117-ADJ芯片处理电池电源，可以保证舵机良好的反应速度和转向效率，6V稳压电路如图4所示。
[0031]3.3V单片机稳压模块采用AMSl117稳压电路。可以输出稳定的3.3V电压供给单片机，在前面5V电压比较稳定的基础上，输出的3.3V电源电压也是非常稳定的，3.3V稳压电路如图5所示。
[0032]舵机就是方向盘，用来操控车模。舵机通过连杆传动使输出转角控制前轮的转向。舵机正常工作电压是6V，它由舵盘、控制电路、直流动电机、减速齿轮组和位置反馈电位计五部分组成。线性地把电位器转角转换为电压之后再反馈给控制电路，它再比较反馈信号与输入的控制脉冲信号，产生控制且能驱动直流电机正反转动的纠正脉冲，目的是使减速齿轮组输出的位置符合期望值，从而使得舵机精确控制转向角度。
[0033]采用BTN7971作为电机驱动芯片，达到小车前进、倒退、停止，并能灵活左转和右转的目的。为了能控制车轮的转速，可以采取PWM调速法，即由单片机的TBl和TB2输出一系列频率固定的方波，再通过功率放大来驱动电机，在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压，从而可以改变电机的转速。
[0034]我们采用BTN7971作为电机驱动模块，BTN7971应用非常简单，只需要向芯片第2引脚输入PWM波就能控制。驱动芯片的原理是根据单片机的脉宽调试信号PWM的输出，调制蓄电池输出的恒定直流电压为一定频率且占空比可控的电压序列，PWM信号的占空比变化，驱动芯片的输出电压也变化，从而达到控制目的。为实现智能车在弯道处减速，需使用2片半H桥驱动芯片BTN7971组成全H桥驱动电路。
[0035]测速计程模块的功能是:在很短的时间内，采用光电传感器测量通过固定在后轮轴上的码盘的孔数，然后输送到主控芯片的脉冲累加器特定引脚，使用公式计算出智能车的真正速度。测速设备在智能车系统中的地位非常重要，必须达到强分辨能力、高精度和较短的检测时间的目的。最终采用光电编码器作为系统的测速模块，优点是集成性好，抗干扰能力强。测速时，通过齿轮与电机驱动齿轮咬合，后轮一转动，CD4520 二进制加计数器对编码器产生的脉冲进行累加，而后在一定时长的定时中断中将脉冲数读出，通过换算转变为后轮转速。本设计计数芯片采用CD4520 二进制加计数器，由两个相同的内同步4级计数器构成，计数器级为D型触发器，具有内部可交换CP和EN线，用于在时钟上升沿或下降沿加计数。在单个单元运算中，EN输入保持高电平，且在CP上升沿进位。CR线为高电平时，计数器清零。计数器在脉动模式可级联，通过将Q3连接至下一计数器的EN输入端可实现级联，同时后者的CP输入保持低电平。
[0036]合理避障模块采用红外式发射、检测一体化模块。这是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测距离可以根据要求进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多场合。由于单个发射器的照射范围不能太小，因此不使用激光管。用波瓣较宽的脉冲调制型红外发射管和接收器。其优点是电路实现简单，但抗干扰性较弱。避障模块可实现小车沿直线行驶，当探测到前方有障碍物时停车，之后原路返回。
[0037]避障传感器的基本原理是利用物体的反射性质。因为在一定范围内，假如没有障碍物，被发射出去的红外线会随着传播距离的增大而逐渐减弱，直到消失。但是假如有障碍物，遇到障碍物后，红外线被反射到达传感器的接收处。检测到这一信号的传感器就知道正前方有障碍物，并送给主控芯片，主控芯片根据输入的内部算法，配合智能车两轮工作，达到躲避障碍物动作的目的。
【主权项】
1.基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:由手机蓝牙遥控模块对智能车进行控制，所述的智能车包括MSP430单片机、多电平电源模块、舵机模块、电机驱动模块、蓝牙收发模块、测速计程模块和合理避障模块，手机蓝牙遥控模块通过蓝牙收发模块与MSP430单片机连接，MSP430单片机与舵机模块、电机驱动模块、测速计程模块和合理避障模块连接，所述的多电平电源模块由主电源和多路稳压电路组成，主电源为电机驱动模块供电，多路稳压电路包括为MSP430单片机供电的AMS1117芯片稳压电路、为舵机模块供电的AMS1117-ADJ稳压电路、为测速计程模块供电的LM2940稳压电路。2.如权利要求1所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的舵机模块由舵盘、控制电路、直流动电机、减速齿轮组和位置反馈电位计组成。3.如权利要求1所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的电机驱动模块由BTN7971芯片组成H桥驱动电路。4.如权利要求1所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的测速计程模块由编码器和计数器组成。5.如权利要求4所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的编码器为光电编码器。6.如权利要求4所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的计数器为⑶4520 二进制加计数器。7.如权利要求1所述的基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，其特征在于:所述的合理避障模块为红外传感器。
【专利摘要】基于MSP430单片机的手机遥控智能车系统，通过手机蓝牙无线通信实现对智能车部分功能的遥控。整个硬件电路分为手机蓝牙遥控模块和智能车，其中智能车主要由MSP430单片机及其外围电路模块、多电平电源模块、蓝牙收发模块、合理避障模块及测速计程模块组成。本系统采用蓝牙无线通信技术,工作在2.4GHZ频段下,具有较强的保密性、安全性和抗干扰能力，此外蓝牙还具有较强的可拓展性和可移植性等优点。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204695039
【申请号】CN201520322728
【发明人】郑国强, 王玉婷, 亢丙午, 聂方阁, 马华红, 李佩佩, 张弓, 薛晓冬, 孙亚茹, 李阳
【申请人】河南科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月19日
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