嵌入式期末考试.pdf
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1、歆HU入式作品期末设计嵌入式作品简介作品名称:多功能智能探测车制作团队:王 明 睿(硬件电路搭建、整体设计)王 杰 英(面向单片机编程、功能实现)郑 芳 芳(资料整理、外围设计)制作时间:20天指导老师:孙玉轩创意来源:我们本身身为通信专业的学生,并且对电子电路,和对于硬件编程非常感兴趣,所以制作了该课题,主要进行硬件编程,硬件搭建,无线信号的综合处理。并且有实际运用价值。作品意义:搭建硬件并对硬件进行二次开发编程,达到综合运用的价值。作品运用环境及主要功能:本作品主要应用于救援、安防、勘探、侦查、追踪、等人类不可到达的领域。本小车可快速组建小区安防网络。对小区安全进行综合监控。本小车可以对生
2、命物体、对综合烟雾气体探测,并回传电脑,可以用于救援救灾,本小车可以自动检测障碍物体,使小车行进更流畅。本小车可以跟踪物体进行监控,实现了无人自动追踪。本小车可以实现超声波测距并回传电脑,精度精确到毫米。本小车留有多 个I/O 口,可以快速扩展其他模块,实现更多功能。下 一 部 需 完 善:增加小车云台,使摄像头上下各45度角旋转,增加观测的范围。增加数据传输的速度和准确性,使传回的信息更丰富、迅速。可以增加3G模块,使小车在任何基站覆盖范围内都能进行远程综合控制和数据传输。嵌入式作品说明书作品名称:多功能智能探测车院系专业:信息工程学院移动通信专业作 者:王明睿、王杰英、郑芳芳目录一、概 述
3、-P 3 P 4二:制 作 流 程-P 5 P 6三、硬件电路结构-P 7 P 1 5四、硬件编程程序-P 1 6 P 3 7五、小车控制方法、视频存储方法-P 3 8六、未来发展P 3 9一、概述:随着移动通信业务的增加,无线通信已获得非常广泛的应用。无线网络除了提供语音服务之外,还提供多媒体、高速数据和视频图像业务。无线通信环境(无线信道、移动终端等)以及移动多媒体应用业务的特点对视频图像的视频图像编码与传输技术已成为当今信息科学与技术的前沿课题。该课题围绕硬件结构搭建,与硬件编程实现为中心,对无线信号进行综合处理。硬件编程是重点,同时也是难点。整个作品的软件使用面向单片机的C 语言编写有
4、以下原因:1、可以直接对硬件编程,良好的硬件管理,可移植性能良好。2、用 C编写程序比汇编更符合人们的思考习惯,开发者可以摆脱与硬件无必要的接触,更专心的考虑功能和算法而不是考虑一些细节问题,这样就减少了开发和调试的时间。3、C 语言具有良好的程序结构,适用于模块化程序设计。4、系统程序结构清晰,易于调试和维护。不同的功能模块,分别指定相应的入口参数利出口参数,对于一些要重复调用的程序一般把其编成函数,这样可以减少程序代码的长度,又便于整个程序的管理。本小车一共有3种工作方式:方式一:对小车进行无线遥控,无线视频传输,小车传感器感应,并回传传感器信息到上位机方式二:利用超声波模块对物体进行跟踪
5、,实现无人操作跟踪物体进行拍摄。方式三:智能躲避障碍物,无需人为控制,小车自己躲避障碍物,并回传视频。二、制作流程1、作品构思:如何使用计算机设计制作出精彩的作品,这是最核心的问题之一,观察很多计算机作品,大多利用已有的计算机平台进行软件开发,于是我们决定自己搭建自己的硬件电路结构,对硬件进行编程操作,并建立与上位机的综合通讯。2、硬件电路搭建:我们确立课题,以及准备实现的功能,我们开始搭建硬件电路,硬件电路的每个模块的参数资料都要非常了解,熟悉运用每个模块。了解模块的硬件结构,和实现原理,最后把每个硬件都搭载在我们的核心平台上(双S T C 8 9 C 5 2)O3、软件编程:我们搭载完硬件
6、结构,又对硬件进行综合的运用,第一步,调试电机控制。第二步,实现有线对小车电机遥控。第三步、实现无线对小车的电机遥控。第四步,实现无线的视频传输。第五步,实现人体红外模块的独立功能。第六步、实现人体红外模块与小车无线遥控综合功能(对小车遥控,和小车回传)。第七步、分步实现、综合烟雾信息回传、酒精气体回传、左右是否有障碍物回传。第八步、实现超声波跟踪功能。(可对物体进行跟踪、追踪拍摄)。第九步、实现超声波测距,并回传。5、最终调试与衔接。把每一个独立的模块,结合成一个独立的窗口显示。最后达到综合探测的目的。把相对独立的功能结合。最后使多功能变成综合功能。三、硬件电路结构1、U S B 转 R S
7、 2 3 2 结构电路ImEzflzsuTXDDTR-NRTS-NVDD-3 2 5RXTRUNGNDNCDSR-NDCD-NCTS-NSHTD#EE-CKLEE-DA TAOSC2OSClPLL-TESTGNDNCGP1GPOGNDVCC-5NCGNDVO-3 V3DP6666666666666U S B 转R S 2 3 2 (T T L)2 843210K+5感路传电 U I V C C V I PQ.0 U I P0.1 U I P0.2 Ui P 0.3 Ul P 0.4 U I P0.5 Ul P0.6 Ul P 0.7U2 V C CW Ou m lU 2 P0.2UTPOJU
8、2 P0.4您 忖 力 时1234567B9IO K23456789 U2 P0.6+5T UI P3.5 U1-2测速传感器输入接口Bd咨二dm2;2n33cod2nNod2ngdzn3、核心单片机通讯接口电路,传感器接口电路,蜂鸣器电路。Ul P0.4币画.5以 邈Ol P0.7而 加 通m 宜 壬 注意力3脚为主板供电靖:j两 机 通 班 开 关 天脚为电机供电靖;/3)第外脚和第2个脚按在一起裹示4、监牙串口电路,LCD显示电路I峨32-惟 恸)-oo|世 呦)程序下载转换开关5、U 1 U 2核心单片机接口及电路。AT24co2E E P R O M复位电路7、直流电动机驱动电路及工
9、作原理。程序U2vss+VSwrri0UT2(xrr30VT4SENSE ASENSE BGNDO0liBmur电动机1接口 I电动机2接口 M 2MMM直流电机驱动电路8、扩展接口电路s5vloIoileEIEI-oIo-oQ按键电路1234567834567B封El。U2Pi.llim y也!ENil Pi.IUl Pl.2UI Pl.3U I PlU i Pi.6tl P1.7BiU2P0.012345678I2345678Ul U2口扩展接口9、直流电机工作原理。10、传感器参数及其资料O一、长尺寸:3 2 m m X 宽 1 1 m m X 高2 0 m m二、主要芯片:LM393、
10、3144霍尔传感器三、工作电压:直流5伏四、特点:1、具有信号输出指示。2、单路信号输出。3、输出有效信号为低电平。4、灵敏度可调(精调)。5、有磁场切割就有信号输出6、电路板输出开关量!(可直接接单片机)7、可用于电机测速/位置检测等场合接收机接收灵敏度w-85dBm视频输出lV p-p075Q,S/N38dB音频输出lVp-p06OOQ适配电源DC 8V/500mA产品尺寸115x80 x21mm产品重量150g天线50ohm SMA频率480MHz频率稳定性 100MHz-b、尺寸:32mm X22mm X27mm 长二、主要芯片:LM393,ZYMQ-3气体传感器三、工作电压:直流5伏
11、四、特点:1、具有信号输出指示。2、双路信号输出(模拟量输出及TTL电平输出)3、TTL输出有效信号为低电平。(当输出低电平时信号灯亮,可直接接单片机)4、模拟量输出05V电压,浓度越高电压越高。5、对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性。6、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性7、快速的响应恢复特性产品型号HC-SR501人体感应模块工作电压范围直流电压4.5-20V静态电流50uA电平输出高3.3 V/低0V触发方式L 不可重复触发/H 重复触发延时时间5-200S(可调)可制作范围零点几秒-几十分钟封锁时间2.5S(默认)可制作范围零点几秒-几十秒电路板外形尺寸32mm*24mm感应角度1
12、00度锥角工作温度-15-+70 度感应透镜尺寸直径:23mm(默认)项目参 数传输频率ISM 1,200 MHz 4CH调制方式FM传输距离100m工作温度0七 +50 七/+3 2 T +122T存储温度-20七 +60 X?/-4T+140T工作湿度85%RH摄像机信号制式PALNTSC有效像素628(H)x586(V)510(H)x 496(V)成像器件1/3 OmnVision CMOS水平清晰度380TV Line视角/镜头45(f=6mm)最低照度3.OLux(Fl.2)扫描频率(水平)15.625KHz15.734KHz扫描频率(垂直)50Hz60Hz适配电源DC8V/500m
13、A产品尺寸20 x20 x10mm产品重量30g榜 收 击 铀 席W 丽 dRmi a rrt参数条件M i nT y pM a x单位分辨率111%R H8B i t重复性1%R I I精度251士4%R I I050P5%R H互换性可完全互换量程范围o r3090%R I I25P2090%R H5or2080%R H响应时间l/e(63)25XJ,la/s 空气61015S迟滞1%R 1 I长期稳定性典型值1%R H/y r分辨率111r888B i t重复性1,C精度12,C量程范围050*c响应时间l/e(63%)630s痴FA.标准工作条件符号参数名称技术条件备注Vc回路电压5V
14、AC or DCVH加热电压5.0V0.2 VAC or DCRL负载电阻可谓RH加热电阻31 C=3C室温PH加热功耗W90UmWB.环境条件符号参数名称技术条件备注Tao使用温度-IO C-50cTas储存温,度-20C 70 cRH相对湿度小 于95%KHO2氧气浓度21%(标准条件)氧气浓度会影病灵敏度特性最小值大于2%c.灵敏月特性符号参数名称技术参数备注Rs敏感体表面电阻3KO-30KC(lOOOppm 异 烷)探测浓度范围JOOppm-lOOOOppm液化气和丙烷300ppm-5000ppm 丁烷5000ppm-2000 Oppm 甲烷300ppm-5000ppm 氢气100pp
15、m-2000ppm 酒精a(3000/1000)异丁烷浓度斜率W0.6标准工作条件温度:20 c 2 C Vc:5.0V0.lV相对湿度:65%5%T1:5.0V0.1 V预热时间不少于24小时四、面向硬件编程程序1、小车无线控制与传感器数据回传。(1)U1程序f t i n c l u d e t f d e f i n e l e f t P 3 _ 2#d e f i n e ri g h t P 3 _ 3#d e f i n e g o P 3 _ 4#d e f i n e b a c k P 3 _ 5t t d e f i n e l e f t d a t a 0 x 1 1
16、#d e f i n e ri g h t d a t a 0 x 2 2#d e f i n e g o d a t a 0 x 3 3#d e f i n e b a c k d a t a 0 x 4 4#d e f i n e m a n P l _ 0 /定义串口#d e f i n e y a n P l _ lf t d e f i n e j i u P l _ 2 /#d e f i n e u c h a r u n si g n e d c h a rf t d e f i n e u i n t u n si g n e d i n tu n si g n e d c
17、h a r a,b,f l a g,f l a g l=l;c h a r c o d e M E SSA G E =”有人:;查表显示c h a r c o d e Q I T I 二烟雾:;c h a r c o d e A L L 二 酒精:”;v o i d se n d(v o i d);v o i d d e l a y l m s(u n si g n e d i n t x)延时子程序(u n si g n e d i n t i,j;f o r(j=x;j 0;j-)f o r(i=7 5;i 0;i-);/)初始化工作方式v o i d I n i t C o m(v o
18、i d)SC O N =0 x 5 0;R E N=1 允许串行接受状态,串口工作模式2T M O D h 0 x 2 1;P C 0 N|=0 x 0 0;定时器工作方式2波特率提高一倍T H 1=O x f d;T L l=0 x f d;/9 6 0 0 波特率T R 1=1;开定时器计数SM O=O;SM 1=1;串行工作方式1R E N=1;允许接收数据E A=1;开中断总开关E S=1;允许串T R O=1;T F O=O;E T O=1;)v o i d i n t T 0()i n t e rru p t 1(T H 0=-2 7 2 0/2 5 6;T L 0=-2 7 2
19、0%2 5 6;se n d O ;)v o i d se n d (v o i d)u n si g n e d c h a r w,m,r;i f(m an =1 )S BU F=M ES S A GE w;wh i l e(T I=0);T I=0;w+;b=a=0;yan=l;j i u=O;)i f(yan =0)S BU F=Q IT I m;wh i l e(T I=0);T I=0;m+;b=a=0;)i f (j i u=l)S BU F=A LL r;wh i l e(T I=0);T I=0;r+;b=a=0;中断发送传感器数据子程序)m ai n()(T H0=-2 7
20、2 0/2 56;T L0=-2 72 0%2 56;ET O=1;In i t Co m O ;wh i l e(l)i f(f l ag=l)(f l ag=0;f l ag l=l;i f (b!=a)(l e f t=1;r i g h t=l;g o=l;back=l;)s wi t ch(b)(cas e l e f t dat a:l e f t=O;br e ak;cas e r i g h t dat a:r i g h t=O;br e ak;cas e g o dat a:g o=0;br e ak;cas e back dat a:back=0;br e ak;)a二
21、b;f l ag l=O;de l ayl m s(3 0 0);)e l s e(l e f t=l;r i g h t=l;g o=l;back=1;/i f (f l ag l-O)/s e n d();/)vo i d s e r i al ()i n t e r r u p t 4 中断法(ET O=O;f l ag=l;f l ag l=l;b=S BU F;R I=0;中断标志ET O=1;)(2)U2程序。下载到U 2,然后用遥控器控制其方向S i n cl u de#de f i n e u ch ar u n s i g n e d ch ar#de f i n e u i
22、 n t u n s i g n e d i n tvo i d m o t o r _r _z(vo i d);右边电动机正转vo i d m o t o r _z(vo i d);左边电动机正转vo i d m o t o r _r _f (vo i d);右边电动机反转vo i d(vo i d);左边电动机反转vo i d back (u ch ar,u ch ar);/小车后退vo i d g o (u ch ar,u ch ar);/小车前进vo i d s t o p (vo i d);小车停止vo i d l e f t (vo i d);小车左转vo i d r i g h
23、t (vo i d);小车右转s bi t P W M 1=P 2 5;s bi t P W M 2=P 2 M;s bi t P W M 3=P 2”;s bi t P W M 4=P 2-2;s bi t EN 1=P 2 P;s bi t EN 2=P 2-3;s bi t l e f t _k=P O 2;s bi t back _k=P O 5;s bi t g o _k=P 0*4;s bi t r i g h t _k=P O 3;s bi t s o u n d=P 2 7;u ch ar dat a t _0;u ch ar dat a m o t o r _r;u ch a
24、r dat a m o t o r _l;u ch ar dat a V al u e;u ch ar dat a m i d;*延时子程序*/vo i d i n i(vo i d)(/T O 初始化/T M 0 D=0 x0 1;/T O 工作在方式1T HO-O xf f;装入T O 初值T L0=0 xf 6;T R O=1;开 T O 中断ET O=1;/T O 允许中断EA=1;/t _0=0;/P 2=0;s o u n d=1;)vo i d g o (u ch ar l e f t m o t o r,u ch ar r i g h t m o t o r)直行V al u
25、e=r i g h t _m o t o r;m o t o r _r _z();V al u e=l e f t _m o t o r;m o t o r _l _z();vo i d back (u ch ar l e f t _m o t o r,u ch ar r i g h t j n o t o r)后退(V al u e=r i g h t _m o t o r;m o t o r _r _f ();V al u e=l e f t _m o t o r;m o t o r _l _f ();vo i d l e f t (vo i d)左转V al u e=0 x45;m o
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