《基于ZigBee无线控制小车设计与实现》课程设计报告.doc

计算机科学与技术学院zigbee无线网络原理课程设计报告设计题目：基于zigbee无线小车的设计 设计人员：指导教师： 2015年4月 目录摘 要iabstractii1设计目标12设计内容13设计方案24实验所需器材25实验各个模块的相关电路设计25.1 l298n直流电机驱动的相关参数25.2 l298n的驱动原理图35.4 直流电机原理图46实验软件设计46.1 基于vb语言上位机控制程序：46.2 zigbee核心板下位机核心部分77作品实物图展示98实验小组成员分工119实验总结1110.小组成员评分13zigbee无线小车摘 要随着物联网的兴起，zigbee技术以其独有的优势正在为我们提供更多优质便捷的技术成果。本课题研究的是基于zigbee技术，设计和实现了一种无线遥控小车新的解决方案。设计以电脑控制端、zigbee技术、电机驱动模块等硬件模块组成的遥控小车。实现小车的前进、后退、前左转弯、前右转弯、后左转弯、后右转弯等实时控制功能。为遥控玩具小车的设计提供了一种新思路，同时可以为将来智能家居的遥控设计提供一定的参考意义。【关键词】zigbee核心板 智能小车 无线控制abstractwith the rise of the internet of things,the zigbee with its unique advantage provide us more quality and convenient technological achievements. the research is based on the zigbee controlled smart car design, by means of zigbee design and implementation of a wireless remote control car new solutions. control platform designed for pc, zigbee module, motor drive module and other hardware module remote control car. realize the car forward, backward, turn left in front, front right turn after turn left, turn right after the other real-time control functions. for the remote control toy car design presents a new way of thinking, and can for the future smart home remote control designed to provide some reference value.key words zigbee intelligent car wireless controliizigbee无线网络原理课程设计报告：基于zigbee无线小车的设计1设计目标 本次设计要求实现一个pc端可以控制小车的前进、后退、左转和右转。pc端控制软件可以用vb语言，对vb串口控件要熟悉的掌握。同时要求学生对cc2530芯片编程和zigbee协议栈有相当程度的理解以及熟练的应用，熟悉zigbee串口以及中断的使用，会基本的c语言熟练掌握iar for 8051软件的使用与程序下载以及手机软件开发环境。2设计内容(1) 利用zigbee核心板，配备车载传感器装置，建立无线控制系统。(2) 自行设计电机驱动电路并配备zigbee模块，车载zigbee用做终端设备，采用广播方式接入到zigbee协调器网络，实现操作电脑控制小车前进后退与转向运动。做到反应迅速，操作准确，实现无线遥控小车的要求。(3) 启动zigbee核心板主控软件，对小车进行控制操作。并向车载单片发生送一个连接指令，单片机收到指令后进行相关处理，并驱动电机完成相应的指令内容 串口任务初始化检测串口收到数据开始 协调器串口收到其他控制命令 小车收到控制命令小车维持原有姿态 发往上层否是 图2.1 系统组成框图3设计方案(1) cc2530芯片做接收信息设备和控制设备。(2) zigbee终端设备和协调器组网成功通信。(3) 自制电机的驱动电路(根据实验材料的具体情况) 。(4) 上位机发指令控制下位机小车运动。 4实验所需器材此处用cc2530芯片用作接收信息和控制芯片，实现无线遥控，单跳控制距离可以达到100米以上，l298n驱动模块(驱动电机)（1） 小车底座，轮子，直流电机（2） zigbee核心板和jlink下载模块及其相关的驱动（3） 杜邦线若干，电池若干（最好是可以充电的）5实验各个模块的相关电路设计5.1 l298n直流电机驱动的相关参数（1） 驱动芯片：l298n双h桥直流电机驱动芯片（2）非门芯片：ia、ib的高低电平分别控制a 、b两个电机正反转（3）驱动部分端子供电范围vms：5v46v（4）驱动部分峰值电流io：2a（5）逻辑部分端子供电范围vcc：5v（6）逻辑部分端子供电范围vin：6.5v12v（稳压之后给芯片vcc供电）（7）逻辑部分工作电流范围：020ma（8）控制信号输入电压范围：低电平：0.3vvin1.5v高电平：2.3vvinvss（9）使能信号输入电压范围：低电平：0.3vin1.5v（控制信号无效）高电平：2.3vvinvss（控制信号有效）（10） 最大功耗：25w（温度t75时）（11）正常工作温度：25130（12）驱动板尺寸：58mm54mm（13）驱动板重量：35g5.2 l298n的驱动原理图图5.1 l298n原理图说明：out1，out2，out3，out4之间分别连接两个步进电机，in1，in2，in3，in4引脚控制电机的运转，l298n的逻辑功能如图所示表5.1 图5.2 l298n逻辑图图5.2 直流电机实物连接图5.4 直流电机原理图图5.3 驱动原理图6实验软件设计 6.1 基于vb语言上位机控制程序：private sub command1_click()mscomm1.output = glabel5.caption = 前进（go）end subprivate sub command2_click()mscomm1.output = slabel5.caption = 停止（stop）end subprivate sub command3_click()mscomm1.output = blabel5.caption = 后退（back）end subprivate sub command4_click()mscomm1.output = llabel5.caption = 左转（left）end subprivate sub command5_click()mscomm1.output = rlabel5.caption = 右转（right）end subprivate sub command6_click()mscomm1.portopen = falseform1.showunload meend subprivate sub form_load()rem 串口检测检测系统存在的串口，并设置到下拉列表框dim a as integerfor a = 1 to 16 判断添加被占用的串口到列表 if err.number = 8005 then 如果错误号为8005(端口已经打开),则添加到列表 combo1.additem (com & a - 1) end if err.clear 清除错误信息 判断添加可用的串口到列表 mscomm1.commport = a if mscomm1.portopen = true then 如果串口处于打开状态说明，此串口存在，添加到列表 combo1.additem (com & a) else 如串口未处于打开状态，进行串口检测操作 on error resume next 下一句操作出现错误，说明这个串口号不存在，进入下一个串口号的检测 mscomm1.portopen = true 打开这个串口，如果出现错误则说明这个串口不存在 timer1.enabled = true end ifnext mscomm1.inputmode = 0 =0 输入为文本模式 =1 输入为二进制 mscomm1.settings = 115200,n,8,1end subprivate sub timer1_timer()label6.caption = nowend sub6.2 zigbee核心板下位机核心部分说明：登记串口任务号，以及io口和串口设备初始化 说明：从电脑获取串口命令函数说明：将串口命令发送至车载zigbee节点函数说明：车载zigbee收到电脑协调器命令后执行函数7作品实物图展示图7.1 小车的静态展示图7.2 电脑控制小车联机调试 图7.3 小车的电脑控制端界面图7.4 pcb原理图 图7.4 pcb原理图8实验小组成员分工姓名课程设计中承担的任务杨平负责画pcb电路图，编写调试程序，组织小组成员分工合作肖青上位机控制端的美工宋杰制作电路板，并打好电路板上的元器件焊接洞孔危金潇根据原理图焊接实物元器件，并测试电路是否正常工作杨思琴查找相关资料文献，总结完成实践报告9实验总结 通过这次课程实践，我们学会了如何画一个好的电路图，对dxp电路画图软件有了更深刻的了解，已经能够熟练地制作自己的元件库和画好电路图。自己做集成电路板，根据原理图实物焊元器件，检测电路是否有问题等等一系列的实践让我们的动手能力有了很大的提高。在完成电路板的制作之后，自己写的软件程序来一步一步的调试，一步一步的接近成功，这个过程是很艰难的，和富有挑战性的，但同时当你真正成功控制硬件电路的时候，你会发现这个艰难的学习工程是很美妙的。这对我们学计算机的学生来说，是对编程能力的一次很好的锻炼。 同时我们这次课程实践小组之间分工明确，通力协作，这也是我们能够按时完成本次课程实践的最主要因素，没有小组成员的努力