nrf905的无线智能车系统设计

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1、基于nRF905的无线智能车系统设计摘要：介绍了一种基于nrf905的智能车无线遥控系统的实现方案。系统利用16位单片机mc9s12xs128作为核心处理芯片，光电编码器作为速度传感元件，mc33886作为直流电机的驱动芯片，通过nrf905无线控制收发模块来控制智能车的速度与方向；系统采用了增量型pid控制与模糊控制来实现智能车的闭环控制，以提高智能车的稳定性及快速性；通过rs232串口，可以在pc机上对智能车进行远程控制。关键词：智能小车mc9s12xs128pid控制nrf905智能车已经在工业、农业、医疗、科研、国防及服务业等行业得到了一定的应用，特别是在军事领域的侦查

2、、巡逻、战场运输、扫雷以及艰苦工作环境中的信息采集等众多方面，智能车发挥着重要的作用。本系统主要是通过nrf905无线模块将智能车行驶过程中的各种状态信息发送给上位机，上位机将所发来的信息进行实时处理之后，再对智能车进行控制，从而实现pc对智能车的远程控制。1系统的硬件设计1.1系统的硬件总体结构如图1所示，整个系统硬件结构主要由飞思卡尔车模、电源模块、mc9s12xs128、c8051f340单片机、光电编码器、lcd1602液晶显示屏、nrf905和pc组成。采用嵌入式程序设计方法，在pc机上将控制指令通过串口发送给c8051f340，由c8051f340的spi口将控制指

3、令写到无线芯片的发射寄存器内，通过nrf905无线模块将数据发射出去。系统的控制模块如图2所示，在接收端nrf905将接受的数据通过spi口写入mc9s12xs128处理器，mc9s12xs128通过内部a/d采集光电编码器产生的脉冲信号，与接受到的控制指令进行比较处理，产生两个独立的占空比可调的pwm波形，用于驱动舵机和电机模块，实现对智能车速度与方向的控制，利用液晶模块可显示智能车当前的速度与所行驶的路程。除此之外，还可以通过按键来发送控制指令，实现智能车的远程控制。(见图1、图2)1.2mc9s12xs128微控制器简介mc9s12xs128微控制器采用了增强型16位s1

4、2处理器，内部有8kb的ram,2kb的eeprom,128kb的flash，外部晶振16m，通过内部pll可得40m总线时钟。有8路独立的pwm，16路12位a/d，有控制局域网模块的can总线，支持spi、sci、i2c串口通讯模式，其性能能够满足本设计的需求，该器件具有良好的稳定性，外围电路简单，功能强大。同时它支持freescale特有的背景调试模式（bdm），可以进行在线系统调试，使开发效率大大提高。1.3无线收发模块nrf905是挪威nordicvlsi公司推出的单片射频收发器，可工作在433/868/915mhz国际通用ism频段，频道之间的转换时间为650us，

5、gmsk/gfsk调制和解调；由于采用了dds+pll频率合成技术，频率稳定性好，灵敏度高，达到-100dbm；最大发射功率达+10dbm，数据传输速率可达100kbit/s。天线可采用pbc环形天线或单端鞭状天线，在开阔地带传输距离最远可达1km以上。nrf905有两种工作模式和两种节能模式，如表1所示，分别为掉电模式、待机模式、shock-burstrx接收模式和shock-bursttx发送模式，这几种模式由外界cpu通过控制nrf905的3个引脚pwr_up、trx_ce和tx_en的高低电平来决定。2系统的软件设计无线控制智能小车主要由无线数据收发器nrf905、mc

6、u、小车和液晶显示部分组成。无线数据收发器nrf905与mcu之间通过spi进行通信，mc9s12xs128通过pid算法控制智能小车的速度与方向。因此，软件设计的重点是nrf905数据的收发和智能车的速度、方向控制，且都用c语言编写。2.1nrf905程序设计2.1.1nrf905数据的发送过程当微控制器要发送数据时，将接收机的地址和发送数据通过spi接口传输给nrf905模块；微控制器设置trx_ce和tx_en管脚同时置为高电平，启动发送端的nrf905模块为发送模式。发送端的nrf905模块发送过程包括射频寄存器开启，数据打包，数据包发送；当数据包发送结束时，数据发送完

7、成管脚（dr管脚）会变成高电平；如果auto_retran被设置为高，nrf905模块将连续地发送数据包，直到trx_ce被设置为低；trx_ce被设置为低时，nrf905模块数据包发送过程结束并回到待机模式。2.1.2nrf905数据的接收过程系统接受数据的工作流程如图4所示。首先，微控制器控制trx_ce为高电平、tx_en为低电平，nrf905模块进入接收模式。当nrf905模块检测到与接收频率相同的载波时，设置载波检测管脚（cd管脚）为高电平；当nrf905模块接收到有效的地址时，设