大连海事大学校历-大连海事大学校历
河
南
理
工
大
学
毕业设计（论文）任务书
专业班级
学生姓名
一、题目
二、起止日期
年
月
日至
年
月
日
三、主要任务与要求
指
导
教
师
职称
学
院
领
导
签字（盖章）
年
月
日
河
南
理
工
大
学
毕业设计（论文）评阅人评语
题目
评
阅
人
职称
工作单位
年
月
日
河
南
理
工
大
学
毕业设计（论文）评定书
题目
指
导
教
师
职称
年
月
日
河
南
理
工
大
学
毕业设计（论文）答辩许可证
答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：
1
、设计（论文）说明
共
页
2
、图纸
共
张
3
、指导教师意见
共
页
4
、评阅人意见
共
页
经审查，
专业
班
同学所提交的毕业设
计（论文）
，符合学校本科生毕业设计（论文 ）的相关规定，达到毕业设计
（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同
意参加毕业设
计（论文）答辩。
指导教师
签字（盖章）
年
月
日
根据审查，准予参加答辩。
答辩委员会主席（组长）
签字（盖章）
年
月
日
河
南
理
工
大
学
毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议
学院
专业
班
同学的毕业设计（论文）于
年
月
日进行了答辩。
根据学生所提供的毕业设计（论文）材
料、指导教师和评阅人意见以
及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答
辩委员会（小
组）做出如下决议。
一、毕业设计（论文）的总评语
二、毕业设计（论文）的总评成绩：
三、答辩组组长签名：
答辩组成员签名：
答辩委员会主席：
签字（盖章）
年
月
日
摘
要
Wifi
全称
wireless fidelity
，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。
Wifi
信号以
其强大的覆盖范围和更高的传输速率得到广泛应用。本设计中研究了
wifi
控制
技术在遥控小车中的应用。该遥控小车以
wifi
信号为 数据传输载体，同时通过摄像头
反馈视频画面，实现实时监控、实时控制的功能。基于<
/p>
wifi
信号的上网功能应用在我
们生活中已经非常广泛，
然而基于其在控制方面的应用并不多，本设计就是尝试采用这
一并不广泛应用的技术，<
/p>
以希望在这方面能有新的突破。
在整个设计系统中，
wifi
信号
的应用是主线，小车是载体，手机作为上位机发出控制指令，通过
wifi
模块转化发送
给单片机，控制小车做出相关动作。
关键词：
wifi
信号
单片机
控制
视频传输
Abstract
Wifi,whose full name is wireless
fidelity,is one of the most widely used
wireless
network
transmission
signal
with
its
powerful
range
and higher transmission
rate is widely this design,it mainly studies
the wifi control technology in the
application of the remote control
signal is the carrier of the data
transmission for the remote control
the
same
time,the
webcam
feedbacks
the
video
can
realize
the
function
of
real-time
monitoring,real-time
wifi
Internet
access
in
our
life
has
been
very
widely
used,
however,its
application
in
the
control
is
not
design
is
to
try
using
this
not
widely
applied
technology
to
have
new
breakthrough
in
this
the
whole
design
system,
application
of
wifi
signal is the main car is
a phone is the upper machine
control
sents signer to the microcontroller through the
wifi
module in order to control the car
to make related actions.
Keywords:
Wifi signal microcontroller control video transmission
目
录
1
概述
.
....................................... ........................
1
1.1
选题的目的和意义
.
.............................................
1
1.2
国内外研究现状
.
............. ..................................
1
2
系统结构及总体控制方案
.
......... ....................................
3
2.1
系统结构
.
................ .....................................
3
2.2
系统控制方案流程
.
............ .................................
4
3
系统硬件设计
.
.............. .........................................
5
3.1
Wifi
模块
...................... ...............................
5
3.1.1
普通家用无线路由器刷机方法
.
.............................
5
3.1.2
专用
wifi
模块
.
< p>..........................................6
3.1.3
Wifi
模块和单片机之间的通信
.............................
7
3.2
MCU
控制系统
..................... .............................
9
3.2.1 STC12C5A60S2
单片机
.....................................
9
3.2.2 STC12C5A60S2<
/p>
单片机
ISP
（在系统可编程）系统
.
............
11
3.2.3
STC12C5A60S2
单片机串口通信模块
........................
12
3.3
电源模块
.
................ ....................................
14
3.3.1
选用的电池：
.
.............. ............................
14
3.3.2
电源模块的设计
.
........................................
15
3.4
电机驱动模块
.
.............. ..................................
17
3.4.1
驱动芯片的选择
.
............. ...........................
17
3.4.2
驱动模块及控制方式
.< /p>
....................................
18
3.5
PCB
（印刷电路板）的制作
.
....... ..............................
21
3.6
上位机
.
................. .....................................
23
3.6.1
PC
版上位机软件
........................................
23
3.6.2
安卓手机版上位机软件界面
.
..............................
24
3.6.3
上位机的选择
.
.............. ............................
25
3.7
摄像头
.
.. .................................................. ..
26
3.8
智能小车底盘
.
.............. ..................................
27
4.
系统软件设计
.
. .................................................. ...
28
4.1
Wifi
模块上的系统软件
........................................
28
4.2
单片机上的程序软件
.
........... ...............................
28
4.2.1
串口程序初始化
.
............. ...........................
28
4.2.2
串口中断程序
.
..........................................
29
致谢
.
........................................... .....................
31
参考文献
.
............ ................................................
32
附录一
.
.......................................... ....................
33
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
1
概述
1.1
选题的目的和意义
Wifi
全称
wireless
fid elity
，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上
就是把有
线网络信号转换成无线信号，供支持其技术的相关电脑，手机，
PDA
等接收。< /p>
手机如果有
wifi
上网功能的话，
在有< /p>
wifi
信号的场所就可以不通过移动联通的数据连
接上网
，这方面的应用已经非常广泛了，但是基于
wifi
信号在控制方面的应用还很少 ，
然而相对于红外信号和蓝牙信号等具有传输距离远、
传送速度快等很多 优点。
Wifi
信号
在无障碍环境中传输距离为
300
米左右，
室内有障碍的情况下传输距离也在
100< /p>
米左右，
所以用它作为控制信号其性能远远优于红外和蓝牙信号。并且，上
位机可以选择手机、
电脑等常用的移动设备，操作简便。
随着社会经济的迅速发展，大型商场、机场、车站、会展中心及物流仓库等大型人
流、物流场所的规模和数量不断增加，大中城市的高层，高档商用楼日益增多，规模迅
速壮大，其安保需求也日趋迫切。巡逻智能车机器人是一个集感知环境、线路规划、行
动决策，行为控制、信息传感以及报警装置为一体的多功能综合系统。将机器人用于安
保
工作、信息探索、军事侦察具有广阔的应用前景。近年来已受到国内外特别关注，已
成为
机器人技术的一个新的发展分支。
综上所述，基于
wi fi
信号控制的遥控智能小车机器人未来将会在这些领域有广泛
的应用。
鉴于对它的开发和研究也成为当下的热门技术，本设计也尝试了这项新应用，
希望可以更
多的了解和熟悉这项技术，完善其在控制方面的应用。相信对
wifi
控制应
用的研究将来一定对人们的生活和高科技的发展探索具有深远的意义。
1.2
国内外研究现状
由于
互联网在全球的快速普及与发展，人们的工作和生活越来越依赖互联网。人们
随时随地都
有可能需要上网，产生了大量的
WLAN
服务需求。随着智能天线技术的发展，< /p>
笔记本电脑、手机、掌上电脑等支持
wifi
的移动终端越 来越普及。进一步增加了人们
对
WLAN
服务的需求。基 于
wifi
标准的
WLAN
网络是目前最为普及的 无线网络形式。
由于
wifi
信号如此 快速的发展，它已不仅仅作为一种上网信号来使用了，用其作
1
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
为控制信号的研究和开发已暂露头角，但是
wifi
技术起步 较晚，发展程度还不太成熟，
所以基于
wifi
信号的一 些控制类型的电子产品并不太多。不管是国内还是国外，它的
控制使用还仅处于研发、探
索阶段，还远远没有像红外和蓝牙信号的使用那么广泛。在
人们现在的生活当中，基于红
外信号的一些控制装置比比皆是，但是红外信号的弱点就
是传输范围小，当有障碍物时范
围更小，而
wifi
信号的传输范围远远大于红外信号，
所以基于
wifi
信号控制的电子产品具有很好的发展前景。
< /p>
本设计是用
wifi
信号来控制智能小车，智能小车已经被 大多数人熟悉，其在玩具、
安全巡逻、无人探测等领域已具有广泛的应用。由于受
wifi
覆盖的影响，基于
wifi
的
< br>应用还不能那么随心所以，这也是制约其发展的一个弊端。但是，随着
wifi
< p>网络的进
一步完善，相信基于其的有关控制电子产品会充满人们的生活世界中，为人
们提供更多
的便利，其发展前景非常可观。
2
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
2
系统结构及总体控制方案
2.1
系统结构
在整个系统设计中，以
wif i
模块和
MCU
系统为核心，其余包括上位机模块、电源
模块、电机驱动模块、摄像头和小车等部分。整体系统结构流程图如图
2-1
所示：
图
2-1
系统结构流程图
上位机选择的是手机，其作用是接收
wifi
模块发送过来的
wifi
信号，并以此为载
体将控制指令发送到
wifi
模块，同时接收来自摄像头采集过来的视频流，该 视频流也
是以
wifi
信号为载体传送到手机，并在手机 屏幕上显示所采集到的画面。
Wifi
模块其实就是路 由器的一部分，其作用就是发射
wifi
信号，便于手机搜索和
< br>作为信号的载体。同时，接收手机发过来的指令，并转化成
TTL
电平，经 由
TTL
串口输
出给单片机。
MCU
系统是基于
STC12C5A60S2
单片 机的控制系统，
功能是通过串口
1
接收来自
wif i
模块
TTL
串口发送的指令，并提取有效控制指令。以 有效控制指令为依据，经过分析、
计算，最周将结果经单片机
I/O
口。
电机驱动模块是围绕
L298N
驱动芯片搭建的，
驱动电流可达到
2A
，
可以实现正反转
的控制，方便小车实现各种动作。
摄像头
小车直流电机
上位机
（手机）
wifi
模块
MCU
系统
电机驱动模块
电源模块
电池
3
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
电源模
块是由
LM2940-5
稳压芯片组成的，输入为电池提供的
7. 2V
电压，输出电压
为
5V
，分别为
wifi
模块、
MCU
系统和电机驱动模块提供工作电 压和控制电压。同时电
池也为电机转动直接提供电能。
摄像头采用的是天敏
S606
无驱摄像头，声音信号和图像信号集成在一 个
USB
线上
进行传输，像素高。将摄像头的
接口查到
wifi
模块上预留的
USB
口即可。
2.2
系统控制方案流程
总体控制流程可概述为：
模块发射
wifi
信号，作为信号传输的载体。手机 打
开
wifi
功能，搜索
wifi
模块的无线信号并连接，这样就完成了手机和
wifi
模块之间
的无线通信。打开手机上的
WIFIROBOTS
软件，软件上的 每一个按键代表一个动作，当
按下时会有控制指令发出，控制指令以
wi fi
信号的形式发送到
wifi
模块并被接收。
Wifi
模块将接收到的信号转化成
TTL
电平信号并通过
TTL
串口输送到单片机的串行
口
1
。同时，摄像头将采集到的画面信号发送给
wifi
模块，
wifi
模块分析、计算后发
送给上位机并在上位
机上显示所采集到的画面。
单片机接收并提取有效控制指令，
并根据有效的控制指令使相应的
I/O
口输出相应
的电平，以此作为驱动模块的控制信号。驱动模块根据接收到的控制信号使相应的电机
正
转或者反转，从而使小车完成具体的动作。
4
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
3
系统硬件设计
硬件是整个系统的躯干，
是软件运行的平台。
硬件的选择直接决定系统的运行状况，
为了使系统能
够运行良好，需要搭建一个很好的硬件平台。硬件模块主要包括
wifi
模
块、
MCU
系统模块、电源模块、驱动模块等。
3.1 Wifi
模块
Wif
i
模块实质上是无线路由器或者说是无线路由器的部分电路，主要是用来提供
wifi
信号，
同时接收上位机发来的控制指令，
并对指令进 行转化，
最后输出单片机可以
识别的
TTL
电平。这部分除了选用专用的
wifi
模块外，也可以通过普通的家用无线路< /p>
由器刷机设置而成，这个可以根据自己的条件选择。
3.1.1
普通家用无线路由器刷机方法
< p>
普通家用无线路由器只是具有路由功能或者交换机的功能，
然后本设计中需要其接< /p>
收上位机的信号并转化输出，同时还要识别摄像头并传输图像，实际上是把它当做小电
脑来使用了，所以必须对其进行刷机和安装一些软件。过程如下：
1
）
、
把普通的家用无线路由器刷入开源的
OpenWrt
系统，
使之成为一个运行了
Linux< /p>
系统的小电脑；
何为
OpenW rt
：当
Linksys
释放
WRT54G/GS
的源代码后，网上出现了很多不同版本
的
Firmwar e
去增强原有的功能。大多数的
Firmware
都是
< p>99%使用
Linksys
的源代码，
只有
1%
是加上去的，
每一种
Firmware
都是针对特定的市场而设计。
这样做有
2
个缺点，
第一个是难以集合各版本
Firmware
的长处，第二 个是这版本距离
Linux
正式发行版越
来越远。
OpenWrt
选择了另一条路，它从零开始，一点一点的把各软件加入去，使其接
近
Linksys
版
Firmware
的功能，而
OpenWrt
的成功之处是它的文件系统是可写的，开
发者无需在每一次修改后重新编译，令它更像一个小型的
Linux
电脑系统，也加快了开
发速度。简而言之，就是从思科的路由源代码改造过来的，
一个适用于某些特定芯片的
路由器的小型
Linux
系统 ，有了这个系统，路由器就不再是只能上网那么简单了，用户
可以在上面安装各种程序、
驱动等，以路由为平台，用户可以自由地加载
USB
摄像头、
5
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
网卡、声卡、等设备，方便电子工作爱好者以其为平台进行各种开发。
但是，给路由器刷
OpenWrt
系统特别麻烦，对专业 性、熟练度和技术要求特别高，
一般的人员很难完成这项工作，需要专业的人士进行操作
。一般买路由器时可以要求店
家刷好
OpenWrt
系统 ，以方便自己开发，节约时间。
2
）
、 给刷好
OpenWrt
系统的无线路由器装入一款叫做
mjpg- streamer
的程序，它的
作用就是对
USB
摄像头传过来的视频进行编码，然后通过
wifi
信号返回给上位机，这
样就可以远程、直观的看到来自机器人传过来的视频了。
如果需要扩展其他功能，譬如声音模块，显示模块等可以继续给路由器刷入相应的
声卡、显卡驱动，但是要注意，必须是
Linux
系统支持的相关驱动，因为
Linux
系统没
有
Windows
系统那么强大，所以支持的软件也不多，刷入之前一定要确保可以被
Linux
系统识别。
3
）
、引 出
TTL
串口：一般的路由器都预留有
TTL
串口 ，
TTL
串口是用来调试或者刷
机用的。对路由器进行上
述各种设置，最终目的是为了让它和单片机成功握手，以便于
跟单片机正常通信，
所以要引出
TTL
串口，
然后通过安装在路由器里面的< /p>
Ser2net
软件，
就能把来自
wifi
信号的指令传到串口输出，这时串口与单片机
MCU
串口进行通信 ，单
片机接收串行指令并分析、计算并输出结果。
3.1.2
专用
wifi
模块
对于
初学者来说，家用无线路由器的刷机过程还是相当困难。因为
wifi
控制这一< /p>
领域还不算太成熟，其控制方面的应用也不是很广泛，所以关于
wifi< /p>
控制方面的资料
也相对很少，能找到的刷价教程的资料也不够详细，所以最
终没有选择这个方案，而是
选择了在网上直接购买已经刷机成功并且完成软件安装的专用
wifi
模块，它有直接引
出的
TTL< /p>
串口，可以直接和单片机通信。如图
3-1
所示为该模块的实物图。
6
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
LAN
口
TTL
输出端口
mini
·
USB
供电端口
摄像头
USB
接口
图
3-1 wifi
模块实物图
Wif
i
模块其实就是一个被简易化了的无线路由器，只扩展了供电端口，
USB
摄像头
接口和一个网口。供电端口是那个比较小的
USB
口（俗称
mini
·
USB
）
< p>，用一条USB
供电
线，一头插在
m ini
·
USB
口上，另一头插在电脑
USB
或者自己搭建的电源模块上，供电
电压
为< /p>
5V
，可提供的驱动电流不低于
1A
。上面的
USB
接口是用来连接
USB
摄像头的，
用以捕获视频并反馈到上位机上。
扩展出来的网口的作用非常灵活，
在模 块中默认为
LAN
口，可以用
192.168.1.1< /p>
从此口登陆路由，进行软件管理，也可以通过设置界面，将这
个网口改为<
/p>
WAN
口。
3.1.3
Wifi
模块和单片机之间的通信
Wifi
TTL
电平，
TTL
电平的范围是输出高电
平
>2.4V
，输出低 电平
<0.4V
。在室温下，一般输出高电平是
3.5V
，输出低电平是
0.2V
。
7
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
最小输入高电平
>=2.0V
，最小输入低电平
<=0.8V
，噪声容限是
0.4V
。
Wifi
模块上输出的
TTL
电平是
< p>3.3V左右，
所选用的
STC12C5A60S2
单片机串口通信
匹配的
TTL
电平是
5.0V
，
两者都在
TTL
电平的范围之内，< /p>
所以可以直接通信而不需要搭
建电平转换电路。
在连线时需要注意，
wifi
模块的
TTL
输出端口三根线分别为
GND
、
TX
和< /p>
RX
，应当
分别连接单片机的
GND
、
RX
和
TX
。刚开始时，
wifi
模块的
TX
连接单片机的
TX
，
RX
连
接了单片机的
RX
，以致于怎么也无法通信。后来发现了问题所在才得以解决。
8
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
3.2
MCU
控制系统
MCU
控制系统即单片 机控制系统，主要功能是利用串口接收来自
wifi
模块的信号，
提取有效指令位并储存起来。同时，
MCU
根据采集到的指令使相应的< /p>
I/O
口执行相应的
电平输出，从而达到控制驱动模块的目
的。
3.2.1
STC12C5A60S2
单片机
本设计采用的是
STC12C5A60S2
单片机，
该单片机是由宏晶科技生产的单时 钟
/
机器
周期
(1T)
的 单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代
8051
单片机，指令代码完
全兼容传统
8051
单片机，但速度快
8-1 2
倍。
STC12C5A60S2
单片机中包含中央处理器
(CPU)
、程序存储器
(Flash)
、数据 存储器
(SRAM)
、定时
/
计数器、
< p>UART串口、串口
2
、
I/O
接口、高速
A/D
转换、
SPI
接口、
PCA
模块、看门狗及片内
R/C
振荡器和外部晶 体振
荡电路等模块，几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块，可称得上一个片
上
系统。由于其超强抗干扰的特性，在电机控制等强干扰场合应用比较广泛。
主要特点：
（
1
）
增强型
8051-CPU
，
1T
单时钟
/
机器周期，指令代码完全兼容传统
8051
；
（
2
）
工作电压：
3.5V
～
5.5V
；
（
3
）
工作频率范围：
0
～
35MHz
，相当于普通
80 51
单片机的
0
～
420MHz
；
（
4
）
用户应用程序空间
60K
，片上集成
1280
字 节
RAM
；有内部
EEPROM
功能；
< p>
（
5
）
通用
I/O
口（
36/40/44
个）
，复 位后为：准双向口
/
弱上拉（普通
8051
传统< /p>
I/O
口）
，也可通过寄存器设置成准双向口
/
弱上拉，强推挽
/
强上拉，仅为输入
/
高阻，
开漏四种模式。每个
I/O
口驱动能力均 可达到
20mA
，但整个芯片最大不要超过
120mA
< p>；
（
6
）
ISP
（在系统可编程）
/IAP
（在应用可编程）
，无 需专用编程器，无需专用仿
真器，可通过串口（
P3.0/P3.1
）直接下载用户程序，数秒即可完成；
（
7
）
内部集成
MAX810
专用复位电路（外部晶体
12M
以下时，复 位脚可直接
1K
电
阻到地）
；
< p>
（
8
）
集成外部 掉电检测电路，在
P4.6
口有一个低压门槛比较器，比较电压为
1.33V
，误差为±
5%
；
（
9
）
时钟源：
外部高精度晶体
/
时钟，
内部
R/C
振荡器
(
温漂为±
5%
～±
< p>10%以内
)
。
9
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
用户在下载用户程序时，可选择使用内部
R/C
振荡器或者外 部晶体
/
时钟。常温下内部
R/C
振荡器 频率为
11MHZ
～
17MHZ
。精度要求不高时 ，可选择使用内部时钟，但因为有制
造误差和温漂，以实际测试为准；
（
10
）
共
< p>4个
16
位定时器，
两个与传统
8051
兼容的定时器
/
计数器，
16
位定时器
T0
和
T1
，没有定时器
2
，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器，再加上
2
路
PCA
模块可再实现
2
个
16
位定时器；
（
11
）
2
路
PWM/PCA
（可编程计数器阵列）
，可用来当做
2
路
D/A
使用，也可设置
成
2
个定时器，
或者用来再实现
2
个外部中断
(
上升沿中断
/
下降沿中断均可分别或同时
支持
)
；
（
12
）
8
路
A/D
转换，
10
位精度
ADC
< p>，转换速度可达250K/S(
每秒钟
25
万 次
)
；
（
13
）
通用全双工异 步串行口
(UART)
，由于
STC12
系列是高 速的
8051
，可再用定
时器或
PCA< /p>
软件实现多串口功能；
（
14
）
工作温度范围 ：
-40
～
+85
℃
(
< p>工业级)/0
～
75
℃
(
商业级
)
；
（
15
）
封装有
LQFP-48
，
LQFP-44
，
PD IP-40
，
PLCC-44
，
QFN-40
五种。当
I/O
口不
够用时，
可用
2
到
3
根普通
I/O
口线外接
74HC164/165/595
（均可级联）
来 扩展
I/O
口，
还可用
A/D
< p>做按键扫描来节省I/O
口，或用双
CPU
， 三线通信，还多了串口。本设计采
用的是
PDIP-40
封装芯片，其管脚图如图
3-2
所示：
图
3-2 STC12C5A60S2
单片机
< p>PDIP-40封装引脚图
10
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
实物图如图
3-3
所示：
图
3-3 STC12C5A60S2
单片机
PDIP-40
封装实物图
3.2.2 STC12C5A60S2
单片 机
ISP
（在系统可编程）系统
STC
12C5A60S2
单片机具有
ISP
（在系统可编程）功能，无 需专用编程器，可通过串
口（
P3.0/P3.1
）直接 下载用户程序，
ISP(
在系统可编程
)
原理图如 图
3-4
所示：
图
3-4 STC12C5A60S2
单片机
< p>ISP(在系统可编程
)
原理图
11
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
该图中上半部分是利用
MAX232
芯片搭建电平转换电路， 通过
9
针串口连接
USB
转
串口线，然后
USB
转串口线的
USB
接头连接 电脑，这样就搭建好了在系统编程的硬件电
路。
复位电路包括两个，当时钟频率低于
12MHZ
时，可以使用左侧
C6
，
R5
搭建的复位
电路，此时只应
插上
J4
短路帽。当时钟频率高于
12MHZ
时， 建议使用第二复位功能脚
P4.6
，如图由
R6
、
R7
组成的低电平检测复位电路，此时应只插上
J5
短路帽。本设计使
用的是
12MHZ
晶振，所 以使用左侧由
C6
，
R5
搭建的复位电路即可。< /p>
外部有源晶振电路是有两个
30PF
的电 容和晶振组成的，当外部时钟频率在
33MHZ
以上时，建议直接使用外
部有源晶振。如果使用内部
R/C
振荡器时钟
(
室 温情况下
为
:11MHZ
～
17MHZ)
，
XTAL1
和
XTAL2
脚浮空 。本设计使用的是
12MHZ
晶振，可以选择使
用内部<
/p>
R/C
振荡器，但是使用内部
R/C
振荡器有一个弊 端就是精确度不高，然而本设计
需要使用串口，要用到波特率发生器，所以为了精确起见
，最终还是选择了使用外部有
源晶振。
3.2.3
STC12C5A60S2
单片机串口通信模块
本设计
中主要用到了该单片机的串口通信模块，一方面是为了下载程序，另一方面
是接收来自<
/p>
wifi
模块的信号。
STC12C5A
60S2
单片机具有
2
个采用
UART
< p>工作方式的全双工串行通信接口(
串口
1
和串口
2)
。
每个串行口由
2
个数据缓冲器、
一个移位寄存器、
一个串行控制寄存器和一
个波特率发生器等组成。
每个串行口的数据缓冲器由
2
个互相独立的接收、发送缓冲器构成，可以同时发送
和接收数据。发送
缓冲器只能写入而不能读出，接收缓冲器只能读出而不能写入，因而
两个缓冲器可以共用
一个地址码。串行口
1
的两个缓冲器共用的地址码是
99H
，串行口
2
的两个缓冲器共用的地址码是
9BH
。串行口
1
的两个缓冲器统称为
SBUF
，串行口
2
的
两个缓冲器统称
S2 BUF
。
STC12C5A60S2
单 片机串行口
1
对应的硬件部分是
TxD/P3.1
和
RxD/P3.0
引脚，
串行
口
2
对应的硬件部分是
P1.2/RxD2
和
P1.3/TxD2
。
因为在整个系统中下载程序和接收
wif i
数据不同时，所以只使用了串行口
1
作为通信串口。< /p>
STC12C5A60S2
单片机的两个串行口都有
4
种工作方式，分别为方式
0
、
1
、
2
、
3
四
种
，可通过串行控制寄存器
SCON
中的
SM0
和< /p>
SM1
两个位来选择所需的工作方式。主机
12
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
可通过
查询或中断方式对接收
/
发送进行程序处理，使用十分灵活。详见表
3-1
。
SM0
SM1
工作方式
0
0
方式
0
功能说明
同步移位串行
波特率
当
UART_M0x6=0
时，波特率是
SYSclk/12
方式：
移位寄存
当
UART_M0x6=1< /p>
时，波特率是
SYSclk/2
器
0
1
方式
1
8
位
UART
，
波特
（
2
SMOD
/32
）
*
< p>（定时器1
的溢出率或
BRT
率可变
独立波特率发生器的溢出率）
1
0
方式
2
9
位
UART
，
波特
（
2
SM
OD
/64
）
*
时钟频率
率固定
1
1
方式
3
9
位
UART
< p>，波特
（
2
SMOD
/32
）
*
（定时器
1
的 溢出率或
BRT
率可变
独立波特率发生器的溢出率）
表
3-1 STC12C5A60S2
单片机串口通信工作模式
该单片机内部集成了独立波特率发生器
BRT
，同时也保 留了定时器
1
作为波特率发
生器的功能。通信时的波特率
随所选工作模式的不同而变化。
因为
wifi
模块传输的是
16
进制的数据，所以选用了方式
1
，
8
位
UART
进行数据传
输。同时选用了独立波特率发生器，可以释放定时器
1
。
13
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
3.3
电源模块
电源是一个系统正常工作的基础，
保证，因此电源模块的设计至关重要
。智能小车系统中需要供电的部分包括：
MCU
系统
模块
、
wifi
模块和电机驱动模块等。如图
3-5
所 示：
7.2V
图
3-5
电源模块供电系统图
电机驱动
电
池
电机驱动
稳压芯片
5V
MCU
系统
wifi
模块
3.3.1
选用的电池：
因为小车是双电机驱动，需要的电能比较
多，同时其他模块也需要供电，所以需要
选择容量比较大的电池。本设计选用的是
7.2V
、
2000mAh
的镍镉电池，如图
< p>3-6所示。
该电池容量大，提供的驱动电流可达
1 0A
以上，可以稳定的给各个模块供电。
图
3-6
电池
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