基于msp430的遥控小车设计
中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 10-0000-01
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影响。遥控汽车的发展，在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。
一、总体设计方案
整个系统都以单片机msp430作为系统的主控芯片，由电源供电模块供电；遥控器端通过按键采集模拟小车控制信号，通过无线数传模块nrf24l01发送对应数据；小车部分以L298N电机驱动模块驱动直流减速电机，同样通过无线数传模块nrf24l01接收数据，判断数据对应于发送端给出的按键信号，对小车的4个轮进行有效的控制，以达到遥控小车的功能。系统整体结构中分为两大部分——遥控器和被控小车，且分别对应于发送端与接收端。
（一）单片机主控模块
采用德州仪器公司的msp430f149单片机[3][4]作为主控制器。msp430是德州仪器公司的16位超低功耗处理器，从速度和管脚数量两个角度来看，可以达到本系统各个部分的要求。除此之外，msp430单片机的超低功耗的特性，也可以使发送与接收双方的便携式得以实现。
本系统中，遥控器部分使用单片机P6.2-P6.5与P1.3-P1.4与无线模块nRF24L01的6个信号口分别相连，液晶12864的并行数据口与单片机P4.0-P4.7相连，RS、RW、EN分别连接至P3.0、P3.1、P3.2口，4个方向按键分别与单片机P2.0-P2.3相连；被控小车端使用单片机P6.2-P6.5与P1.3-P1.4与无线模块nRF24L01的6个信号口分别相连，P2.0-P2.3与L298N电机驱动模块的4个控制管脚相连。
（二）无线模块
无线数传模块nrf24l01[5]工作在2.4GHz到2.5GHz，具有功耗低、易编程等特点。无线模块nrf24l01工作电压为1.9V-3.6V之间，需要使用AMS1117-3.3三端稳压芯片提供3.3V的稳压，供给无线模块进行工作。本系统只使用了无线模块的通道1，通过编程实现对无线模块数据传输特性的灵活应用，实现了遥控器对小车运动方向的实时控制。
（三）液晶显示模块
本系统的液晶显示采用12864模块。该模块接口方式简单，可构成全中文人机交互图形界面。该模块可以满足遥控器对小车的控制显示，对应于小车前后左右移动，分别在液晶屏幕上显示“F”、“B”、“L”和“R”。
（四）电源供电模块
根据该系统主控MCU以及nrf24l01无线模块均采用3.3V供电，电机驱动模块需要7.4V供电。所以采用高性能可充电锂电池提供7.4V直流电驱动电机，再经三端稳压集成电路AMS1117-3.3V稳压，形成3.3V直流电供给单片机与无线模块。
（五）电机驱动模块
以msp430f149为主控芯片，采用L298N作为电机驱动模块。当被控小车端的无线模块接收到数据为“F”对应的数组时，单片机向电机驱动模块给出信号：1010，令两侧轮都向前旋转，驱动小车向前运动。同理，若单片机向电机驱动模块分别给出0101、0110、1001，分别标志着小车向后、左、右运动。
二、系统软件设计
（一）遥控器端
程序首先初始化无线模块nRF24L01和液晶12864，软件通过对于按键是否按下的循环扫描，如果有按键按下时，会通过无线模块发送对应按键被按下的数据，并通过液晶显示出发送的数据。发送端软件中数组标志分别为F[]={0x01}、B[0x02]、L[0x03]、R[0x04]分别标志前、后、左、右。
（二）被控小车端
程序初始化无线模块nRF24L01和液晶12864完成后，接收端处于等待数据接收模式，一旦接收到数据，会判断接收到的相应数据标志着小车的运动方向，对应着向电机驱动模块输出相应的驱动脉冲信号，以驱动小车做到要求的动作。
（三）控制示例
以控制小车前进为例，说明程序控制的工作过程。发送端操作如下：1、按下按键F，使得发送端将要发送的数组TX[]=F[]={0x01}；2、NRF24L01模块发送TX[]数组；3、12864液晶在第一排第一列位置显示“F”；4、TX[]数组中的数字清零；5、返回等待按键扫描。接收端操作如下：1、等待接收数据；2、若未接收到数据，则始终保持等待接收状态；3、接收到数据后，读出接收数据的数组RX[]中的数值，在发送端发送的数组是F[]时，则此时RX[]中的数字会是0x01，即为前进的标志；4、接收端的单片机向电机驱动模块给出1010，驱动小车的4个直流减速电机前进。电平保持100ms；5输出给电机驱动的电平重新清为0000，设置无线模块为接收模式，再次等待接收。
三、结束语
本系统提出的一种遥控小车的实现方案，对于无线模块数据传输的使用以及对于直流减速电机的灵活操作，使得小车可以准确的依照遥控端的给出信号，进行相应的动作。该系统的研究和实际应用也将为不断发展的远程控制系统，提供一种可用的解决方案。
参考文献：
[1]聂茹.基于STC89C52单片机的无线遥控小车的设计与实现[J].自动化技术与应用，2012（11）：91-95.
[2]蔡向东.无线收发模块在多机通信中的设计与实现[J].吉林大学学报，2006（05）：469-472.
[3]郭天祥.新概念51单片机C语言教程--入门提高开发拓展全攻略[M].北京：中国水利水电出版社，2009.