這是上學期參加比賽做小車時寫的報告，因為比較懶，沒有重新整理修改直接就放了上來。
本項目的產品是以launchpad作為控制核心的wifi視頻小車。可以通過上位機操作實現小車的前進後退左轉右轉等基本動作，車上搭載的攝像頭能夠將小車的監控畫面實時傳回上位機。在該小車的基礎上加以擴展和改裝，可將小車實際運用於火災、毒氣等危險環境中。
一．主控制模塊
本系統使用的芯片板為TI公司的launchpad G2系列，搭載芯片為MSP430G2553，除了接收和處理指令，小車大部分時間處在等待指令的狀態，所以可以充分利用MSP430芯片超低功耗的特點，將芯片在等待指令的階段進入休眠狀態，大大降低了芯片耗能，延長了電池使用時間。此外，launchpad小巧輕便的設計也能相當方便地搭載在小車上。
二．Wifi模塊
Wifi模塊由TP-link703n路由器改裝，可以刷入openwrt系統介紹見附錄1），在系統中裝入攝像頭驅動和安裝ser2net服務，即可支持視頻傳輸和TTL指令傳輸。其特點是小巧便攜，方面安裝在小車上，且自帶USB接口供攝像頭接入。
三．電機模塊
電機模塊原理圖
1.驅動芯片：L298N雙H橋驅動芯片
2.驅動部分端子供電范圍VMS：＋5V～＋35V
3.驅動部分峰值電流Io：2A/橋
4.邏輯部分端子供電范圍Vss：4.5-5.5V
5.邏輯部分工作電流范圍:0～36mA
6.控制信號輸入電壓范圍：高電平4.5-5.5V 低電平0V
7.最大功耗：20W
四．電源模塊
本模塊中提供三檔電源給系統供電，7.5V給電機供電，5V給L298N和路由器供電，3.6V給launchpad供電。
電源有一對2700mah的16850電池組組成，輸出電壓為7.5V，用LM317可調節降壓降至5V，再用兩個IN4007二極管將5V降至3.6V。
LM317原理圖如下：
五．車體部分
車體底盤采用透明亞克力板，車輪由兩個直流電機和一個萬向輪組成，電機由L298N電機模塊驅動，三輪結構使小車運動更加靈活。
4.系統軟件設計
下位機部分：
指令格式為4位16進制數，其中包括開始位，類型位，數據位和結束位，具體格式如下：
/**************************************************************
協議規定：
包頭類型位數據位結束位
0XFF 1 1 0XFF
各命令說明：
類型位數據位功能
0X00 0X01 前進
0X00 0X02 後退
0X00 0X03 左轉
0X00 0X04 右轉
0X00 0X00 停止
0X01 0X00 LED1亮
0X01 0X01 LED1滅
**************************************************************/
如前進指令為FF0001FF，單片機每次接收一位數據則進入一次中斷，將接收的數據進行存儲，當收到結束位FF時，四次所接收的數據進行打包並執行動作控制外圍設備做出相應動作。
下位機完整代碼見附錄2.
上位機部分
上位機分為PC端和手機端，PC端在windows系統中運行，手機端在android中運行。
PC控制端可拓展功能多，便於調試。
以下為軟件界面：
手機安卓控制端支持自定義指令，當按下按鍵時發送動作指令，松開按鍵時發送停止指令，支持重力感應控制。
軟件界面如下：
PS：上位機程序源代碼均源自網絡。
u采用wifi信號傳輸，相比於藍牙，傳輸速度更快，距離更遠。
u搭載了高清攝像頭，可實時監控小車畫面。
u采用通信協議數據包格式，易於擴展更多功能。
u運用了MSP430低功耗的特點，使芯片大部分時間處於休眠狀態，延長系統的續航時間。
u利用了手機重力感應的功能，增強了小車的趣味性。
1.openwrt
OpenWrt的被描述為一個嵌入式設備的Linux發行版，而不是試圖建立一個單一的，靜態的固件，OpenWrt的包管理提供了一個完全可寫的文件系統，從應用程序供應商提供的選擇和配置，並允許您自定義的設備，以適應任何應用程序通過使用包。對於開發人員，OpenWrt的是框架來構建應用程序，而無需建立一個完整的固件左右；對於用戶來說，這意味著完全定制的能力，從來沒有預想的方式使用該設備。
簡單來說，openwrt是一個主要以網絡為基礎並拓展應用的系統，可以安裝訂制新功能，當然也可以刪除不需要的功能。本項目中在openwrt系統中安裝了攝像頭驅動和ser2net，用於攝像頭畫面傳輸和指令傳輸。
2.MSP430G2553完整代碼
#include "msp430g2553.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
int i=0,j,n=1,URTAReceivedCount=0;
uchar Tempdatatable[4];
uchar CommandData[4];
//延時子函數
void Delay_1ms(uint i)
{
uchar x,j;
for(j=0;j<i;j++)
for(x=0;x<=148;x++);
}
/*****************************************
以下五個子函數分別為前進、後退、左轉、右轉動作指令
*****************************************/
void Moto_Forward()
{
P2OUT=0x0a;
// Delay_1ms(100);
}
void Moto_Backward()
{
P2OUT|=BIT0+BIT2 ;
P2OUT|=~BIT1+~BIT3;
// Delay_1ms(100);
}
void Moto_TurnLeft()
{
P2OUT=0x02;
// Delay_1ms(100);
}
void Moto_TurnRight()
{
P2OUT|=BIT1+BIT3 ;
P2OUT|=~BIT0+~BIT2;
// Delay_1ms(100);
}
void Moto_Stop()
{
P2OUT&= 0x00;
//Delay_1ms(100);
}
/**************************************************************
數據打包完畢後執行RunCommand函數進行對接收的數據包進行解析並轉向相應的動作函數
**************************************************************/
void RunCommand(void)
{
if(CommandData[0]==0xff && CommandData[3]==0xff)
{
switch(CommandData[1]) //判斷類型位，00為電機動作，01為LED1動作
{
case 0x00:
switch(CommandData[2])
{
case 0x00:
Moto_Stop();
break;
case 0x01:
Moto_Forward();
break;
case 0x02:
Moto_Backward();
break;
case 0x03:
Moto_TurnLeft();
break;
case 0x04:
Moto_TurnRight();
break;
}
break;
case 0x01:
switch(CommandData[2])
{
case 0x00:
P1OUT|=BIT0; //LED1亮
break;
case 0x01:
P1OUT&=~BIT0; //LED1滅
break;
default: break;
}
break;
default: break;
}
}
}
/*******************************************************************
以下為數據回傳函數，用於測試程序，小車成功運行後可不執行
void Send_Data(uchar type,uchar cmd)
{
uchar Buffer[4];
intx=0;
uint SendCount=0;
Buffer[0]=0xff;
Buffer[1]=type;
Buffer[2]=cmd;
Buffer[3]=0xff;
while(1)
{
if(Buffer[x]==0xff)
{
SendCount++;
}
UCA0TXBUF=Buffer[x];
x++;
if(SendCount==2)
{
break;
}
}
}
**************************************************************/
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //停止看門狗
UCA0CTL1 |= UCSWRST; // USCI_A0 進入軟件復位狀態
UCA0CTL1 |= UCSSEL_2; //時鐘源選擇 SMCLK
BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; //設置 DCO 頻率為 1MHz
DCOCTL = CALDCO_1MHZ;
P1SEL = BIT1 + BIT2 ; // P1.1 = RXD, P1.2=TXD
P1SEL2 = BIT1 + BIT2 ; // P1.1 = RXD, P1.2=TXD
P1DIR |= BIT0;
P1OUT&=~BIT0;
P2DIR|=0xff;
P2OUT=0X00;
UCA0BR0 = 0x68; //時鐘源 1MHz 時波特率為9600
UCA0BR1 = 0x00; //時鐘源 1MHz 時波特率為9600
UCA0MCTL = UCBRS0; //小數分頻器
UCA0CTL1 &= ~UCSWRST; //初始化 USCI_A0 狀態機
IE2|= UCA0RXIE; //使能 USCI_A0 接收中斷
_EINT(); //開總中斷
while(1)
{
LPM1; //進入低功耗模式1
}
}
#pragma vector = USCIAB0RX_VECTOR //接收中斷
__interrupt void USCI0RX_ISR(void)
{
LPM1_EXIT; //退出低功耗模式
IE2&=~ UCA0RXIE; //關閉中斷，禁止中斷被嵌套
while ( !(IFG2&UCA0TXIFG) );
uchar temp;
temp=UCA0RXBUF;
if(temp==0x00&&URTAReceivedCount==0)
{;}
else
{
if(temp==0xff&&URTAReceivedCount<2)
{
Tempdatatable[0]=0xff;
URTAReceivedCount++;
}
else
{
Tempdatatable[n]=temp;
n++;
}
if(URTAReceivedCount>1)
{
Tempdatatable[0]=0xff;
Tempdatatable[3]=0xff;
n=1;
URTAReceivedCount=0;
CommandData[0]=Tempdatatable[0];
CommandData[1]=Tempdatatable[1];
CommandData[2]=Tempdatatable[2];
CommandData[3]=Tempdatatable[3];
//Send_Data(CommandData[1],CommandData[2]); //指令回傳，測試使用
RunCommand();
}
}
IE2|= UCA0RXIE; 開啟中斷
}
