基于51单片机的无线遥控图像采集小车的设计

浙江海洋学院 金华园 胡佳文

基于51单片机的无线遥控图像采集小车的设计

浙江海洋学院 金华园 胡佳文

给出了一种基于STC89C52RC单片机的智能无线遥控图像采集小车硬件系统的设计方法，该系统的核心控制器采用STC89C52RC芯片，利用无线摄像头采集路面信息，电机驱动模块则采用L298双H桥芯片。整个系统根据计算机发送的控制命令进行运动控制，完成移动及转向运动，将采集到的图像实时发送至客户端计算机，从而完成无线图像采集工作。

无线遥控；图像采集；STC89C52RC单片机

1.系统整体方案设计

1.1 无线遥控图像采集小车功能设计

根据项目设计要求，无线遥控图像采集小车应具有图像采集，无线传输，无线运动控制等功能。设计采用宏晶科技公司的STC89C52RC单片机作为核心控制单元，利用无线摄像头作为图像采集传感器，将采集到的图像信息实时传输到客户端计算机上。客户端计算机将实时运动控制信号发送至控制系统，经单片机I/O端口送入单片机进行处理，经由I/O口输出控制信号控制电机驱动驱动电机，控制小车的运动。

1.2 系统整体结构

小车的系统硬件主要包括单片机（主控）、无线摄像头、电机驱动、电源等组成。图1为其整体结构框图。

2.各功能模块的设计与实现

2.1 图像采集模块的设计

图像采集模块在本系统中占有重要地位。本系统采用F0706C-V1串口摄像头模块，其接口为TTL串口接口，直接与单片机的串口相连进行通信，通过发送指令的形式使其工作，步骤如下：

第一步：给摄像头上电，延时2.5秒；

第二步：发送复位指令，设置图片大小指令，设置图片压缩率指令，完成摄像头初始化工作；

第三步：发送图像传输指令开始图像采集。

2.2 图像传输

为完成图像的无线传输，本系统使用NRF-905无线数传模块。模块最高支持50kbps工作速率，采用高效GFSK调制，抗干扰能力强，收发模式切换时间小于650us，支持串口连击及SPI通信接口，因此直接接入开发板进行使用。

2.3 单片机主控板的设计

本设计选用宏晶科技STC89C52RC微控制器作为控制单元，其引脚及内核都完全兼容标准8051单片机，支持串口程序下载、调试。设计中将单片机引脚全部引出，其中串口单独引出，方便调试。实际使用引脚分配如表1所示，主控板原理图如图2所示。

表1 单片机引脚分配表

2.4 电机驱动模块的设计

为确保电机驱动电路的可靠性及稳定的输出，本设计采用L298N为核心器件，实现了单片器件的双电机驱动，模块体积与分立元件相比大大缩小，而其2A的持续输出工作电路确保了小车的长时间稳定工作。起换向保护作用的二极管电路由桥堆代替，最大限度地确保了实际模块的最小化及灵活性。电机驱动模块原理图如图3所示。

2.5 小车供电模块的设计

本设计对移动性的要求较高，且又必须保证小车的工作稳定性，故采用四节干电池6V供电，对单片机的供电通过串联一个二极管降压实现单片机的5V供电要求。

3.系统软件的设计

本设计主要目的为实时监控及移动观测。其主程序是一个封闭的循环。I/O端口初始化部分主要按照硬件资源分配对I/O端口及临时变量进行初始设置，包括I/O端口的初始电平状态、临时变量的赋值等操作均在I/O微控制器初始化子函数中完成。此后进入死循环，不断检测客户端发回的电机控制信号，完成客户端要求的小车移动操作，实现移动观测的要求。主函数流程 图如图4所示。

4.结论

围绕无线图像采集任务完成的系统设计。实验表明无线遥控图像采集小车系统在正常工作模式时，在一定距离范围内，能实时将采集的图像至客户端计算机实现实时监控的目的，完成图像采集工作。

[1]楼然苗.51系列单片机设计实例[M].北京:航空航天大学出版社,2002.

[2]康华光.电子技术基础·模拟部分[M].高等教育出版社,2006.

[3]郭天祥.51单片机C语言教程—入门、提高、开发、拓展全攻略[M].电子工业出版社,2009.

The Hardware Design For Wireless Image Acquisition Car

Jin Huayuan，Hu Jiawen
（Zhejiang Ocean University，Zhoushan 316004，China）

Presents a method based on STC89C52RC single-chip microcomputer in designing wireless image acquisition car system，Using STC89C52RC chip as the core of the system controller，wireless camera acquisition road information，L298 H bridge chip for the motor drive module. The whole system connects to the computer system in order to act acurately as the client computer commands，complete with moving and steering movement，the collected image is real-time transmitted to the client computer，to co mplete the wireless image acquisition work.

wireless；image acquisition；STC89C51 MCU