1硬件設計

1.1電源電路

單片機控制電路和顯示電路的供電模塊，因為單片機對其工作電壓要求較高，為保證整個電路系統工作時的安全可靠，該設計中為其提供恒定的5V穩壓直流電，穩壓模塊采用LM7805集成穩壓器，因其穩壓精度高、工作穩定可靠、體積小、重量輕、成本低、維修簡單等優點，所以在各種電源電路中得到了普遍的應用。

1.2整體電路原理設計

硬件電路中單片機Atmega16起控制作用，它是整個電路中的核心控制器；通過采集Zigbee的數據，單片機通過判斷，將數據進行處理，從而控制L293D電機驅動芯片輸入引腳的高低電平的變化，從而達到控制探測車上各個電機的轉動方式；LCD12864用于顯示當前探測車的實時狀態。

2軟件設計思路

本設計中所有的控制指令不是在裸機上寫指令完成的，而是在芯片內嵌入了實時操作系統uC/OS-Ⅱ，所有控制指令均由系統根據不同任務的優先級調度完成。使整個系統的可靠性大大提高，運行效率也大大提高。此外，此系統程序可分為三個主要模塊，分別為：主函數模塊、發送溫度轉換命令程序模塊、顯示程序模塊。

3性能分析

本系統采用了美國ATMEL公司生產的8位高速單片機Atmega16，其功能強大，I/O口拉電流、灌電流能力很強，可以直接驅動繼電器。抗干擾性能好，芯片較穩定，功耗較低，且價格便宜，非常適合本設計使用。且在本設計中，單片機內嵌入了uCOS-Ⅱ實時操作系統，實現了對各個任務分配優先級及各個任務的調度。在該系統中最關鍵的無線通信采用了zigbee無線通信模塊，主芯片為NI公司生產的CC2530，其具備傳輸遠距離，低成本，低功耗，抗干擾性非常強等優良性能，對于本設計中作為無線通信模塊非常適合，符合在負載環境中正常工作的理念。本系統中的顯示模塊，顯示屏使用的是12864液晶顯示屏，其顯示方便清晰，對中文顯示效果良好，顯示內容豐富，功耗不大，與單片機硬件電路的連接簡單，程序設計也較為靈活。

4結束語

本系統是以單片機Atmega16芯片做為探測車的核心控制器，zigbee無線通信模塊作為電腦和探測車通信的傳輸媒介。上位機采用串口將數據發送給zigbee模塊，zigbee模塊根據自己的協議棧將上位機發出的數據發送給終端zigbee模塊，終端zigbee模塊將收到的信號發給探測車的控制器和液晶屏的控制器，探測車的控制芯片通過對數據的讀取，然后發送指令控制電機驅動芯片L293D，進而達到控制探測車的各方向行進；液晶屏的控制器通過對數據的讀取，先判斷上位機是否授權顯示，若不授權，則顯示對應內容，若已授權，則顯示探測車的實時狀態。實現了PC機對探測車狀態及行進方向、監控端是否授權的控制。很好的實現了探測車各向的靈活運動及輔助燈光的指示。監控端可以在授權狀態下靈敏的檢測到探測車的實時狀態。該設計具備實時性強、響應速度快、電路結構簡單、安全性高、抗干擾能力強等多項優點。

作者：馬惠鋮 單位：延安大學西安創新學院