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　　设计报告摘要

　　一、智能探测小车作品简介：
　　本设计是以IAP 15F2K61S2单片机为核心，主要分为两个模块，一个模块为小车检测模块，另一个模块为控制模块。小车检测模块主要由湿度、温度和酒精检测等传感器和NRF2401无线模块组成，主要功能是检测一个地方的温度、湿度、以及酒精浓度，然后传输给单片机处理，单片处理后通过NRF2041无线发射模块把数据传送给控制模块。控制模块主要是按键控制小车前、后、左、右行驶，以及把无线接收模块接收到的数据传输给单片机处理，然后通过12864液晶把几个传感器检测到的数据显示出来。

　　1、显示模块
　　方案一：采用8位段数码管，将单片机得到的数据通过数码管显示出来。该方案简单易行，但所需的元件较多，且不容易进行操作，可读性差，一旦设定后，很难再加入其他的功能，显示格式受限制，且耗电量大，不宜用电池给系统供电。
　　方案二：采用液晶显示器件，液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的功能兼容性高，只需将软件作修改即可，可操作性强，也易于读数，采用12864四行十六个字符的显示，能同时显示温度、时间、酒精浓度。
　　综上分析，我们采用了第二个方案。

　　2、微控制器模块
　　方案一：此方案采用IAPAT89C51八位单片机实现。它内存较小，只有4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，无在线下载编程功能，也无在线仿真功能。只能通过编程器烧写成以.hex为后缀名的文件。
　　方案二：此方案采用IAP15F2K61S2八位单片机实现。它内存较大，有8K的字节Flash闪速存储器，比AT89C51要多4K。它可在线编程，可在线仿真的功能，这让调试变得方便。单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。
　　综上所述，我们采用了第二个方案，即15F2K61S2。

　　3、无线模块
　　该作品选用的无线模块是以nRF2401A核心提供了一路的无线发射和两路的无线接收功能。其工作不高于3.6V，整个电路分为nRF2401A芯片部分、稳压部分、晶振部分、天线部分。电压VDD经电容C1、C2、C3处理后为芯片提供工作电压;晶振部分包括Y1、C9、C10，晶振Y1允许值为4MHz、8MHz、12MHz、16MHz如果需要1Mbps的通信速度，则必须选择16MH在，使用方便。

　　4、温湿度模块
　　方案一：采用热敏电阻，热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的，也不能满足测量范围。在温度测量系统中,也常采用单片温度传感器,比如AD590,LM35等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D转换后才能送给计算机,这样就使得测温系统的硬件结构较复杂.另外,这种测温系统难以实现多点测温，也要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。
　　方案二：采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，直接输出数字信号。便于单片机处理及控制，节省硬件电路。且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形性能好，在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1820和微控制器AT89S52构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只DS18B20具有一个独有的不可修改的64位序列号，根据序列号可访问不同的器件。这样一条总线上可以挂接多个DS18B20传感器，实现多点温度测量，轻松的组建传感网络。
　　方案三：SHT10单片机传感器是一款含有以校准数字信号输出的温湿度复合传感器。该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强性价比极高等优点。SHT10传感器极为精确的湿度校验室进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。两线制串行接口和内部基准电压，使系统集成变得简单快速。
　　综上所述，我们采用了第三个方案，即SHT10。

　　二、 系统的具体设计与实现
　　以IAP15F2K61S2单片机为核心，主要分为两个模块，一个模块为小车检测模块，另一个模块为控制模块。小车检测模块主要由湿度、温度和酒精检测等传感器和NRF2401无线模块组成，主要功能是检测一个地方的温度、湿度、以及酒精浓度，然后传输给单片机处理，单片处理后通过NRF2041无线发射模块把数据传送给控制模块。控制模块主要是按键控制小车前、后、左、右行驶，以及通过模式切换把无线接收模块接收到的数据传输给单片机处理，然后通过12864把几个传感器检测到的数据显示出来。

　　1、单片机控制模块
　　该模块由IAP15F2K61S2单片机组成在设计方面，15F2K61S2的EA接高电平，其外围电路提供能使之工作的晶振脉冲、复位按键，四个I/O口分别接8路的单列IP座方便与外围设备连接。
　　当IAP15K2K61S2芯片接到来自温度传感器的信号以及来自时钟芯片的信号时，其内部程序将根据信号的类型进行处理，并且将处理的结果送到显示模块、发送控制信号控制各模块。

　　2、控制模块
　　该模块是由12864液晶显示器件和一些复位开关及电阻组成, 液晶显示器是128*64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字(16*16点阵)、128个字符(8*16点阵)及64*256点阵显示RAM(GDRAM)。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微机处理：8-位并行及串行两种连接方式(串口接线方式如图8)，具有多种功能：光标显示、画面移动，睡眠模式等。当模块在接受指令前，微处理顺必须先确认内部处于非忙碌状态，即读取BF标志时BF需为0，可以接受新的指令;如果在送出一个指令前并不检查BF标志，那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成;“RE”为 基本指令集与扩充指令集的选择控制位元，当变更“RE”位元后，往后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位元，否则使用相同的指令集时，不需要每次重设“RE”位元;主要用于显示检测到的温湿度及酒精浓度，复位开关及电阻主要构成控制，控制小车前、后、左、右行驶。

　　3、无线模块
　　该作品选用的无线模块是以nRF2401A核心提供了一路的无线发射和两路的无线接收功能。其工作不高于3.6V，整个电路分为nRF2401A芯片部分、稳压部分、晶振部分、天线部分。电压VDD经电容C1、C2、C3处理后为芯片提供工作电压;晶振部分包括Y1、C9、C10，晶振Y1允许值为4MHz、8MHz、12MHz、16MHz如果需要1Mbps的通信速度，则必须选择16MH在，使用方便。

　　4、温湿度模块
　　SHT10单片机传感器是一款含有以校准数字信号输出的温湿度复合传感器。该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强性价比极高等优点。SHT10传感器极为精确的湿度校验室进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。两线制串行接口和内部基准电压，使系统集成变得简单快速。

　　5、酒精模块
　　对酒精气体有很高的灵敏度、具有良好的重复性和长期的稳定性、抗干扰，对酒精气体有很好的选择性。

　　6、红外避障碍模块
　　当车子前进或后退时在一定的距离内遇障碍物的时候它就会在显示频显示出来。以提高安全性。