基于AI8051U的多用途小车控制板

刘*** · 发表于 2024-12-19 16:50:11

项目简介

本项目是基于AI8051U的多用途小车控制板，具有双轮自平衡小车主控板，四轮小车主控板，遥控器板，AI8051U性能评估板等多功能用途。

项目功能

本设计是基于AI8051U设计的多用途小车控制板；设计有四路直流电机接口，两路编码电机接口，SPI（IIC）OLED屏接口，MPU6050模块接口，超声波模块接口，红外通信，蓝牙模块接口，WIFI模块接口，摇杆，除小车基础功能外还设计了板载W25QXX及AT24CXX用以实验SPI及IIC通信，同时加装了板载AI8H以测试多路串口通信、COMP+、RGB灯及若干按键以方便对评估AI8051芯片其性能；

项目参数

本设计采用TC118S单通道直流马达驱动器，驱动小车前进、后退、停止及刹车功能；
本设计采用OLED显示屏插座可兼容SPI或IIC的8/7/4线接口，为开发者提供调试便利；
本设计采用MPU6050模块插座，为小车或遥控器提供姿态数据；
本设计采用HC-SR04超声波模块插座，为小车提供前方障碍物距离数据；
板载AI8H2K12U，其主要功能作为USB转双串口方案，分别接主控的串口1与串口2；
通信上可以选择板载的红外通信方案，同样可以考虑设计的蓝牙模块及WIFI模块插座；
板载一颗360°无死角带归位摇杆，为遥控器用途提供更丰富的控制方案；
考虑到该芯片引脚仍有富余，为其添加存储拓展、LED、蜂鸣器等设计，以方便对其芯片性能做充分评估。

原理解析（硬件说明）

本项目由以下部分组成，电源部分、电机驱动部分、主控部分、陀螺仪拓展部分、通信部分，本项目主要是通过摇杆产生控制信号由选定通信方案发送，再由主控接收控制信号并进行处理，通过对陀螺仪提取姿态信息，驱动电机做出对应操作。

电源部分.png
1--电源电路：
采用DC插座及XT30作为电池供电接口、TYPE-C-16P接口作为调试供电接口，同时使用对应的USB数据引脚分别接入AI8H2K12U与AI8051U对应的USB引脚处，直接使用USB通过正反插实现不同芯片的作为下载和调试，无需转换为串口信号。在CC1和CC2引脚处加入5.1K下拉电阻，便于不同主机识别和配置，采用TPS5632DCDC稳压芯片为电机、模块、元件提供+5V，+3V3电源电压，主控使用一颗ME6211线性稳压器单独供电，并设计重新上电按键。

电机驱动部分.png
2--电机驱动电路：
依靠5V电压对电机供电，采用四路TC118S实现单通道直流马达驱动器控制四路电机驱动，并为四路电机提供接口，同时引出两路提供编码电机接口，电机可靠PWM调速驱动。

主控部分.png
3--主控电路
参照官方最小系统，保留了外接晶振接口及复位按键还有USB一键下载按键······

陀螺仪拓展部分.png
4--陀螺仪拓展电路
设计有MPU6050模块插座。

通信部分1.png

通信部分2.png
5--通信电路
为实现小车遥控，设计有板载红外通信电路，可实现红外信号收发通信，开发者也可以通过预留的蓝牙及WIFI模块插座，实现不同通信协议的操作。

......

软件代码

/******************** 主函数 **************************/
void main(void)
{
	u8 t=' ';
  WTST = 0;  //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
	EAXFR = 1; //扩展寄存器(XFR)访问使能
	CKCON = 0; //提高访问XRAM速度

	P0M1 = 0x00;   P0M0 = 0xff;   //设置为推挽输出
	P1M1 = 0x00;   P1M0 = 0x00;   //设置为准双向口
	P2M1 = 0x00;   P2M0 = 0x00;   //设置为准双向口
	P3M1 = 0x00;   P3M0 = 0x00;   //设置为准双向口
	P4M1 = 0x00;   P4M0 = 0x00;   //设置为准双向口
	P5M1 = 0x00;   P5M0 = 0x00;   //设置为准双向口
	P6M1 = 0x00;   P6M0 = 0x00;   //设置为准双向口
	P7M1 = 0x00;   P7M0 = 0x00;   //设置为准双向口

    OLED_Init();//初始化OLED
		OLED_ColorTurn(0);//0正常显示，1 反色显示
		OLED_DisplayTurn(0);//0正常显示 1 屏幕翻转显示
		while(1) 
		{
			OLED_DrawBMP(0,0,128,64,BMP1);
			BLUE 	= 1;
			GREEN = 0;
			RED 	= 0;
			delay_ms(500);
			BLUE 	= 0;
			GREEN = 1;
			RED 	= 0;
			delay_ms(500);
			BLUE 	= 0;
			GREEN = 0;
			RED 	= 1;
			delay_ms(500);
		OLED_Clear();
		OLED_ShowChinese(0,0,0,16);//刘
		OLED_ShowChinese(18,0,1,16);//工
		OLED_ShowChinese(36,0,2,16);//的
		OLED_ShowChinese(54,0,3,16);//立
		OLED_ShowChinese(72,0,4,16);//创
		OLED_ShowChinese(90,0,5,16);//开
		OLED_ShowChinese(108,0,6,16);//源
		OLED_ShowString(8,2,"ZHONGJINGYUAN",16);
		OLED_ShowString(20,4,"2024/12/12",16);
		OLED_ShowString(0,6,"ASCII:",16);  
		OLED_ShowString(63,6,"CODE:",16);
		OLED_ShowChar(48,6,t,16);
		t++;
		if(t>'~')t=' ';
		OLED_ShowNum(103,6,t,3,16);
		delay_ms(500);
		OLED_Clear();
	}
}

待补充