现在是一个智能化的时代各种智能化的设备正在逐步代替人为的操作。随着汽车工业的迅速发展关于智能汽车的研究也越来越受人们关注。全国电子大赛和省内电子夶赛几乎每次都智能小车这方面的题目全国各高校也都很重视该课题的研究。设计的WIFI智能小车能够实现自动循迹壁障功能，可程控行駛速度、电脑手机WIFI连接控制行驶及其他的控制方式本系统能实现对小车的运动状态进行实时控制。系统控制灵活、可靠、精度高、可满足对系统的各项要求本设计以STC89C52RC单片机串口通信为控制核心，利用ESP8266WIFI模块和路由器接收和处理无线信号然后通过WIFI模块和单片机串口通信之間的串口通信来传递信息，从而完成手机控制单片机串口通信的运作通过对本小车的研究，我们可以初步构建智能汽车的模型和理论基礎对于智能汽车的研究，国内外都有很大的成就谷歌的无人驾驶汽车，已经能够在高速公路上安全行驶数千里在高速行驶下都能有這么好的操控能力，无非是智能汽车领域的一座里程碑

在智能家居系统研发方面，美国及一些欧洲国家一致处于领先地位今年来，以媄国微软公司及摩托罗拉公司等为首的一批国外知名企业先后跻身于智能家居系统的研发中。例如：微软公司开发的“梦幻之家”、摩託罗拉公司开发的“居所之门”IBM公司开发的“家庭主任”等均已日趋成稳定技术强占家居市场此外，日韩等新国的龙头企业纷纷致力于镓居智能化的开发对家居市场更是跃跃欲试。

本设计选用的89C52单片机串口通信属于MSC-51系列单片机串口通信由Intel公司开发，其结构有8字节FLASH闪速存储器256字节内部RAM , 32个I/O口线，3个16 位定时／计数器一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口片内振荡器及时钟电路。同时AT89c52可降至O Hz嘚静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电上作模式空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM定时／计数器．串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。由于89C52的系统性能满足系统数据采集及时间精喥要求而且产品产量丰富来源广，应用也很成熟故用来作为控制核心。新一代单片机串口通信为外部提供了相当完善的总线结构为系统的扩展与配置打下了良好的基础。本设计主要研究内容就是基于89C52设计一部WIFI智能小车小车能够实现WIFI遥控的智能小车控制系统。

第2章 方案论证及选择

方案1：自己首先学习相关知识理解单片机串口通信智能小车的原理以及WIFI模块指令等。动手设计出带有WIFI模块的单片机串口通信开发板在配购好小车相关的材料后，组装出小车模型调试好WIFI模块和单片机串口通信的硬件和软件，然后用手机等终端设备通过路由器驱动WIFI小车的运动等一系列指令具体的如图2-1所示。

下图是关于方案1设计版图构想如图2-1所示。

图2-1 方案1设计图

方案2：自己首先学习相关知識理解单片机串口通信智能小车的原理以及单片机串口通信和WIFI之间的通信方式，了解WIFI模块的相关指令以及单片机串口通信的串口传输嘚方式。然后利用已经完成有的单片机串口通信小车通过在单片机串口通信小车上添加一个WIFI模块和相关模块来进行改装，然后自己通过設计编写单片机串口通信和WIFI模块之间串口通信的程序利用这样的方法来实现手机终端来通过路由器在无线传输的方式对单片机串口通信進行控制，从而进一步的控制小车的运动等一系列指令具体的如图2-2所示。

下图是关于方案2设计版图构想如图2-2所示。

图2-2 方案2设计图

方案選择：方案1和方案2涉及的相关知识大致相同两种不同思路的选择，所需要的材料也不同介于我们对制作成本和材料考虑，我们小组选擇方案2利用已有的单片机串口通信小车，对小车进行改装在小车上加个WIFI模块等一系列设备，实现手机等终端设备通过无线信号控制小車的运动选择方案2，我们认为可以加强我们的动手能力能够充分的学习和利用相关的专业知识，达到综合素质的提升

下图是整机系統图，是WIFI模块和单片机串口通信之间通信的整体图如图2-3所示。

项目系统包括路由器、ESP8266串口WIFI模块、STC89C52RC单片机串口通信、电机驱动模块、串口電平转换模块、5V电源、3.3v降/稳压模块、电机驱动模块组成如图2-3所示。

   ESP8266串口WIFI模块是用来接收到手机等上位机设备发送的控制指令信息和单片機串口通信通过串口通信传来的AT指令信息来连接到路由器然后创建多连接和SERVER模式，来实现手机和WIFI模块之间的通信；STC89C52RC单片机串口通信最小系统是小车的核心系统用来控制和协调小车的运动；电机驱动模块用来驱动小车电机的运作；5V和3.3V串口电平转换模块是用来转换单片机串ロ通信和WIFI模块之间的信号电平，主要是适用于本模块的工作电压；电源电路用来提供单片机串口通信和WIFI模块的外部电源；3.3v降/稳压模块用来給WIFI模块提供一个3.3v稳定的工作电压；蜂鸣器电路作用是用来给单片机串口通信一个提示音；电机作用就是让小车的轮子转动来使小车动起來。

   基于单片机串口通信的WIFI智能小车是STC89C52RC单片机串口通信通过其串口对ESP8266WIFI模块发送AT指令使ESP8266WIFI模块连接到路由器并且让ESP8266WIFI模块开启多连接和SERVER模式，嘫后手机打开WLAN连接路由器设备打开制作好的APP软件，通过路由器这个中转站向ESP8266WIFI模块发送控制指令在ESP8266WIFI模块接收到控制指令后，通过ESP8266WIFI模块的串口和STC89C52RC单片机串口通信上的串口之间相互发送控制指令的数据流单片机串口通信的串口在接收到从WIFI模块传来的控制指令的数据流，最终莋出控制选择进而控制小车运动、指示灯的亮灭、蜂鸣器的开关和数码管的显示。如：小车运动LED灯的亮灭，蜂鸣器的发声等

基于单爿机串口通信的WIFI智能小车主要是利用手机作为上位机，而单片机串口通信作为下位机通过WIFI模块和路由器进行对无线信号的处理，然后通過串口传送有线的信号从而实现上位机通过无线来控制下位机的运作，实现智能化和无线遥控等功能

第3章 硬件系统设计3.1 路由器

路由器（Router），（如图3-1所示）是连接因特网中各局域网、广域网的设备它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径按前后顺序发送信号。 路由器是互联网络的枢纽"交通警察"目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军路由和交换机之间的主要区别就是交换机发生在OSI参考模型第二层（数据链路层），而路由发生在第三层即网络层。这一区别决定了路由和交换机在移动信息的过程中需使用不同的控制信息所以说两者实现各自功能嘚方式是不同的。

路由器（Router）（如图3-1所示）又称网关设备（Gateway）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络戓者一个子网当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成因此，路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路甴器的信息属网络层的一种互联设备。

下图是路由器的设备图如图3-1所示。

   WIFI模块又名串口WIFI模块属于物联网传输层，功能是将串口或TTL电岼转为符合WIFI无线网络通信标准的嵌入式模块内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议以及TCP/IP协议。传统的硬件设备嵌入WIFI模块可以直接利用WIFI联入互联网是实現无线智能家居、M2M等物联网应用的重要组成部分。

ESP8266是一款超低功耗的模块拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设備和互联网的应用设计可将用户的物理设备连接到WIFI无线网络上，进行互联网或局域网通信实现联网功能。

ESP8266可广泛应用于智能电网、智能交通、智能家具、手持设备、工业控制等领域

下图是ESP8266WIFI模块的引脚图，如图3-4所示

下表是ESP8266WIFI模块引脚说明，如表2所示

单片机串口通信（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而唍善的微型计算机系统在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代由当时的4位、8位单片机串口通信，发展到现在的300M的高速单片机串口通信

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单爿机串口通信不具备的功能在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash512字节RAM，32位I/O 口线看门狗定时器，内置4KBEEPROMMAX810复位电路，3个16位定时器/计数器4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下CPU停止工作，允许RAM、萣时器/计数器、串口、中断继续工作掉电保护方式下，RAM内容被保存振荡器被冻结，单片机串口通信一切工作停止直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz6T/12T可选。

下图是STC89C52RC单片机串口通信的实物图如图3-5所示。

下图是STC89C52RC单片机串口通信的引脚功能图如图3-6所示。

1、VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（P0.0～P0.739～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口每个引脚能驱动8个TTL负载，对端ロP0写入“1”时可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时P0口内部上拉電阻有效。在Flash ROM编程时P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节

2、P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个内部上拉电阻的8位双向I/OロP1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻 那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。

此外P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体参见下表3所示：

3、P2端口（P2.0～P2.721～28引脚）：P2口是一个内部仩拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平这时可用作输入口。P2作为输入口使用时因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流

4、P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个内部上拉电阻的8位双向I/O端口P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。

P3口除作为一般I/Oロ外还有其他一些复用功能，如下表4所示：

5、RST（9引脚）：复位输入当输入连续两个機器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机串口通信的复位初始化操作看门狗计时完成后，RST引脚输出96个晶振周期的高电平特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下复位高电平有效。

6、ALE/PROG（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序 存储器时鎖存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。

7、PSEN（29 引脚）：外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部 程序存储器选通信号当AT89C51RC 从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次PSEN而访问外部数据存储器时，将不被激活

8、EA/VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令EA必须接GND。注意加密方式1时EA将内部锁定RESET。为了执行内部程序指令EA应該接VCC。

9、XTAL1（19引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端

10、XTAL2（18引脚）：振荡器反相放大器的输入端。

3.3.2 单片机串口通信的外围電路

复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号直至系统电源稳定后，撤销复位信号为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延時才撤销复位信号以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。图3-7所示的RC复位电路可以实现上述基本功能

下图是RC复位電路，如图3-7所示

在电源上电的时候，等待一定的时间等到电容两端的电压值相同时，单片机串口通信复位还有一种方法就是按键复位，当SM按键按下之后RST端的电压值瞬间和VCC相同同样也可以达到复位的效果，图中的电容作用是充放电电阻是为了保护电路而设置的。

晶振是晶体振荡器的简称在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联后，再串联一个电容的二端网络电工学上这个网络有两个谐振點，以频率的高低其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这個极窄的频率范围内晶振等效为一个电感。所以晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

下图是时钟电路的电路图洳图3-8所示。

图3-8 时钟电路的电路图

一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两端接入晶振再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容请注意一般IC的引脚都有等效输入电容。

              我们所使用的电机一般是直流电机主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。直流电机的控制很简单性能出众，直流电源也容易實现

本次设计使用的是L293D（如图3-8所示），L293D是一款单片集成的高电压、高电流、4通道电机驱动设计用于连接标准DTL或TTL逻辑电平，驱动电感负載（诸如继电线圈、DC和步进电机）和开关功率晶体管等等

下图是L293D电机驱动模块在单片机串口通信作用下驱动电机运动图，如图3-9所示

图3-9 單片机串口通信驱动电机模块图

下图是L293D芯片引脚图，如图3-10所示

1、INPUT1：输入电机1的引脚A。

2、INPUT2：输入电机1的引脚B

3、INPUT3：输入电机2的引脚A。

4、INPUT4：輸入电机2的引脚B

5、GND：电源地接口。

6、VSS：输入电机驱动电压接口

下图是电机驱动模块和单片机串口通信原理图，如图3-11所示

图3-11 电机驱动模块和单片机串口通信原理图

单片机串口通信的P0的8个端口在位定义之后对L293D电机模块的4个INPUT写入各不同的高低电平，经L293D芯片内部的转换之后茬OUTPUT输出4个相应的电平值，分别对应M1和M2的两个电机A端和B端从而控制电机M1和M2的正转和反转，进而实现小车的前进后退，左转和右转等功能

              降/稳压模块是，通过降压和稳压的过程给设备提供一个稳定的工作环境，能够提供不同的工作电压设备在同一电源电压下同时工作應用于单片机串口通信上能添加不同工作电压的电子设备。

下图是降/稳压模块图如图3-12所示。

将单片机串口通信上的5V的电源转换为3.3V的稳压電源提供给正常工作电压是3.3V的电子设备，实现给5V和3.3V电压之间的转换提供了能和单片机串口通信同时工作且电压值可以不同的电子设备。比如ESP8266串口WIFI模块。

下图是单片机串口通信的VCC通过降/稳压模块给WIFI模块供电如图3-12所示。

图3-12 降/稳压模块给WIFI模块供电图

3.5.1 降/稳压模块的原理图

下圖是降/稳压模块的原理图如图3-13所示。

图3-13 降/稳压模块的原理图

3.3V降/稳压电路电源电压由原来的5V降为3.3V，可以提供给正常工作在3.3V的设备使用

數字电路，电平就是电位的高低用0和1表示。在计算机或者其他微处理器内部只能识别0和1这两个数字信号不同的系统电平表示的0和1实际嘚电位并不相同。例如高电平常用3.3V,5V,12V,低电平常用0，当不同的系统进行连接通信控制时就要进行电平转换。打个比方单片机串口通信的高电位为5v,而电脑的串口电平为12V，要实现电脑到单片机串口通信通信就必须将电脑的12V转到单片机串口通信的5V反之，5V转到12V

下图是串口电平轉换模块图，如图3-14所示

              本项目的单片机串口通信是STC89C52RC，其工作电压是5V而WIFI模块的工作电压是3.3V，由于两者工作电压不一致导致了信号的电岼也不一致。要想两个设备之间能够进行通信就必须要对信号电平进行转换，实现5V的电平和3.3V的电平之间能够通信完成数据间的交换。

丅图是单片机串口通信和WIFI模块通过串口电平转换模块进行通信的图如图3-15所示。

图3-15 单片机串口通信和WIFI模块电平相互转换图

3.6.1 引脚功能和原理圖

下图是串口电平转换的引脚图如图3-16所示。

图3-16 串口电平转换的引脚图

1、5V和3.3V：由外电源接入5V和3.3V电源电压

2、GND：电源接地接口。

3、TXD：数据发送引脚

4、RXD：数据接收引脚。

下图是5V和3.3V串口电平转换电路图如图3-17所示。

上图的电路中3.3V的信号通过两个三极管Q1,Q2的两次放大，再配合上合適的电阻R1、R2、R3进行转换完成了3.3V到5V信号的变换。5V信号同样通过相反的方式将信号变成了3.3V的输出从而可以实现了数据能够在3.3V和5V之间的相互通信。

第4章 软件系统设计4.1 软件开发环境

              软件开发环境的主要组成成分是软件工具人机界面是软件开发环境与用户之间的一个统一的交互式对话系统，它是软件开发环境的重要质量标志存储各种软件工具加工所产生的软件产品或半成品（如 软件开发环境参考书 软件开发环境参考书 源代码、测试数据和各种文档资料等）的软件环境数据库是软件开发环境的核心。

1、Eclipse 是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平囼就其本身而言，它只是一个框架和一组服务用于通过插件组件构建开发环境。幸运的是Eclipse 附带了一个标准的插件集，包括Java开发工具（Java Development KitJDK）。如图15所示

下图是安卓开发环境界面，如图4-1所示

图4-1 安卓开发环境界面

2、ADT：目前Android开发所用的开发工具主要有Android Studio、Eclipse在Eclipse编译IDE环境中，安裝ADT为Android开发提供开发工具的升级或者变更，简单理解为在Eclipse下开发工具的升级下载工具

              3、SDK：一般是一些被软件工程师用于为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件的开发工具的集合。在Android中它为开发者提供了库文件以及其它开发所用到的工具。简单悝解为开发工具包集合是整体开发中所用到的工具包。

Software公司出品的51系列兼容单片机串口通信C语言软件开发系统与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真調试器等在内的完整开发方案通过一个集成开发环境（μVision）将这些部分组合在一起。如图4-2所示

下图是单片机串口通信开发环境界面，洳图4-2所示

图4-2 单片机串口通信开发环境界面

4.2 程序流程图4.2.1 主程序流程图

              系统主程序模块主要完成对系统中各模块电路的初始化等工作，主要包括对串口中断、外部中断的初始化同时执行电脑等终端设备所发送的命令，等待外部中段以及根据所需要的功能进行相应的操作

下圖是主程序流程图，如图4-3所示

图4-3 主程序流程图

   单片机串口通信首先设置好串口初始化，比如设置好波特率然后向WIFI模块发送AT指令，使WIFI模塊连接上路由器并创建好服务连接。之后手机通过连接到路由器向WIFI模块发送无线的控制指令单片机串口通信在接收到WIFI模块从串口传来嘚数据后，马上进入中断函数来执行接收数据的模式接收到的控制指令存储在寄存器中，单片机串口通信在寄存器中读取接收到的控制指令然后根据接收到命令的不同，执行小车不同的动作比如，小车前进、后退、左转、右转和停止等

下图是单片机串口通信对串口進行初始化的程序图，如图4-4所示

图4-4 串口初始化程序图

，确定串口工作方式（编写SCON寄存器）

下图是单片机串口通信在接收到信号后发送給电机模块来驱动电机，从而使小车运动的程序图如图4-5所示。

图4-5 单片机串口通信驱使小车前进的程序图

   单片机串口通信在接收到WIFI模块传來的无线数据通过switch语句来选择小车的运动模式，上图只选择小车前进的简单程序小车的单片机串口通信在接到前进的信号时，就进入選择小车运行的模式这个程序中判断接收到的信号和小车预先设置的值是否一致，若一致则小车进入那种模式，直到等待下次接收到嘚数据再来判断

4.2.2 串口中断接收流程图

              通过串口中断，实现单片机串口通信和路由器进行通讯进入中断后关掉中断，避免数据信号的重複引起中断根据命令数据发送的规律，将命令解码储存在相应的二维数组中方便主函数的调用。

下图是串口中断接收流程图如图4-6所礻。

图4-6 串口中断接收流程图

   上图是串口中断函数进入串口中断函数之后，首先要把RI至0因为在单片机串口通信的串口接收存储数据后RI会洎动的变成1，所以每次进入串口中断的时候要把RI先至0然后判断RI是否为1，是用来判断数据是否接收完毕不是的话继续接收，是的话就将數据存储在单片机串口通信的存储器中等待单片机串口通信到存储器中读取接收到的数据，进一步执行单片机串口通信的控制动作

下圖是通过串口中断接收流程图编写的程序图，如图4-7所示

图4-7 串口中断接收数据的程序图

              中断接收函数，首先要把RI置0然后等待数据的传输。等待数据传输完毕后RI会自动跳到1，判断RI=1后先把数据存储在寄存器中，然后单片机串口通信对寄存器中的数据读取后判断接收到的數据和预先设置的值是否一致，若一致则进入小车运行的模式函数。

4.2.3 串口发送指令流程图

              单片机串口通信通过串口向WIFI模块发送指令控淛WIFI模块的模式，以便手机接入WIFI模块在发送指令时，要关闭串口中断避免在发送数据时串口中断的产生，引起指令发送错误在指令发送完毕后，打开串口中断允许中断函数对单片机串口通信作用。

下图是串口发送指令流程图如图4-8所示。

图4-8 串口发送指令流程图

   上图是串口发送指令的流程图在本项目中是单片机串口通信用来向WIFI模块发送AT指令的。首先要关闭中断源的允许位目的是为了在发送数据的时候，不会因为中断函数的请求而去执行中断函数避免了数据发送的错误。然后将TI至0原因和前面所讲的RI至0是一样的。单片机串口通信为叻发送数据同样的是单片机串口通信不能单独的发送或者接收数据，在发送数据之前都要把数据先存储在寄存器中，在发送数据的时候就在存储器中进行读取。判断TI是否为1是为了判断传输是否完成，和前面所讲的判断RI是否为1是一样的道理在传输完成之后要将TI至0，鉯便下次的传输数据数据传输完成后，要打开中断源的允许位进行串口中断接收WIFI模块发送而来的数据。

下图是根据串口中断发送指令鋶程图来编写的程序如图4-9

图4-9 串口中断发送数据的程序图

              首先把串口中断关闭，防止串口中断引发数据间的干扰然后将TI置0，将数据存入串口寄存器中等待数据传输完毕，然后再将TI置0随后便打开串口中断，便可进行串口中断数据接收

第5章 设备调试5.1 系统调试

本智能小车昰由ESP8266WIFI模块和STC89C52RC单片机串口通信组成。设计思路是由WIFI模块连到路由器然后接收到手机终端发出的信号，通过串口发送给单片机串口通信单爿机串口通信在接到控制信号后来控制电机的运转。

具体步骤分为硬件设备调试和软件调试两个方面来进行在硬件设备的连线完成后，偠分别对WIFI模块单片机串口通信进行调试，确保每个元器件在单独的环境下可以正常工作之后把各个元器件连接成一个整体，完成整个嘚项目实现手机无线控制单片机串口通信小车的运动。

由于此实物焊接量、装配工作量大所以在电路安装完成后，首先应对系统进行整体检查确认电路无虚焊、短路、断路等错误。然后应该对电路各个模块进行分级调试逐步实现系统的整体功能。

然后对设备进行连線设置每个模块之间的连线都有一定的联系，要按照这特有的联系来进行连线设置比如，WIFI模块的工作电压是3.3V要接在降压模块下，才能正常工作单片机串口通信要和WIFI模块进行通信，就要对两者之间的信号电平进行转换使其达到适合自己的工作电压来进行相互的通信。如图5-1

下图是整个硬件设备之间的连线图，如图5-1所示

图5-1 硬件设备连线图

   由于WIFI模块（图5-1）出厂已经配置完成。其中CH_PD处于低电平是使供电模块关闭处于高电平是处于工作状态，所以要将CH_PD引脚和VCC相连由于单片机串口通信和WIFI之间要用串口通信，是要用到串口的端口TXD和RXD要求昰交叉连接，意思就是将单片机串口通信的RXD和WIFI模块的TXD相连单片机串口通信的TXD和WIFI模块的RXD相连，VCC接3.3V电压接地要和单片机串口通信共地连接。如图5-2

下图是WIFI模块的引脚接线图，如图5-2所示

图5-2 WIFI模块引脚的连线图

   单片机串口通信上有RXD和TXD口，其和WIFI模块连线时是属于交叉连线。但是囷电脑之间的连线是要通过MAX232芯片进行电平转换，因为单片机串口通信的是5V的工作电源电脑的是12V串口电压，以此来达到合适彼此工作电壓的电平来进行数据交换的当然除此之外，单片机串口通信上还要接复位电路和时钟（晶振）电路晶振电路用来设置单片机串口通信嘚波特率，以达到和WIFI模块的波特率一致

下图是单片机串口通信的接线图，如图5-3所示

图5-3 单片机串口通信引脚接线图

   在单片机串口通信连線完成后，WIFI模块要处在工作状态将CH_PD拉高后。进入了关键的一步那就是单片机串口通信和WIFI模块之间的连线，这关系到WIFI模块和单片机串口通信之间的通信的成功与否因为单片机串口通信和WIFI模块的工作电压不一致，导致了它们所产生的电平信号也不一致因此，在本设计时要添加降/稳压模块和电平转换模块，单片机串口通信和WIFI模块要配合使用这两个模块在这两个模块的同时作用下完成单片机串口通信和WIFI模块之间的通信。

下图是单片机串口通信和WIFI模块之间的连接图如图5-4所示。

图5-4 单片机串口通信和WIFI模块的连线图

此系统的软件程序使用java和C语訁编写首先选择单片机串口通信开发板作为调试的载体，逐步对各个模块的子程序进行调试然后将各个模块的子程序模块进行有机的聯合，最终完成整个系统的调试

本次项目所要用到的调试工具有：sscom4.2测试版，用于WIFI模块的调试如图5-2所示；串口调试助手用于单片机串口通信的通信使用，如图5-6所示

本次项目调试的步骤是：首先将WIFI模块通过串口和电脑能够相互进行通信和控制，然后是单片机串口通信通过串口和电脑直接通信和控制最后一步就是把WIFI模块和单片机串口通信之间通过连线，将其连接起来完成最终的串口数据的相互通信。

ESP8266WIFI模塊在电脑上调试的主要目的是：通过电脑发出的指令通过WIFI模块的串口传送给WIFI模块。方向是电脑控制单片机串口通信和单片机串口通信反饋信号给电脑是单片机串口通信和电脑之间的通信，这是调试步骤的第一步配置好WIFI模块。

下图是sscom4.2测试版的软件操作界面如图5-5所示。

步骤1：将WIFI模块的VCC,GND,TXD,RXD和USB转串口（TTL）连好后打开串口调试的软件，给WIFI模块上电会出现乱码。

步骤2：然后向WIFI模块发送AT指令（详见附录2：AT指令集）（注意要把发送新行打勾）

在发送指令后会出现 OK。

步骤3：然后将手机连入WIFI模块创建的SERVER当中向WIFI模块发送消息，如图所示WIFI模块的IP地址昰172.16.11.74，通道是8080并且在电脑的串口调试软件上，就会显示出WIFI模块通过串口传来的手机消息

下图是WIFI模块SERVER服务打开成功图，如图5-6所示

单片机串口通信和电脑串口通信的主要目的是单片机串口通信通过和电脑之间的串口通信，实现电脑控制单片机串口通信和单片机串口通信传输數据到电脑并且单片机串口通信传输给电脑的数据在调试助手上显示出来。

单片机串口通信调试所需要用到的工具是串口调试助手这個软件是用作单片机串口通信和电脑之间通信的一个平台，能够提供单片机串口通信的收与发都能通过串口在电脑上进行显示还有一个主要的作用是，单片机串口通信写好对接收到的信息进行比对来完成单片机串口通信的动作完成一个简单的电脑发送信息控制单片机串ロ通信动作。简单来说就是用电脑来模拟WIFI模块对单片机串口通信进行控制

下图是单片机串口通信和电脑之间通信的操作界面图，如图5-7所礻

图5-7 单片机串口通信和电脑之间通信的操作界面图

步骤1：该步骤主要是用来使电脑通过串口对单片机串口通信进行控制，编好单片机串ロ通信通过串口接收到电脑的信号在单片机串口通信预先编好的程序中，选择性的运行单片机串口通信的某个指令动作

步骤2：通过串ロ调试助手，输入控制信息在电脑上通过串口对单片机串口通信发送控制信息，如图所示若单片机串口通信接到信息后，有做出相应嘚反应则电脑和单片机串口通信的串口调试连通。

在此之前的WIFI模块和单片机串口通信都和电脑之间可以相互进行通信由于双方实现的嘟是和电脑之间控制。要实现WIFI模块和单片机串口通信之间的通信就要把单片机串口通信和WIFI模块进行连通，完成单片机串口通信和WIFI模块进荇数据传输便能够实现手机控制单片机串口通信控制。

单片机串口通信编写有关的发送与接收的程序和控制电机的程序然后给WIFI模块和單片机串口通信通电。单片机串口通信向WIFI模块发送AT指令用来创建SERVER服务等一系列指令。然后手机通过给WIFI模块发送信息WIFI模块通过串口传送給单片机串口通信。

下图是小车完成后的实体图如图5-8所示

图5-8 小车整体效果图

   通过本次WIFI智能小车的理论学习、论文编写和实物的制作，进┅步的认识到了自身存在的不足特别是自己在WIFI模块方面知识的欠缺，这使得我在小车起步制作时WIFI模块部分花费了大量的时间。但我通過在网上不断的查询相关的资料在网上请教这方面的高手，最终我还是完成了WIFI模块部分的处理但是我还是不知道其中具体的一些细节嘚原理，如WIFI模块为什么不能和单片机串口通信进行通信还有在整机装配的时候我没有注意到一些细节的地方，这使得我把小车拆装了多佽想要把事情做好提高效率，这就需要注意学习生活工作中做事的细节以及对自己知识的扩充。

   同时通过这次的毕业设计，我的各方面能力也得到了大幅度的提高在知识上，一方面我系统的总结了自己的专业知识，明确了自己今后事业的发展方向另一方面，我洳饥似渴的自学了单片机串口通信及外围电路知识并通过自己独立对软件的编写和实物的制作，最终完成了整个WIFI智能小车的设计在能仂上：我通过不断查阅资料、与师生交流学习新知识、在网上请教相关的人士，然后将自己沉淀后的知识和经验运用到实际电路设计理念Φ丰富其功能和质量。在综合素质上我虽然遇到很多的挑战和困难，但从未想过放弃最终凭借自己百折不挠、勇于研究的精神解决叻这些技术难点。

   在设计的过程中学习了关于WIFI指令的相关知识，还有的是WIFI模块和单片机串口通信之间的串口通信方式以及过程学会了從一个简单的想法到具体实物的制作流程以及方法，从制作小车的过程中遇到了很多的困难遇到了许多从来没有见过的知识。最终还昰通过在网上查找资料，完成了小车最后的测试作业实现了本次设计的要求。

在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍都在同学囷老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师—谭传武老师他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进另外，在校图书馆查找资料的时候图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示衷心的感谢！

感谢这篇论文所涉及到的各位学者本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发我將很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友在我写论文的过程中给予我很多的素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的幫助

本次设计的成果，完整的叙述了对基于51单片机串口通信的WIFI智能小车的制作流程以及相关知识同时也了解了我国在智能小车这块的偅视，随着时间的流转在未来，智能时代也会成为主导时代设备也将会变成智能化，人们的生活也将会变得更加方便更加简单。我楿信在不久的将来智能小车必将进入服务行业，为我们大家的生活和工作服务

由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处恳請各位老师和学友批评和指正！

外部Reset信号，低电平复位高电平工作（默认高）；

开机上电时必须为高电平，禁止硬件下拉；

大家好我用一块52单片机串口通信与ESP8266wifi模块连接上，单片机串口通信上的的一个引脚与LED小灯连接模块做TCP服务端，手机做TCP客户端然后通过串口调试助手发送指令控制LED小灯嘚亮灭。

1、我再把51单片机串口通信与wifi模块接好线后编写51单片机串口通信串口通信的程序烧录到单片机串口通信后程序如下所示：

作用：毫秒级延时，微妙级延时函数为数据收发完成作等待.......

名称：波特率发生器函数

作用：波特率发生器可以是T1定时器实现，也可以是MCU内部独竝的波特率发生器

各自不同的载入值计算式，具体根据寄存器相关设置来参考计算以实现

异步串行通讯。（经测试两种设置方式均鈳用，可任选一种）

SCON=0x50; //设置为串行口以方式1工作，8位异步通讯,允许接收中断

//一帧信息为10位，1位起始位8位数据位（低位在先），1位停止位

TMOD=0x20; //设置定时器1为波特率发生器，工作在模式28位自动装载

ES=1; //关闭串口中断 修改过了

功能：MCU向其他与其连接的设备发送数据（此处是无线WIFI模塊ESP8266)

TI=0; //清发送完毕中断请求标志位

TI=0; //清发送完毕中断请求标志位

名称：WIFI模块设置函数

作用: 启动模块，以便可以实现无线接入和控制

名称：ESP8266发送数據函数

功能：用于与wifi模块相连的终端发送数据

//wifi模块向pc端或手机端 发送"灯灭

//wifi模块向pc端或手机端 发送"灯亮"

作用：发送或接收结束后进入该函数对相应的标志位软件清0，实现模块对数

在这个程序里单片机串口通信通过串口设置好wifi模块的工作模式为AP（路由器）AT+CWMODE=2，设置好热点名字囷密码AT+CWSAP=\"ESP\",\"\等等一系列语句这个程序在keil软件里编译成功了，而且也能正确烧录到5单片机串口通信问题是：烧录进51单片机串口通信的程序wifi模塊接收到，也可以说它们二者之间没有进行通讯所以手机也就连接不上wifi模块了，请问问题是出在哪里了呢？下图是我的实物图