设计干货精选：AVR单片机工业控制方案合集

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　　3）接收到红外信号时，经判断若为有效信号，则使生命值标识Life减一。同时判断当前的Life值，设置PA口的值控制LED灯（生命值）的显示。

　　4结束语

　　文中进行了一种基于Atmega128单片机和无线通信的无人车控制系统设计。实验结果表明，教学无人车在无障碍区域无线通信有效传输距离可达 80～100米，利用车载摄像头可以实时获取无人车所处环境信息，实现远程监控。其创新点是采用了PC控制模式和单兵运行模式两种方式对无人车进行控制，极大地增强了无人车的功能性和环境适应能力。在实际对抗演练中，无人车在遇到干扰的情况下顺利完成货物运输、环境勘探、反击敌方车辆等功能，取得了良好的控制效果。该设计可广泛应用于短途货运客运、应急救援、恶劣环境下自动作业等领域。

　　基于AVR单片机的控制系统设计

　　引言

　　现在许多的系统都采用了多通道Input/Output的设计，控制系统的设计也日趋复杂、庞大，所以有必要将控制电路单独分离出来。过去许多系统均采用 C51系列单片机作为控制电路，但其功能有限，电路设计较为复杂、影响了系统的稳定性，也不易扩展。本文介绍的AVR单片机由美国ATMEL公司生产，采用RISC指令集，内置RAM及可以擦写数千次的FLASH，采用哈佛结构，速度较快。ATmega128为此系列中功能最强大的一款，用于设计控制系统能适应现时复杂系统的要求。

　　系统硬件设计框架

　　硬件系统主要由CPU（AVR单片机）、人机操作和显示接口（液晶显示、键盘、指示灯和蜂鸣器）、通信接口组成。系统框图如图1所示

　　图1系统硬件设计框图

　　CPU为核心处理器件，通过I/O接口方式或A/D总线方式与液晶、显示键盘、指示灯和蜂鸣器交互，作者实现了两个版本，分别采用I/O方式和A/D总线方式。通信接口主要用到了UART接口和扩展的网络接口。其中UART提供了RS-232和RS-485接口，RS-232提供全双工单对单通信同时，而 RS-485以主/从方式与系统的多个部分通信，可用于多通道的输入输出设备。该芯片本身并不带网络接口，通过扩展一个W3100A连接RT- L8201（L）芯片，实现TCP/IP协议栈，从而使设备可以接入LAN，实现在LAN内的远程控制管理和监控。

　　系统软件结构

　　系统软件体系分为几个部分：

　　（1）系统的循环检测部分，用于检测各通道的系统设备工作是否正常，出现异常时则通过三色指示灯报警（绿色代表正常，红色代表异常，黄色为中间状态）。

　　（2）系统的设置部分，接受用户按键，用户可以在GUI上设置希望设置的参数。

　　（3）网络接口部分，此时单片机系统不参与设置，主要功能将网络部分获得的数据导至各通道。软件系统的核心部分在于菜单结构的设计。

　　本系统采用一种基于节点编号的三叉树状菜单的设计。将整个菜单看作一个菜单树，每个界面对应于树中的一个节点，父节点为当前菜单的上一级菜单；右节点为当前菜单的"兄弟"菜单，亦即上级菜单的其余子菜单。

　　我们采用对节点编号的方式将整个菜单树串起来，通过识别节点编号（ID）就能知道该节点处于哪一级菜单，同时也便于我们将菜单数初始化。编号方式：每级子菜单的编号为上级父菜单ID乘以10再加上该级子菜单在上级菜单中对应的子项号（1，2，3.），我们将根节点ID编号为1，则根节点菜单的子菜单对应的 ID分别为11，12，13.ID为11的节点的下级菜单ID为：111，112，113.一个树型结构菜单的结构和ID编号的实例如图2所示。

　　Typedef structmenu{ long ID； / /当前菜单ID void （ * disp laymenu） （ long i， unsigned char j） ； / /当前菜单对应处理函数char cur； / /当前菜单子项char total； / /子菜单总数structmenu * up， * down， * right； / /毗邻子菜单}MENU；

　　图2 一个菜单树的实例

　　对于用户按键操作切换不同的菜单时，我们只需修改一个指向对应菜单节点的全局菜单节点指针即可。当用户按下"ESC"键时，菜单指针指向当前节点的父节点，按下"Enter"键时，则指针指向对应节点的子节点。

　　用于AVR单片机的RAM空间较小，只有4KB，我们需设计一种合理而简洁的数据结构，我们将菜单的数据结构定义为（C语言实现）。

　　图3 menuselect函数的流程图

将菜单分为显示型菜单和功能性菜单，显示型菜单项用于切换各级菜单，功能型菜单则执行最底层菜单所对应的操作，total变量为0则表示为功能型菜单，大于0则表示选择型菜单。通过菜单的ID，即可以知道当前菜单的显示位置和内容，将此信息放在对应的displaymenu函数中可以节省数据空间，不用对于功能型菜单建立额外的ID与处理函数间的对应关