基于gps与gsm技术为水上机器人导航的电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种基于GPS与GSM技术为水上机器人导航的电路，本实用新型包括控制模块电路、电源模块电路、GPS接口模块、GSM接口模块、接收机信号输入电路，输出信号选择电路、输出接口电路、模式指示灯、microSD卡模块电路；电源模块电路为控制模块电路、GPS模块、输出接口电路供电；GPS接口模块电路与外置GPS连接；GSM接口与GSM模块连接；接收机信号输入电路对接收机信号进行采样并输入微控制器进行处理；输出信号选择电路在接收器输入信号和微控制器自行产生信号之间进行切换，从而控制舵机。本实用新型结合了GPS与GSM，并通过微控制器进行数据处理，能通过短信息远距离控制机器人。
【专利说明】基于GPS与GSM技术为水上机器人导航的电路
【技术领域】
[0001]本实用新型属于远程机器人控制，尤其涉及一种基于GPS与GSM技术为水上机器人进行导航的电路。
【背景技术】
[0002]控制机器人的无线通信方式有很多种，例如RC控制、蓝牙、WiF1、ZigBee等等，但大多数无线通信方式均有一个瓶颈，即距离问题，举例来说蓝牙作用范围在10米左右，IEEE 802.15 ZigBee最远作用距离不超过100米，WiFi在开阔场合下250 - 300米，工作在公共2.4Ghz频段的无线电遥控约在500米左右，而72Mhz频段的无线电遥控可以达到5公里，但频带容易受到干扰，且随着距离的增加信号接受变得不可靠。而用于政府、军事、医疗的无线电频段更是无法触及的。
[0003]自然而然我们联想到利用一些商业频段，例如GSM 900Mhz频带，利用低成本的通信方式-发送包含经纬度位置信息的短信给水上机器人，利用微控制器通过GPS模块获取修正后的当前位置信息，与设定的位置进行比较，得出当前航向与设定航向之间的差值，并通过PID算法控制舵机输出，使水上机器人驶向设定的地点。
[0004]相比于其他通信方式对水上机器人进行导航利用GSM+GPS有如下优势:
[0005]1.定位精度高，由于加载了 GPS模块，所获得的当前位置与设定的航点均是浮点型的经度与纬度；传统的无线电结合图传的控制只能到达大致位置；
[0006]2.成本低廉，利用发送包含航点信息(经纬度)的短信给水上机器人的GSM模块，一条150字符的短信可包含9个航点；
[0007]3.通信距离远，由于GSM通信依靠的是基站之间的接力，突破了传统无线电控制依靠大功率以及天线取得远距离控制的模式，为其他远程机器人导航方案提供了一些解决方案。
【发明内容】
[0008]本实用新型针对现有远程机器人导航的一些不足，提供了一种基于GPS与GSM技术为水上机器人导航的电路。
[0009]本实用新型一种基于GPS与GSM技术为水上机器人导航的电路包括:控制模块电路、电源模块电路、GPS接口模块、GSM接口模块、接收机信号输入电路，输出信号选择电路、输出接口电路、模式指示灯、micro SD卡模块电路；电源模块电路为控制模块电路、GPS模块、输出接口电路供电；GPS接口模块电路与外置GPS连接，获取实时地理位置；GSM接口与GSM模块连接，接收包含坐标位置信息的短信；接收机信号输入电路对接收机信号进行采样并输入微控制器进行处理；输出信号选择电路在接收器输入信号和微控制器自行产生信号之间进行切换，从而控制舵机；micro SD卡模块用于记录实时数据。本实用新型结合了GPS与GSM，并通过微控制器进行数据处理，使得利用短信息远距离控制机器人得到可能。
[0010]电源模块电路分为两个5V电压转换电路，分别为单片机和舵机供电，以及一个3.3V电压转换电路为micro SD卡及⑶4050电平转换芯片供电，此外舵机电源切换开关S3用于切换舵机供电电源。
[0011]为单片机供电的5V电压转换电路包括接插件Pl，电源开关SI，第一电源芯片Ul，第一滤波电容Cl，第二滤波电容C2和第三滤波电容C3 ;其中Pl为电源输入接口，Pl的引脚I为正极，引脚2为负极；P1的引脚I通过电源开关SI的一端，电源开关SI的另一端连接第一电源芯片Ul的引脚I,同时接第一滤波电容Cl的正极；第一电源芯片Ul的引脚3与第二滤波电容C2的正极、第三滤波电容C3的一端连接并作为5V电压输出端口 ；第一电源芯片引脚2、第一滤波电容Cl的负极、第二滤波电容C2的负极以及第三滤波电容C3的另一端接地。
[0012]3.3V电压转换电路包括第二电源芯片U2，第四滤波电容C4，第五滤波电容C5 ;其中第二电源芯片U2的引脚I接电源开关SI的另一端以及第四滤波电容C4的正极；第二电源芯片U2引脚3接第五滤波电容C5的正极并作为3.3V电压输出端；第二电源芯片U2的引脚2、第四滤波电容C4的负极、第五滤波电容C5的负极均接地。
[0013]为舵机供电的5V电压转换电路包括第三电源芯片U3，第六滤波电容C6，第七滤波电容C7 ;其中第三电源芯片U3的引脚I接电源开关SI的另一端以及第六滤波电容C6的正极；第三电源芯片U3引脚3接第七滤波电容C7的正极并作为5V电压输出端；第三电源芯片U3的引脚2、第六滤波电容C6的负极、第七滤波电容C7的负极均接地。
[0014]舵机电源切换开关S3采用了型号为MSS-22D18的6脚立式拨动开关，其第I引脚与接收机信号输入电路Pll的引脚2，P12的引脚2，P13的引脚2相连；S3的第2引脚与P8的引脚2，P9的引脚2相连，S3的第3引脚与第三电源芯片U3的引脚3相连。
[0015]此处所述的电源管理芯片Ul、U3的型号为AMS1117 5V，电源管理芯片的型号为AMSl 117 3.3V，接插件Pl为两脚2.54MM间距直针插座。
[0016]控制模块电路由微控制器U4，AD输入引脚P2，数字输出引脚P3，普通下载接口 P4，ICSP下载接口 P5，复位模块以及晶振模块组成。其中微控制器U4的引脚VCC、AVCC、AREF接第八滤波电容C8的一端,并与第一电源芯片Ul的引脚3相连；微控制器U4的引脚GND与接第八滤波电容C8的另一端相连并接地；微控制器U4的引脚PC0、PC1、PC2、PC3、PC4、PC5引脚分别与AD输入接口 P2上的第1、2、3、4、5、6引脚相连;微控制器U4的引脚H)2、PD3、PD4、PD5、PD6、PD7引脚分别与数字输出接口 P3的第1、2、3、4、5、6引脚相连。微控制器U4的引脚TOO、PDl分别与普通下载接口 P4的第4、5引脚相连，普通下载接口 P4的第1、2引脚接地，P4的第3引脚接电源芯片Ul的引脚3，P4的第6引脚接第九电容C9的一端；微控制器U4的引脚PB4、PB5、PC6、PB3分别与ICSP下载接口 P5的第1、2、3、5引脚相连；P5的第4引脚接电源芯片Ul的引脚3，第6引脚接地；复位模块中复位开关S2采用了铜质四脚微触开关，S2的1、2两脚与第九电容C9的另一端、第五电阻R5的一端相连，S2的2、4两脚接地，第五电阻R5的另一端与电源芯片Ul的引脚3相连。晶振Xl的引脚1、3分别与第i^一电容Cl 1、第十电容ClO的一端相连，同时晶振Xl引脚I接微控制器U4的PB6脚，晶振Xl引脚3接微控制器U4的PB7脚。晶振Xl的引脚2与晶振Xl的引脚4、第i^一电容Cll的另一端、第十电容ClO的另一端相连并接地。微控制器U4的引脚ADC6、ADC7悬空。
[0017]此处所述的微控制器型号为ATmega328，AD输入引脚P2与数字输出引脚P3均为6脚2.54MM间距单排排针，普通下载接口 P4为6脚2.54MM间距单排弯针，ICSP下载接口P5为6脚2.54MM间距双排排针。
[0018]GPS接口模块P6的第I引脚接地，第2、3引脚分别接微控制器U4的TO1、PDO连接，P6的第4引脚接电源芯片Ul的引脚3。
[0019]GSM接口模块与PWM输出接口模块P7共用。其中P7的第1、2、3引脚分别接微控制器U4的H)3、ro5、ro6。其中GPS接口模块P6为4脚2.54MM间距直针插座，PWM输出接口模块P7为3脚2.54MM间距单排排针。
[0020]接收机信号输入电路由接插件P11、P12、P13以及第十四滤波电容C14组成，其中Pll的引脚I接数据选择器U5的第2引脚，P12的引脚I接数据选择器U5的第5引脚，P13的引脚I接微控制器U4的引脚TO4。Pll的引脚2、P12的引脚2、P13的引脚2接第十四滤波电容C14的正极，Pll的引脚3、P12的引脚3、P13的引脚3与第十四滤波电容C14的负极连接并接地。
[0021]输出信号选择电路以及输出接口电路包括数据选择器U5、第一舵机输出口 P8、第二舵机输出口 P9、PWM输出口 P7、第十二滤波电容C12和第十三滤波电容C13 ；
[0022]其中数据选择器U5的第16引脚接第一电源芯片Ul的引脚3，第8、15引脚接地；第3引脚与第6引脚分别接微控制器U4的PB1、PB2 ;第I引脚与微控制器U4的PD2脚、下拉电阻Rd的一端连接，下拉电阻Rd的另一端接地；数据选择器U5的第4、第7引脚分别接第一舵机输出口 P8的第I引脚和第二舵机输出口 P9的第I引脚；第一舵机输出口 P8的第2引脚与第十二滤波电容C12的一端相连，第二舵机输出口 P9的第二引脚与第十三滤波电容C13的一端相连，且均与舵机电源切换开关S3的第2引脚相连。第十二滤波电容C12的另一端、第十三滤波电容C13的另一端、第一舵机输出口 P8的3脚、第二舵机输出口 P9的3脚均接地。数据选择器U5的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚架空。
[0023]其中数据选择器型号为74LS157，P7、P8、P9, P11、P12、P13均为3脚2.54MM间距单排排针。
[0024]模式指示灯电路包括4个0805封装的发光二极管与4个0603封装的电阻；其中第一电阻Rl的一端接电源芯片Ul的引脚3,另一端接第一发光二极管Dl的正极,第一发光二极管Dl的负极接地；第二电阻R2的一端接微控制器U4的TO2引脚，另一端接第二发光二极管D2的正极，第二发光二极管D2的负极接地；第三电阻R3的一端接微控制器U4的PD7引脚，另一端接第三发光二极管D3的正极，第三发光二极管D3的负极接地；第四电阻R4的一端接微控制器U4的PB5引脚，另一端接第四发光二极管D4的正极，第四发光二极管D4的负极接地。
[0025]micro SD卡模块电路由电平转换芯片U6,第十五滤波电容C15,第十六滤波电容C16以及micro SD卡插槽PlO组成,其中电平转换芯片U6的第I引脚接第十五滤波电容C15的一端，同时接电源芯片U2的引脚3，第十五滤波电容C15的另一端接地；电平转换芯片U6的第3、5、7引脚分别接微控制器U4的PBO、PB3、PB5引脚，U6的第8引脚接地，电平转换芯片U6的第2、4、6引脚分别与PlO的2、3、5引脚连接；其余引脚悬空。micro SD卡插槽PlO的第4引脚接第十六滤波电容C16的一端，同时接电源芯片U2的引脚3，第十六滤波电容C16的另一端接地。PlO的第7引脚接微控制器U4的PB4引脚，PlO的第6引脚接地，其余引脚悬空。此处所用的电平转换芯片型号为⑶4050，micro SD卡插槽PlO采用了自弹式micro SD卡座。
[0026]本实用新型有益效果如下:
[0027]1.定位精度高，由于加载了 GPS模块，所获得的当前位置与设定的航点均是浮点型的经度与纬度；传统的无线电结合图传的控制只能到达大致位置；
[0028]2.成本低廉，利用发送包含航点信息(经纬度)的短信给水上机器人的GSM模块，一条150字符的短信可包含9个航点。
[0029]3.通信距离远，由于GSM通信依靠的是基站之间的接力，突破了传统无线电控制依靠大功率以及天线取得远距离控制的模式，为其他远程机器人导航方案提供了一些解决方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本实用新型的整体电路功能示意图；
[0031]图2 Ca)是本实用新型的电源模块电路中电源管理芯片示意图；
[0032]图2 (b)是本实用新型的电源模块电路中电源管理芯片示意图；
[0033]图2 (c)是本实用新型的电源模块电路中电源管理芯片示意图；
[0034]图2 Cd)是本实用新型的电源模块电路中舵机电源切换开关示意图；
[0035]图3 Ca)是本实用新型的控制模块电路中主控芯片示意图；
[0036]图3 (b)是本实用新型的控制模块电路中晶振模块示意图；
[0037]图3 (c)是本实用新型的控制模块电路中下载接口示意图；
[0038]图3 Cd)是本实用新型的控制模块电路中ICSP下载接口示意图；
[0039]图3 Ce)是本实用新型的控制模块电路中复位模块示意图；
[0040]图4是本实用新型的GPS接口 |旲块电路不意图；
[0041]图5是本实用新型的接收机信号输入电路示意图；
[0042]图6是本实用新型的输出信号选择电路示意图；
[0043]图7是本实用新型的输出接口电路示意图；
[0044]图8是本实用新型的信号灯模块电路示意图；
[0045]图9是本实用新型的microSD卡模块电路示意图。
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
[0047]如图1所示，本实用新型一种基于GPS与GSM技术为水上机器人导航的电路包括:控制模块电路、电源模块电路、GPS接口模块、GSM接口模块、接收机信号输入电路，输出信号选择电路、输出接口电路、模式指示灯、micro SD卡模块电路；电源模块电路为控制模块电路、GPS模块、输出接口电路；GPS接口模块电路与外置GPS连接，获取实时地理位置；GSM接口与GSM模块连接，接收包含坐标位置信息的短信；接收机信号输入电路对接收机信号进行采样并输入微控制器进行处理；输出信号选择电路在接收器输入信号和微控制器自行产生信号之间进行切换，从而控制舵机；micro SD卡模块用于记录实时数据。本实用新型结合了 GPS与GSM，并通过微控制器进行数据处理，使得利用短信息远距离控制机器人得到可能。
[0048]如图2 (a)、2 (b)、2 (c)、2 (d)所示，电源模块电路分为两个5V电压转换电路，分别为单片机和舵机供电，以及一个3.3V电压转换电路为micro SD卡及CD4050电平转换芯片供电，此外舵机电源切换开关S3用于切换舵机供电电源。
[0049]为单片机供电的5V电压转换电路包括接插件Pl，电源开关SI，第一电源芯片Ul，第一滤波电容Cl，第二滤波电容C2和第三滤波电容C3 ;其中Pl为电源输入接口，Pl的引脚I为正极，引脚2为负极；P1的引脚I通过电源开关SI的一端，电源开关SI的另一端连接第一电源芯片Ul的引脚I,同时接第一滤波电容Cl的正极；第一电源芯片Ul的引脚3与第二滤波电容C2的正极、第三滤波电容C3的一端连接并作为5V电压输出端口 ；第一电源芯片引脚2、第一滤波电容Cl的负极、第二滤波电容C2的负极以及第三滤波电容C3的另一端接地。
[0050]3.3V电压转换电路包括第二电源芯片U2，第四滤波电容C4，第五滤波电容C5 ;其中第二电源芯片U2的引脚I接电源开关SI的另一端以及第四滤波电容C4的正极；第二电源芯片U2引脚3接第五滤波电容C5的正极并作为3.3V电压输出端；第二电源芯片U2的引脚2、第四滤波电容C4的负极、第五滤波电容C5的负极均接地。
[0051]为舵机供电的5V电压转换电路包括第三电源芯片U3，第六滤波电容C6，第七滤波电容C7 ;其中第三电源芯片U3的引脚I接电源开关SI的另一端以及第六滤波电容C6的正极；第三电源芯片U3引脚3接第七滤波电容C7的正极并作为5V电压输出端；第三电源芯片U3的引脚2、第六滤波电容C6的负极、第七滤波电容C7的负极均接地。
[0052]舵机电源切换开关S3采用了型号为MSS-22D18的6脚立式拨动开关，其第I引脚与接收机信号输入电路Pll的引脚2，P12的引脚2，P13的引脚2相连；S3的第2引脚与P8的引脚2，P9的引脚2相连，S3的第3引脚与第三电源芯片U3的引脚3相连。
[0053]此处所述的电源管理芯片Ul、U3的型号为AMS1117 5V，电源管理芯片的型号为AMSl 117 3.3V，接插件Pl为两脚2.54MM间距直针插座。
[0054]如图3 (a)、3 (b)、3 (c)、3 (d)、3 (e)所示，控制模块电路由微控制器U4，AD输入引脚P2，数字输出引脚P3，普通下载接口 P4，ICSP下载接口 P5，复位模块以及晶振模块组成。其中微控制器U4的引脚VCC、AVCC、AREF接第八滤波电容C8的一端，并与第一电源芯片Ul的引脚3相连；微控制器U4的引脚GND与接第八滤波电容C8的另一端相连并接地；微控制器U4的引脚PC0、PC1、PC2、PC3、PC4、PC5引脚分别与AD输入接口 P2上的第1、
2、3、4、5、6引脚相连；微控制器U4的引脚PD2、PD3、PD4、PD5、PD6、PD7引脚分别与数字输出接口 P3的第1、2、3、4、5、6引脚相连。微控制器U4的引脚PD0、PD1分别与普通下载接口P4的第4、5引脚相连，普通下载接口 P4的第1、2引脚接地，P4的第3引脚接电源芯片Ul的引脚3，P4的第6引脚接第九电容C9的一端；微控制器U4的引脚PB4、PB5、PC6、PB3分别与ICSP下载接口 P5的第1、2、3、5引脚相连；P5的第4引脚接电源芯片Ul的引脚3，第6引脚接地；复位模块中复位开关S2采用了铜质四脚微触开关，S2的1、2两脚与第九电容C9的另一端、第五电阻R5的一端相连,S2的2、4两脚接地,第五电阻R5的另一端与电源芯片Ul的引脚3相连。晶振Xl的引脚1、3分别与第i^一电容CU、第十电容ClO的一端相连，同时晶振Xl引脚I接微控制器U4的PB6脚，晶振Xl引脚3接微控制器U4的PB7脚。晶振Xl的引脚2与晶振Xl的引脚4、第十一电容Cll的另一端、第十电容ClO的另一端相连并接地。微控制器U4的引脚ADC6、ADC7悬空。
[0055]此处所述的微控制器型号为ATmega328，AD输入引脚P2与数字输出引脚P3均为6脚2.54MM间距单排排针，普通下载接口 P4为6脚2.54MM间距单排弯针，ICSP下载接口P5为6脚2.54MM间距双排排针。
[0056]如图4所示，GPS接口模块P6的第I引脚接地，第2、3引脚分别接微控制器U4的PDUPDO连接，P6的第4引脚接电源芯片Ul的引脚3。
[0057]GSM接口模块与PWM输出接口模块P7共用。其中P7的第1、2、3引脚分别接微控制器U4的H)3、ro5、ro6。其中GPS接口模块P6为4脚2.54MM间距直针插座，PWM输出接口模块P7为3脚2.54MM间距单排排针。
[0058]如图5所示，接收机信号输入电路由接插件P11、P12、P13以及第十四滤波电容C14组成，其中Pll的引脚I接数据选择器U5的第2引脚，P12的引脚I接数据选择器U5的第5引脚，P13的引脚I接微控制器U4的引脚H)4。Pll的引脚2、P12的引脚2、P13的引脚2接第十四滤波电容C14的正极，Pll的引脚3、P12的引脚3、P13的引脚3与第十四滤波电容C14的负极连接并接地。
[0059]如图6、7所示，输出信号选择电路以及输出接口电路包括数据选择器U5、第一舵机输出口 P8、第二舵机输出口 P9、PWM输出口 P7、第十二滤波电容C12和第十三滤波电容C13 ；
[0060]其中数据选择器U5的第16引脚接第一电源芯片Ul的引脚3，第8、15引脚接地；第3引脚与第6引脚分别接微控制器U4的PB1、PB2 ;第I引脚与微控制器U4的PD2脚、下拉电阻Rd的一端连接，下拉电阻Rd的另一端接地；数据选择器U5的第4、第7引脚分别接第一舵机输出口 P8的第I引脚和第二舵机输出口 P9的第I引脚；第一舵机输出口 P8的第2引脚与第十二滤波电容C12的一端相连，第二舵机输出口 P9的第二引脚与第十三滤波电容C13的一端相连，且均与舵机电源切换开关S3的第2引脚相连。第十二滤波电容C12的另一端、第十三滤波电容C13的另一端、第一舵机输出口 P8的3脚、第二舵机输出口 P9的3脚均接地。数据选择器U5的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚架空。
[0061]其中数据选择器型号为74LS157，P7、P8、P9, P11、P12、P13均为3脚2.54MM间距单排排针。
[0062]如图8所示，模式指示灯电路包括4个0805封装的发光二极管与4个0603封装的电阻；其中第一电阻Rl的一端接电源芯片Ul的引脚3,另一端接第一发光二极管Dl的正极，第一发光二极管Dl的负极接地；第二电阻R2的一端接微控制器U4的PD2引脚，另一端接第二发光二极管D2的正极，第二发光二极管D2的负极接地；第三电阻R3的一端接微控制器U4的TO7引脚，另一端接第三发光二极管D3的正极，第三发光二极管D3的负极接地；第四电阻R4的一端接微控制器U4的PB5引脚，另一端接第四发光二极管D4的正极，第四发光二极管D4的负极接地。
[0063]如图9所示，micro SD卡模块电路由电平转换芯片U6，第十五滤波电容C15，第十六滤波电容C16以及micro SD卡插槽PlO组成，其中电平转换芯片U6的第I引脚接第十五滤波电容C15的一端，同时接电源芯片U2的引脚3，第十五滤波电容C15的另一端接地；电平转换芯片U6的第3、5、7引脚分别接微控制器U4的PBO、PB3、PB5引脚，U6的第8引脚接地，电平转换芯片U6的第2、4、6引脚分别与PlO的2、3、5引脚连接；其余引脚悬空。micro SD卡插槽PlO的第4引脚接第十六滤波电容C16的一端，同时接电源芯片U2的引脚3，第十六滤波电容C16的另一端接地。PlO的第7引脚接微控制器U4的PB4引脚，PlO的第6引脚接地，其余引脚悬空。此处所用的电平转换芯片型号为⑶4050，micro SD卡插槽PlO采用了自弹式micro SD卡座。
[0064]微控制器U4接收由GSM模块传递来的航点信息，结合GPS返回的当前位置信息，由内置算法控制水上机器人的动力机构驶向设定的航点；同时数据选择器U5根据接收机信号，在手动控制和自动控制之间进行切换，模式指示灯给予信息反馈，micro CD卡模块电路用于记录水上机器人航行时的各项信息。
【权利要求】
1.基于GPS与GSM技术为水上机器人导航的电路，包括控制模块电路、电源模块电路、GPS接口模块、GSM接口模块、接收机信号输入电路，输出信号选择电路、输出接口电路、模式指示灯、micro SD卡模块电路；电源模块电路为控制模块电路、GPS模块、输出接口电路供电；GPS接口模块电路与外置GPS连接，获取实时地理位置；GSM接口与GSM模块连接，接收包含坐标位置信息的短信；接收机信号输入电路对接收机信号进行采样并输入微控制器进行处理；输出信号选择电路在接收器输入信号和微控制器自行产生信号之间进行切换，从而控制舵机；micro SD卡模块用于记录实时数据； 电源模块电路分为两个5V电压转换电路，分别为单片机和舵机供电，以及一个3.3V电压转换电路为micro SD卡及⑶4050电平转换芯片供电，此外舵机电源切换开关S3用于切换舵机供电电源； 为单片机供电的5V电压转换电路包括接插件Pl,电源开关SI,第一电源芯片Ul,第一滤波电容Cl，第二滤波电容C2和第三滤波电容C3 ;其中Pl为电源输入接口，Pl的引脚I为正极，引脚2为负极；P1的引脚I通过电源开关SI的一端，电源开关SI的另一端连接第一电源芯片Ul的引脚I,同时接第一滤波电容Cl的正极；第一电源芯片Ul的引脚3与第二滤波电容C2的正极、第三滤波电容C3的一端连接并作为5V电压输出端口 ；第一电源芯片引脚2、第一滤波电容Cl的负极、第二滤波电容C2的负极以及第三滤波电容C3的另一端接地；.3.3V电压转换电路包括第二电源芯片U2，第四滤波电容C4，第五滤波电容C5 ;其中第二电源芯片U2的引脚I接电源开关SI的另一端以及第四滤波电容C4的正极；第二电源芯片U2引脚3接第五滤波电容C5的正极并作为3.3V电压输出端；第二电源芯片U2的引脚.2、第四滤波电容C4的负极、第五滤波电容C5的负极均接地； 为舵机供电的5V电压转换电路包括第三电源芯片U3，第六滤波电容C6，第七滤波电容C7 ;其中第三电源芯片U3的引脚I接电源开关SI的另一端以及第六滤波电容C6的正极；第三电源芯片U3引脚3接第七滤波电容C7的正极并作为5V电压输出端；第三电源芯片U3的引脚2、第六滤波电容C6的负极、第七滤波电容C7的负极均接地； 舵机电源切换开关S3采用了型号为MSS-22D18的6脚立式拨动开关，其第I引脚与接收机信号输入电路Pll的引脚2，P12的引脚2，P13的引脚2相连；S3的第2引脚与P8的引脚2，P9的引脚2相连，S3的第3引脚与第三电源芯片U3的引脚3相连； 此处所述的电源管理芯片Ul、U3的型号为AMS1117 5V，电源管理芯片的型号为AMSl 117 3.3V，接插件Pl为两脚2.54MM间距直针插座； 控制模块电路由微控制器U4，AD输入引脚P2，数字输出引脚P3，普通下载接口 P4，ICSP下载接口 P5，复位模块以及晶振模块组成；其中微控制器U4的引脚VCC、AVCC、AREF接第八滤波电容C8的一端,并与第一电源芯片Ul的引脚3相连；微控制器U4的引脚GND与接第八滤波电容C8的另一端相连并接地；微控制器U4的引脚PC0、PC1、PC2、PC3、PC4、PC5引脚分别与AD输入接口 P2上的第1、2、3、4、5、6引脚相连;微控制器U4的引脚PD2、PD3、PD4、PD5、PD6、PD7引脚分别与数字输出接口 P3的第1、2、3、4、5、6引脚相连;微控制器U4的引脚TOO、PDl分别与普通下载接口 P4的第4、5引脚相连，普通下载接口 P4的第1、2引脚接地，P4的第3引脚接电源芯片Ul的引脚3，P4的第6引脚接第九电容C9的一端；微控制器U4的引脚PB4、PB5、PC6、PB3分别与ICSP下载接口 P5的第1、2、3、5引脚相连；P5的第4引脚接电源芯片Ul的引脚3，第6引脚接地；复位模块中复位开关S2采用了铜质四脚微触开关，S2的1、2两脚与第九电容C9的另一端、第五电阻R5的一端相连，S2的2、4两脚接地，第五电阻R5的另一端与电源芯片Ul的引脚3相连；晶振Xl的引脚1、3分别与第十一电容C11、第十电容ClO的一端相连，同时晶振Xl引脚I接微控制器U4的PB6脚，晶振Xl引脚3接微控制器U4的PB7脚；晶振Xl的引脚2与晶振Xl的引脚4、第i^一电容Cll的另一端、第十电容ClO的另一端相连并接地；微控制器U4的引脚ADC6、ADC7悬空； 此处所述的微控制器型号为ATmega328，AD输入引脚P2与数字输出引脚P3均为6脚.2.54MM间距单排排针，普通下载接口 P4为6脚2.54MM间距单排弯针，ICSP下载接口 P5为.6脚2.54MM间距双排排针； GPS接口模块P6的第I引脚接地，第2、3引脚分别接微控制器U4的H)1、PD0连接，P6的第4引脚接电源芯片Ul的引脚3 ； GSM接口模块与PWM输出接口模块P7共用；其中P7的第1、2、3引脚分别接微控制器U4的PD3、PD5、PD6 ;其中GPS接口模块P6为4脚2.54MM间距直针插座，PWM输出接口模块P7为3脚2.54MM间距单排排针； 接收机信号输入电路由接插件PU、P12、P13以及第十四滤波电容C14组成，其中Pll的引脚I接数据选择器U5的第2引脚，P12的引脚I接数据选择器U5的第5引脚，P13的引脚I接微控制器U4的引脚TO4 ；P11的引脚2、P12的引脚2、P13的引脚2接第十四滤波电容C14的正极，Pll的引脚3、P12的引脚3、P13的引脚3与第十四滤波电容C14的负极连接并接地； 输出信号选择电路以及输出接口电路包括数据选择器U5、第一舵机输出口 P8、第二舵机输出口 P9、PWM输出口 P7、第十二滤波电容C12和第十三滤波电容C13 ； 其中数据选择器U5的第16引脚接第一电源芯片Ul的引脚3，第8、15引脚接地；第3引脚与第6引脚分别接微控制器U4的PB1、PB2 ;第I引脚与微控制器U4的PD2脚、下拉电阻Rd的一端连接，下拉电阻Rd的另一端接地；数据选择器U5的第4、第7引脚分别接第一舵机输出口 P8的第I引脚和第二舵机输出口 P9的第I引脚；第一舵机输出口 P8的第2引脚与第十二滤波电容C12的一端相连，第二舵机输出口 P9的第二引脚与第十三滤波电容C13的一端相连,且均与舵机电源切换开关S3的第2引脚相连；第十二滤波电容C12的另一端、第十三滤波电容C13的另一端、第一舵机输出口 P8的3脚、第二舵机输出口 P9的3脚均接地；数据选择器U5的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚架空； 其中数据选择器型号为74LS157，P7、P8、P9, P11、P12、P13均为3脚2.54MM间距单排排针； 模式指示灯电路包括4个0805封装的发光二极管与4个0603封装的电阻；其中第一电阻Rl的一端接电源芯片Ul的引脚3,另一端接第一发光二极管Dl的正极,第一发光二极管Dl的负极接地；第二电阻R2的一端接微控制器U4的TO2引脚，另一端接第二发光二极管D2的正极，第二发光二极管D2的负极接地；第三电阻R3的一端接微控制器U4的PD7引脚，另一端接第三发光二极管D3的正极，第三发光二极管D3的负极接地；第四电阻R4的一端接微控制器U4的PB5引脚，另一端接第四发光二极管D4的正极，第四发光二极管D4的负极接地； micro SD卡模块电路由电平转换芯片U6,第十五滤波电容C15,第十六滤波电容C16以及micro SD卡插槽PlO组成,其中电平转换芯片U6的第I引脚接第十五滤波电容C15的一端，同时接电源芯片U2的引脚3，第十五滤波电容Cl5的另一端接地；电平转换芯片U6的第3、5、7引脚分别接微控制器U4的PB0、PB3、PB5引脚，U6的第8引脚接地，电平转换芯片U6的第2、4、6引脚分别与PlO的2、3、5引脚连接；其余引脚悬空；micro SD卡插槽PlO的第4引脚接第十六滤波电容C16的一端，同时接电源芯片U2的引脚3，第十六滤波电容C16的另一端接地;P10的第7引脚接微控制器U4的PB4引脚，PlO的第6引脚接地，其余引脚悬空；此处所用的电平转换芯片型号为⑶4050，micro SD卡插槽PlO采用了自弹式microSD卡座。
【文档编号】G05D1/02GK203930506SQ201420286721
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】余善恩, 商睿哲 申请人:杭州电子科技大学