單片機(jī)智能小車藍(lán)牙遙控

ID:456580 · 發(fā)表于 2020-5-13 14:09

摘要本次設(shè)計(jì)選擇基于藍(lán)牙遙控的多功能智能小車為對(duì)象。選用STC98C52RC單片機(jī)作為主控芯片,電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用L293N ,電源部分采用兩節(jié)3.7V鋰電池供電.采用C語言模塊化編程,提高開發(fā)效率.藍(lán)牙控制功能.用按鍵或遙控器來控制小車.

關(guān)鍵詞
51單片機(jī)
L298N_電機(jī)驅(qū)動(dòng)
藍(lán)牙遙控

目錄
1 前言 1
                                             11 系統(tǒng)研究背景 1
                                             12 系統(tǒng)研究的意義和目的 1
                                             2 系統(tǒng)概述 2
                                             21 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 2
                                             22 系統(tǒng)的功能 2
                                             23 開發(fā)環(huán)境 2
                                             3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 3
                                             31 傳感器技術(shù) 3
                                             32 其它相關(guān)技術(shù) 3
                                             33 硬件實(shí)現(xiàn) 3
                                             34 軟件實(shí)現(xiàn) 3
                                             35 系統(tǒng)測(cè)試 3
                                             4 系統(tǒng)使用說明 4
                                             5 總結(jié) 5
                                             6 參考文獻(xiàn) 6

1. 前言
1.1.    系統(tǒng)研究背景

      藍(lán)牙屬于短距離內(nèi)進(jìn)行無線控制和收發(fā)的通信技術(shù)，伴隨著科技的飛躍性發(fā)展，也讓藍(lán)牙找到了發(fā)展的空間，它可以代替和取代落后的數(shù)字化硬件設(shè)備之間繁瑣的電纜連接。在藍(lán)牙創(chuàng)造的初期，沒有人預(yù)料到藍(lán)牙會(huì)有如此大的潛力和前景，而現(xiàn)在的發(fā)展也是完全超出了我們的預(yù)期，因?yàn)樗{(lán)牙的安全性高，制造成本低廉和所消耗的功率也是同類產(chǎn)品中最低的，所以被很多人使用，越來越受到了廣大消費(fèi)者的歡迎，基于藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)品也在不斷的更新和投入市場(chǎng)。
   藍(lán)牙技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)是一種短距離無線通信和信息傳輸?shù)男滦屯ㄓ嵖萍�，它使�?shù)據(jù)線的硬件設(shè)備接收更方便快捷。它可以廣泛應(yīng)用于世界各地，是一個(gè)藍(lán)牙設(shè)置一個(gè)通用的范圍，頻率調(diào)制技術(shù)的使用，以防止外部干擾和多一些。低成本，低功耗和小輻射，和加密設(shè)置，讓藍(lán)牙的安全性更高；應(yīng)用范圍廣，這些特點(diǎn)使得藍(lán)牙技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在我們?nèi)粘Ｉ钪械乃{(lán)牙也支持一對(duì)一和一對(duì)多傳輸?shù)耐ㄐ胚B接，和多個(gè)藍(lán)牙成為微網(wǎng)，也有網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
   在現(xiàn)在的智能時(shí)代，小車智能控制，方便了人們的使用。在51單片機(jī)的基礎(chǔ)下，通過藍(lán)牙來控制小車的駕駛。

1.2. 系統(tǒng)研究的意義和目的

                                                                                                        因?yàn)闊o線技術(shù)的廣泛使用，我們?cè)谘芯繜o線和有線通信技術(shù)的方法中了解到藍(lán)牙系統(tǒng)的小區(qū)域性有很大的技術(shù)突破，在國(guó)際上也得到了廣泛的采納，在市場(chǎng)上也有很大的需求。這也使藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展成為了趨勢(shì)之一，藍(lán)牙可以發(fā)送和接受語音和數(shù)據(jù)，滿足了大多數(shù)人的需求，它也融合了其他相關(guān)產(chǎn)品的特點(diǎn)，也是這樣技術(shù)變得更多樣性。然而，藍(lán)牙的安全性不足，而且在小區(qū)域范圍內(nèi)的一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信受到了很大的限制，這些都是其本身需要改進(jìn)和完善的
   可以使人們更方便，更簡(jiǎn)單的控制小車。實(shí)現(xiàn)了無線控制小車，擺脫了有線控制的不方便，更智能。

2. 系統(tǒng)概述2.1.  系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

                                                                                 系統(tǒng)框圖


2.2.  系統(tǒng)的功能                                              51單片機(jī)的基礎(chǔ)下，通過藍(lán)牙來控制驅(qū)動(dòng)，此驅(qū)動(dòng)能把5~12V的電壓，一部分給小車輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，一部分通過降壓，穩(wěn)壓，最終降為5V來供給此驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)和傳感器供電。

2.3.  開發(fā)環(huán)境                                              AT89C5RC單片機(jī)開發(fā)環(huán)境。
      AT89C52是一種8位單片機(jī)，它是在MCS-51單片機(jī)系列上加強(qiáng)了一些功能后升級(jí)得到的產(chǎn)物。它的作用基本上就是把外界的數(shù)據(jù)和命令在中斷和時(shí)鐘的幫助下，在自身內(nèi)部?jī)?chǔ)存器上把使用者的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。AT89C52 由8位的內(nèi)部處理器，內(nèi)部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器（RAM，有256個(gè)字節(jié)）內(nèi)部?jī)?chǔ)存器有8K的大小，輸入和輸出雙向口有32個(gè)，16位的定時(shí)器和5個(gè)兩級(jí)中斷，全雙工串行通信口一個(gè)和時(shí)鐘電路組成。
      AT89C52能夠自主地執(zhí)行給它的指令，也就是你把所需要的指令寫在單片機(jī)的內(nèi)部?jī)?chǔ)存器上，它會(huì)一步步執(zhí)行。AT89C52可以在功耗特別低的情況下工作，就是設(shè)置成空閑選擇和掉電模式兩種狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)低功耗。

                                                                  AT89C52
                                                                                                     單片機(jī)與外界的通訊是依靠它自身的I/O 口進(jìn)行的，對(duì)單片機(jī)I/O 口的控制就是對(duì)單片機(jī)的控制。I/O 口的存在不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，還可以改變電平和信號(hào)的性質(zhì)，最重要的一點(diǎn)就是I/O 口可以實(shí)現(xiàn)與外部不同電路的連接來使單片機(jī)工作。
      AT89C52單片機(jī)上我們通常使用的是4個(gè)獨(dú)立的雙向通用I/O 口：P0口、P1口、P2和P3口。由于外部設(shè)備的工作速率比較慢或者很快的時(shí)候，我們可以采用同步傳送的方式，而單片機(jī)存在的異步傳送是為了更加簡(jiǎn)練的和硬件連接進(jìn)行傳出。也可以通過中斷傳送和DMA傳送來完成。AT89C52單片機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)外部接口單獨(dú)的編址和外部端口和存儲(chǔ)器的統(tǒng)一編制兩種方式。AT89C52單片機(jī)上一共有32個(gè)I/O 口，不同的I/O 口實(shí)線的作用和運(yùn)行的方式都有其自己的方式，我也要通過這次課程設(shè)計(jì)，更好地了解，更熟練的運(yùn)用。

3.  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)3.1. 相關(guān)技術(shù)技術(shù)                                              藍(lán)牙技術(shù)，驅(qū)動(dòng)模塊，
3.2.  硬件實(shí)現(xiàn)                                              HC-06藍(lán)牙模塊
其TX接單片機(jī)的RX，RX接單片機(jī)的TX，VCC接5V（或３.３Ｖ），GND接單片機(jī)的地。HC-06藍(lán)牙模塊是通過一款手機(jī)APP（藍(lán)牙串口助手）作為中間媒介，在藍(lán)牙串口助手發(fā)送相關(guān)的數(shù)據(jù)到串口，串口再把相關(guān)信息送到藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙模塊再把相關(guān)信號(hào)送到單片機(jī)中。

HC-06藍(lán)牙模塊

                                                   HC-06藍(lán)牙模塊和51單片機(jī)連接

                                                                                                L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，
該該電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)2路直流電機(jī)，使能端ENA，ENB，為高電頻有效，
通過單片機(jī)的輸入信號(hào)給IN1和IN2來控制左輪，輸入信號(hào)給IN3和IN4來控制右輪。
IN1和IN2，分別給0，1  ：正轉(zhuǎn)
IN1和IN2，分別給1，0  ：反轉(zhuǎn)
IN1和IN2，分別給1，1 ：停止
IN1和IN2，分別給0，0  ：停止
IN3和IN4，分別給0，1  ：正轉(zhuǎn)
IN3和IN4，分別給1，0  ：反轉(zhuǎn)
IN3和IN4，分別給1，1 ：停止
IN3和IN4，分別給0，0  ：停止

L298N的主要引腳功能如下：
+5V：芯片電壓5V；
VCC：電機(jī)電壓，最大可接50V；
GND：共地接法；
Output1—Output2：輸出端，接電機(jī)1；
Output3—Output4：輸出端，接電機(jī)2；
EN1、EN2：高電平有效，EN1、EN2分別為 IN1和IN2、IN3和IN4的使能端；
Input1~ Input4：輸入端，輸入端電平和輸出端電平是對(duì)應(yīng)的；

                                                               L298N

3.3.  軟件實(shí)現(xiàn)

                                                                  程序流程圖

                                                                                                51單片機(jī)，源程序：

sbit in1 = P1^0;//左電機(jī)
sbit in2 = P1^1;//左電機(jī)
sbit in3 = P1^2;//右電機(jī)
sbit in4 = P1^3;//右電機(jī)
char i;
/*前進(jìn)*/
void forward()
{
in1=1;
in2=0;
in3=1;
in4=0;
}
/*后退*/
void back()
{
in1=0;
in2=1;
in3=0;
in4=1;
}

/*左轉(zhuǎn)*/
void left()
{
in1=1;
in2=1;
in3=1;
in4=0;
}
/*右轉(zhuǎn)*/
void right()
{
in1=1;
in2=0;
in3=1;
in4=1;
}
/*停止*/
void stop()
{
in1=1;
in2=1;
in3=1;
in4=1;
}
void main (void)
{
TMOD=0x20;                      //設(shè)置T1為工作方式2
   TH1=0xfd;                      //裝入初值，比特率為9600bps
   TL1=0xfd;
   TR1=1;                            //開啟T1
   REN=1;                            //接收允許
   SM0=0;                            //方式1
   SM1=1;
   EA=1;                            //開全局中斷
   ES=1;                               //開串口中斷
while(1)
{i=SBUF;//SBUF為單片機(jī)接收到的數(shù)據(jù)，單片機(jī)接收到的數(shù)據(jù)都存放在SBUF里；
RI=0;
if (i==0x02){forward();}    //如果藍(lán)牙助手發(fā)送0x02，小車前進(jìn)
if (i==0x08){back();}       //如果藍(lán)牙助手發(fā)送0x08，小車后退
if (i==0x01){left();}       //如果藍(lán)牙助手發(fā)送0x01，小車左轉(zhuǎn)
if (i==0x03){right();}       //如果藍(lán)牙助手發(fā)送0x03，小車右轉(zhuǎn)
if (i==0x05){stop();}       //如果藍(lán)牙助手發(fā)送0x05，小車停止
}
}

3.4.  系統(tǒng)測(cè)試                                              小車能實(shí)現(xiàn)基本功能，成功地用藍(lán)牙控制小車。測(cè)試了一段時(shí)間，單片機(jī)工作穩(wěn)定，藍(lán)牙穩(wěn)定的控制，小車較好的按照控制方向行走。

4.  系統(tǒng)使用說明
1.    為小車裝上兩節(jié)鋰電池，來供電。
2.    打開總開關(guān)，在手機(jī)端，打開一個(gè)藍(lán)牙通訊助手（在手機(jī)應(yīng)用商店可以找到下載），連接上此小車的藍(lán)牙（HC-06）,如圖：

藍(lán)牙 HC-06模塊

3. 然后就可以在手機(jī)端按相應(yīng)的前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，停止等，如圖：

APP
解析：前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，停止，都對(duì)應(yīng)著程序中相應(yīng)的信息，如圖;
當(dāng)手機(jī)端發(fā)送 0x02 給藍(lán)牙模塊，就會(huì)執(zhí)行 forward()函數(shù)；小車會(huì)向前走
當(dāng)手機(jī)端發(fā)送 0x08 給藍(lán)牙模塊，就會(huì)執(zhí)行 back();函數(shù)；，小車會(huì)向后走
當(dāng)手機(jī)端發(fā)送 0x01 給藍(lán)牙模塊，就會(huì)執(zhí)行 left();函數(shù)；，小車會(huì)向左走
當(dāng)手機(jī)端發(fā)送 0x03 給藍(lán)牙模塊，就會(huì)執(zhí)行 right()函數(shù)；，小車會(huì)向右走
當(dāng)手機(jī)端發(fā)送 0x05 給藍(lán)牙模塊，就會(huì)執(zhí)行stop()函數(shù)；，小車會(huì)停止
具體的編輯如圖：

APP2
最后這是小車的整體模型;

                                                   整體圖

                                                注：上面有個(gè)RC522讀卡器的，哪個(gè)是方便后面的課設(shè)，在這里，大家可以忽略哈。

5.  總結(jié)                                                 本設(shè)計(jì)采用的是STC89C52RC單片機(jī)，這主要是因?yàn)樵搯纹瑱C(jī)的穩(wěn)定性比較好和執(zhí)行指令的速度很快。還可以采用其它系列的單片機(jī)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用L293N ,穩(wěn)定電壓，充足地向直流電機(jī)供電和穩(wěn)定控制；電源部分采用兩節(jié)3.7V鋰電池供電，電壓穩(wěn)定，電流充足，還可以循環(huán)充電，節(jié)能環(huán)保。采用C語言模塊化編程,提高開發(fā)效率.藍(lán)牙控制功能.用按鍵或遙控器來控制小車，簡(jiǎn)單方便經(jīng)過自己不斷的搜索努力以及老師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，本設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成。
      過這次課程設(shè)計(jì)，使我深刻地認(rèn)識(shí)到學(xué)好專業(yè)知識(shí)的重要性，也理解了理論聯(lián)系實(shí)際的含義，并且檢驗(yàn)了大學(xué)兩年的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次設(shè)計(jì)中對(duì)于知識(shí)的運(yùn)用和銜接還不夠熟練。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。這兩個(gè)月的設(shè)計(jì)是對(duì)過去所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。 由于自身水平有限，設(shè)計(jì)中一定存在很多不足之處，敬請(qǐng)各位批評(píng)指正.

6.  參考文獻(xiàn)                                              C語言程序設(shè)計(jì) ：清華大學(xué)出版社作者：譚浩強(qiáng)
51單片機(jī)C語言教程：電子工業(yè)出版社，作者：郭天祥

希望對(duì)你有幫助。

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