蓝牙小车

工程设计课程报告基于51单片机的蓝牙小车 姓名： 樊璐 学号： 01124026 2015 年 5 月 28 日 基于51单片机的蓝牙小车一、需求分析随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。遥控小车起源于美国，由于政府对无线遥控小车研发的资助以及相关资助的推动作用，日本、美国、德国等工业大国在遥控小车技术上占据着明显优势。我国的无线遥控小车研究工作始于20世纪中后期，在国家的863、973等技术发展计划的重点支持下，国内已大范围地进行无线遥控小车的研究。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，但是与国际先进还存在一定的差距。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的。设计的智能电动小车能够实现无线遥控，串口通讯，实时检测速度等功能。无线遥控实现方法包括蓝牙、红外、射频几种，其中蓝牙技术具有一定优势，目前在信息家电方面应用正在铺设。各种家电共用遥控，并可组网与公众互联网相接，共享有用信息。目前蓝牙技术实现无线遥控的短板在于传输距离短和芯片价格高方面。但随着科技发展，这些问题正在逐步得以解决。 无线遥控机器人有着广阔的应用前景。目前应用为机器人研究所，家电防盗等。 需求指标:先要扩展出一个蓝牙通讯模块，使手机和单片机间能进行正常通讯。其次是电源处理，如果你使用可充电电池供电用锂电或镉电都存在变压向单片机供电的问题。然后是小车的环保和安全问题,确保不糊造成后续的污染。再者是发展市场，做出来的东西要卖给机器人，军工，防盗等市场有重大前景。二方案设计和论证本次设计主要是针对无线遥控智能车进行分析、设计和制作。本次设计以STC89C51单片机或者52或者AT系列单片机为主控芯片，小车遥控技术有蓝牙技术，红外技术等需要进行对比，显示的技术有数码管显示，LCD显示等技术。下面是各种方案的对比。蓝牙技术红外技术WIFI技术ISM射频技术通信距离100m10m300m1000m通信速率10Mb/s16Mb/s11Mb/s500kb/s通信频率或波长2.4GHz0.75um-24um2.4GHz315、433.868、915和2400MHz频率申请否否否否开发难易难易难易模块成本高很低较低低各种技术对比表格数码管显示LCD显示PC机显示开发难易易易较难模块成本很低低高观察方式繁琐繁琐方便显示方式对比表格51单片机和52单片机的程序是基本一样的 开发环境也是一样的。STC 的多了个定时器，看门狗，电源管等。等几个不常用的寄存器不太一样 ，其他的基本一致 ，头文件都可以互换 。主要是 STC的最低电压3.8 V，AT 要4.2V STC 号称编程10W 而AT 手册上是1K 。51和52的区别在于51成本更为廉价一点。所以最终选择STC89C51单片机。从成本分析以及难易程度来看，蓝牙技术和数码管技术更为青睐。原理图本次设计可以对电动车的运动状态进行实时监控，可满足对系统的各项要求。本设计采用STC系列中的STC89C51单片机。以单片机为控制核心，用L293d驱动两个减速电机，利用传感器检测道路上的各种信息，当产生信号驱动小车前进时，是通过寻迹模块里的红外对管是否寻到黑线产生的电平信号通过LM393再返回到单片机，单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块，主要让小车来实现前进、左转、右转、停车等基本功能，次要能实现小车的无级调速功能、蓝牙遥控功能、速度检测功能等大量附加功能。三电路原理设计1）利用单片机和安卓操作系统的智能手机编制主控界面；2）蓝牙手机与车载的蓝牙装备配对，建立无线通信单，片机的RX 和TX接蓝牙模块，用于实现十米范围内遥控小车；3）自制驱动电机电路，STC89C51的P03接L298N的IN14,控制小车的转向；P2的0和1口接L298N的EN A和EN B，通过控制使能端实现小车轮子的转速控制，实现小车转弯。由于单片机STC89C51没有直接输出的PWM信号,所以利用单片机的两个定时器输出一定周期内的高低电平给L298N控制小车的转速。 4）按键操作遥控小车的行动、转向等运动。 单片机主模块晶振：提供外部时钟单片机复位模块：串口通讯模块：蓝牙模块:软件部分：（1）、Keil uVision；（单片机程序开发端）（2）、安卓系统控制操控软件；（安卓手机应用程序开发套件）（1）宏定义以及函数定义#include #define uchar unsigned char #define V_TH 0XFF #define V_TL 0XF6 #define V_TMOD 0X01 void init_sys(void); /*系统初始化函数*/ void f_left(); /前进左转 void f_right(); /前进右转 void b_left(); /后退左转 void b_right(); /后退右转 void forward(); /前进 void back(); /后退 void stop(); /停止 /控制小车正反转 sbit IN1 = P0 0; /STC89C52的P00-P04输给光耦的sbit IN2 = P0 1; D9-D12，光耦光电耦合器后，输出给驱动sbit IN3 = P0 2; 芯片L298N IN1-IN4实现小车的正反转sbit IN4 = P0 3; /控制小车转速 sbit ENA = P2 6; /STC89C52的P2和 P27输出的PWM sbit ENB = P2 7； 信号给L298ND的ENA 和ENB，调节小 车的转速uchar ZKB1 = 80, ZKB2 = 80; /控制轮子转速 uchar tmp; /存放串口数据(2)单片机串口初始化以及小车儿转向控制void main (void) init_sys(); ENA = 0; ENB = 0; ZKB1 = 90; ZKB2 = 90; IN1 = 0; IN2 = 0; IN3 = 0; IN4 = 0; TMOD |= 0x20;/ 定时器1工作于8位自动重载模式, 用于产生波特率 TH1 = 0xFD;/ 波特率9600 TL1 = 0xFD; SCON = 0x50;/ 设定串行口工作方式 PCON &= 0xef;/ 波特率不倍增 TR1 = 1;/ 启动定时器1 while(1) if(RI)/ 是否有数据到来 RI = 0; tmp = SBUF;/ 暂存接收到的数据 switch(tmp) case a: forward(); break; case b: back(); break; case c: f_left(); break; case d: f_right(); break; case e: b_left(); break; case f: b_right(); break; case g: stop(); break; /*函数功能：对系统进行初始化，包括定时器初始化和变量初始化*/void init_sys(void) /*系统初始化函数*/ /*定时器初始化*/ TMOD = V_TMOD; TH0 = V_TH; TL0 = V_TL; TR0 = 1; ET0 = 1; EA = 1;/*函数功能：控制方向*/void forward() IN1 = 1; IN2 = 0; IN3 = 1; IN4 = 0;void back() IN1 = 0; IN2 = 1; IN3 = 0; IN4 = 1;void f_left() ZKB1 = 90; ZKB2 = 45; IN1 = 1; IN2 = 0; IN3 = 1; IN4 = 0;void f_right() ZKB1 = 45; ZKB2 = 90; IN1 = 1; IN2 = 0; IN3 = 1; IN4 = 0;void b_left() ZKB1 = 90; ZKB2 = 45; IN1 = 0; IN2 = 1; IN3 = 0; IN4 = 1;void b_right() ZKB1 = 45; ZKB2 = 90; IN1 = 0; IN2 = 1; IN3 = 0; IN4 = 1;void stop() IN1 = 1; IN2 = 1; IN3 = 1; IN4 = 1;/*/*中断函数*/void timer0(void) interrupt 1 using 2 static uchar click = 0; /*中断次数计数器变量*/ TH0 = V_TH; /*恢复定时器初始值*/ TL0 = V_TL; +click; if (click = 100) click = 0; if (click ZKB1) ENA = 0; if (click ZKB2) ENB = 0; 四、时间进度时间进度/h序号研究内容和任务预期时间实际时间1选题462方案12163器件购买46完成了以上准备方案，接下来的焊接小车花费32个小时以上的时间，编写程序需要耗费24个小时左右，完成小车的制作和检验需要8个小时，总结需要4个小时，估计在96个小时。要完成此作品，首先要有一定的焊接基础，因此我加大锻炼了自己的焊接工艺。此设计涉及到众多电路的设计和开发，因此不可避免的我学习了大量电子技术和电路设计和51单片机的书籍。除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个生产对象的实际需要设计应用程序。在单片机控制系统中，大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。通常把整个过程分成若干个部分,分开执行使得效率更高。五、测试方法和测试结果蓝牙遥控调试及结果分析距离（M）5101520253035通讯状态正常正常失常失常失常无法通讯无法通讯六、成本分析直插电阻小车底盘一套共计50元9x15万能板一个5.5元导线若干1元焊锡若干3元晶振2元电解电容0.8元瓷片电容0.6元5v稳压芯片2元PNP三极管0.5元蓝牙模块50元有源蜂鸣器0.5元2p排针0.5电机驱动芯片0.1元发光二极管5元自锁开关1元51单片机3元序号项目期望成本实际花费151单片机的蓝牙小车150元128.2元如果按照批发价，方案的成本可以满足要求。但研制阶段成本略低于预期。七、结论随着时间的流逝，我的制作也接近尾声。作品有一些地方需要后续的改进，比如小车的遥控方式可以改成更先进的无线互联网远程控制方式。如果将小车接入互联网，那只要使用者有台电脑或手机等移动终端，就可以在全球各地对小车进行远程遥控，相比蓝牙遥控无线互联网遥控就显得很有优势了。当然成本也是很高的。当然，没有任何事物可以做到完美无缺的，我相信只要我们不断努力去完善，那做出来的产品才会更出色。最后我感觉到即使是一个简单的电路，要想很轻松的焊好，也不是很容易的事情。有时可能是阻值选错。这使我深深感受到理论与实际间的差距。通过这样的设计，提高了我的动手能力。我将在以后的工作和学习中继续努力、不断完善。这两个月的设计是对过去所学知识的系统提高和扩充的过程，为今后的发展打下了良好的基础。参考文献：