基于51单片机的蓝牙遥控小车#知识学习

1、微控制器大型操作(基于单片机的蓝牙遥控汽车)名称：课程：通信工程优秀2014-1学号：班级编号：建议#基于蓝牙遥控汽车目录第一章简介11.1研究背景和重要性1第二章系统框架和软硬件结构设计22.1系统要求22.2系统范围的算法过程22.3总体工作设计32.4整体硬件结构设计42.5整体软件结构设计4第三章模块详细设计53.1 L293D马达驱动模组53.1.1模块简介53.1.2 PWM脉冲控制原理63.1.3脉冲控制代码63.2 HC05蓝牙模块73.2.1模块简介73.2.2蓝牙串行程序说明83.2.3模块针脚说明83.3 USB TTL模块9第四章系统功能设计与实现114.1 Andro

2、id移动蓝牙远程控制的设计与实现114.1.1设计基本理念114.1.2远程控制操作分配114.2.3蓝牙远程控制操作过程12第五章硬件和软件调试145.1硬件调试145.2软件调试14建议#第一章简介1.1研究背景和重要性智慧无处不在。多种智能设备在不同的领域发挥自己的特长，而家庭智能具有非常重要的意义。此次设计的智能车系统包括对周边环境的检测、伺服控制和短距离无线远程控制，包括微控制器、多传感器技术、蓝牙远程控制、机械结构原理、数字逻辑、自动控制等多方面技术内容融合的能力。smart car使用安装在上面的89C52芯片作为核心控制器，通过各种传感器获取周围环境信息，将收集的信息传递给CP

3、U，然后对CPU的每个部分发出相应的指示。智能轿车不仅价格低廉，还能承担人类难以完成的任务，在产业、农业、社会生产生活等多个领域发挥重要作用。短距离无线远程控制、单片机控制原理、多传感器技术、自动避障技术等应用于本课题。在工业制造、农业生产、国家安全、军事武器、健康管理、太空探测等多个领域发挥着越来越多的作用，具有军事侦察、反恐、暴动、防止核等高风险任务、环境污染检测和恶劣环境下的非常好的发展前景，从这些方面可以看出，本主题的研究意义非凡。建议#第二章系统框架和软硬件结构设计2.1系统要求综合考虑单片机的性能、成本、时间等，此次挑战主要是为了实现以下性能指标：1)根据机械结构完成汽车的整体框架

4、，固定整体中心。2)完成基本运动系统的构建，确保车正常运动。3)完成汽车的自主避障功能，避免简单地形中的障碍物。4)完成汽车的简单路径计划。5)完成手机遥控器功能，用手机控制基本车的操作方式。整个汽车车身采用深圳吴鹏公司设计制造的金属框架，通过自己的设计和构建完成基本硬件系统安装后，通过顶部安卓手机应用程序远程控制，通过无线蓝牙通信协议实现在室内自主避开障碍物的巡航功能和实现手机遥控器功能的汽车的完整电路图，如图所示图2-1系统范围的电路设计2.2系统范围的算法过程整个系统的算法结构特定的过程如图2-1所示。图2-2系统范围的算法流程图2.3总体工作设计汽车的总体工作分配如下图2-2所示。密钥

5、1前进密钥2退后密钥3向左拐密钥4右转密钥5第一个文件密钥6第二个文件密钥7第三个文件密钥8够了选择蓝牙远程控制键操作STC89C52图2-3汽车任务分配2.4整体硬件结构设计智能车系统整体硬件结构主要以89C51微控制器为中心，分为以下几个部分：1)运动结构，即伺服模块是整个系统的基础，通过测量伺服性能参数来补偿伺服电动机并控制其速度。2)使用分压电源的电源结构。不同模块对电压的要求不同，需要分压以适应不同模块的电压要求。其中，伺服需要8v电压供应，单芯片微型计算机、传感器、蓝牙等模块需要较低的电压5v电源。3)通过对无线通信结构、蓝牙模块和单片机通信电路的设计和单片机串行端口功能的调试，实

6、现了汽车和手机的无线通信。汽车的实物图见下图2-3。图2-4汽车实物图2.5整体软件结构设计启动电源系统初始化完成后，汽车将进入待机操作模式，等待顶部Android终端的APP客户端发送工作单。轿车在接到上层发送的轿车前进方向的指示后，相应地向前、向后、向左、向右、停止等。建议#第三章模块的详细设计3.1 L293D马达驱动模组3.1.1模块简介L293D使用16针深包，其中集成了双极h桥电路，所有开口均为n型。这种双极脉宽调整方法具有电流连续等诸多优点。马达可以限制在4角运行。马达停止时有微振动电流，起到“动态润滑”的作用，消除正负静摩擦死区。低速稳定性好。L293D通过内部逻辑生成能量信号

7、。h桥电路的输入量可用于设置电动机旋转方向，以便信号可用于脉冲拉动调整(pulse pulse pulse adjustment，PWM)。此外，L293D在一个芯片上集成了两个h桥电路。也就是说，可以用一个芯片同时控制两个马达。每个马达需要3个控制信号EN12、IN1和IN2。其中EN12是激活信号，IN1，IN2是电动机旋转方向控制信号，IN1，IN2是电动机旋转1，0时，电动机旋转，反之亦然。使用PWM连接EN12针脚，您可以调整PWM的占空比以调整马达速度。通过反向设备74HC14依次选择IN1和IN2端号来控制电动机的正向翻转。实物图见下图3-1。图3-1模块物理图表3.1.2 PW

8、M脉冲控制原理PWM是脉宽调制器，为马达提供恒定频率的脉宽可调脉冲电。脉冲宽度越大，占空比越大，提供给马达的平均电压越大，马达速度就越高。相反，脉冲宽度越小，占空比越小。马达提供的平均电压越小，马达速度越低。PWM不管是高水平还是低水平，电动机都在旋转，电动机的速度取决于平均电压。3.1.3脉冲控制代码Void T0_time() interrupt 1 /计时器1中断程序PWMCnt1PWMCnt2If(PWMCnt1=200)PWMCnt1=1If(PWMCnt1=cntPWM1)/230pw m1=1；Elsepw m1=0；If(PWMCnt2=200)pwmcnt 2=1；If(PW

9、MCnt1=cntPWM2)/230pw m2=1；Elsepw m2=0；TH0=(65536-50)/256；TL0=(65536-50)% 256；3.2 HC05蓝牙模块3.2.1模块简介HC-05蓝牙无线通信模块工作方式有两种：一种是命令响应操作模式，另一种是自动连接操作模式。在命令响应操作模式下，用户向模块发送AT操作命令，以设置模块的控制参数并下达控制命令。自动连接操作模式有三种操作模式：主机、从属和循环，选择操作模式后，模块将根据预设自动传输数据。调整模块外部端号的输入级别，以动态转换模块的运行状态。模块的实物图如图3-5所示。图3-2 HC05物理图表3.2.2蓝牙串行程序说

10、明void usart _ receive(void)interrupt 4/串行中断程序收到If(RI=1)/字符RI=0；/软件清算Bluetoothdata=SBUF/读取数据If(TI=1)/发送数据TI=0；/03.2.3模块针脚说明模块端号描述和回路原理图显示在下面的图3-6、3-7中。图3-3模块针脚说明图3-4 HC05原理图3.3 USB TTL模块此挑战需要通过使用串行端口调试软件使PC与主汽车通信来实现调试汽车的目的，但是由于空间限制和其他考虑，当前笔记本电脑没有串行端口，因此需要使用此us B- serial port模块。模块和微控制器应按图3-8连接。HC05蓝牙模

11、块单一电影机器图3-5 USB TTL模块和微控制器连接图图3-6 USB TTL串行端口模块物理示意图，即可从workspace页面中移除物件。第四章系统功能的设计与实现4.1 Android移动蓝牙远程控制的设计与实现4.1.1设计基本理念远程控制功能的实现基于蓝牙通信协议，必须按顺序执行以下步骤：(1)检测HC05蓝牙模块是否工作正常，根据需要将蓝牙模块连接到5v或3.3v电压，等待片刻，然后使用Android terminal search检测蓝牙模块并验证是否已连接。2)确定SCM串行端口是否可以正常通信，编写串行通信程序，通过开发板连接到计算机串行端口以刻录单芯片微型计算机，然后打

12、开计算机端串行端口调试工具以确保可以正常通信。(3)确保蓝牙模块可以正常发送和接收数据，然后通过USB旋转TTL模块将蓝牙模块连接到计算机上的USB端口，打开计算机串行端口调试助手。安装手机应用程序并与蓝牙模块连接后，是否可以使用手机应用程序正确发送和接收数据；(4)将蓝牙模块的串行端口连接到智能汽车的单芯片串行端口，编写远程控制选择功能代码，使用手机传输数据，并确保智能汽车能够执行相应的命令。下图是计算机端串行调试助手。图4-1串行调试工具4.1.2分配远程控制操作通过无线蓝牙通信，父Android终端可以实现主要如下的汽车移动方向、进入的操作模式等，如下表所示。表4-2蓝牙远程控制键和选择

13、菜单钥匙fbslr123功能前进退后够了向左拐右转第一个文件第二个文件第三个文件4.2.3蓝牙远程控制操作过程蓝牙远程控制操作过程的示意图如下：图4-3蓝牙远程控制流程图首先，正常运行智能购物车，完成汽车初始化后，打开Android终端上的应用程序进行连接，连接成功后，可以选择功能。按Avoid键进入自主避障模式。要进入远程控制模式，只需按后退键返回到上一级。图4-4蓝牙模块连接图图4-5 Android终端APP接口第五章硬件和软件调试5.1硬件调试硬件调试在整个过程中使用部分考虑方法。1)智能汽车的整体框架设计为模块可以彼此毫无影响地安装。2)完成整个电源电路、操作电路设计，确保模块间电源

14、的正常使用和与单片机的合理连接。(3)在确保单片机正常刻录和擦除程序的同时，还要测试串行端口功能，实现单片机和手机之间的正常通信。4)汽车下运动系统的完成，测试伺服的基本性能，确保其正常运行；5)对HC05蓝牙模块执行基本性能测试，以验证其是否在正常工作电压下工作。通过Pc测试，验证是否可以正常发送和接收数据。5.2软件调试1)编写驱动基本汽车的代码，包括伺服参数测量、电机校准、电机调速、汽车方向控制等；2)考虑将出现3个传感器的8种情况(000、001、010、011、100、101、110、111)，考虑各种情况的应对方法，设计更合理的避障算法，将传感器收集的数据与伺服控制相结合，实现智能

15、车的避障功能。3)蓝牙模块与SCM、主机计算机、父Android终端的正常通信。首先，使用PC端的串行端口调试工具测试蓝牙模块是否与主机计算机正常通信，然后编写串行端口调试代码，将其刻录到单芯片微型计算机，使用手机传输数据，从而使单芯片微型计算机能够接收指令并做出适当的响应。4)功能算法设计，选择简单合理的算法，使驾驶员在初始化完成后使用APP选择相应的功能，进入自主避障模式或手机的蓝牙远程控制模式。(5)将伺服驱动码、汽车避障算法和选择功能算法有机地结合起来，提高了汽车的功能，各个模块独立工作，可以有效地完成汽车工作。建议#代码#includesbit pw m1=P2 0；/PWM波生成的端口sbit pw m2=P2 1；sbit motor _ control _ 1=p2 7；/控制左滚轮sbit motor _ control _ 2=p2 6；/sbit motor _ control _ 3=p2 5；Sbit motor _ control