基于51单片机的蓝牙遥控小车

1、单片机大型工作(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：基于单片机的蓝牙遥控汽车目录第一章引言11.1研究背景和重要性1佐原健二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蓝牙串行端口程序说明83.2.3模块针脚说明83.3 USB到TTL模块9第四章系统功能设计与实现114.1 An

2、droid手机蓝牙远程控制的设计与实现114.1.1设计基本理念114.1.2远程控制任务分配114.2.3蓝牙远程控制工作流12第五章硬件和软件调试145.1硬件调试145.2软件调试14第一章引言1.1研究背景和重要性智能化无处不在。各种智能化设备在不同的领域发挥着自己的特长，家庭方面的智能具有相当重要的意义。此次设计的智能车系统包括对周围环境的检测、伺服控制、短距离无线遥控器等功能，需要微控制器、多传感器技术、蓝牙遥控器、机械结构原理、数字逻辑、自动控制等各个学科技术内容的渗透融合。智能购物车使用顶部安装的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，并将收集的信息传递给

3、CPU，然后对CPU的每个部分发出相应的命令。智能卡不仅价格低廉，还能承担人类难以完成的任务，在工业、农业、社会生产生活等诸多领域发挥着重要作用。此次课题设计采用的短程无线遥控器、单片机控制原理、多传感器技术、自动避障技术等。目前，它在工业制造、农业生产、国家安全、军事武器、医疗保健、空间探索等诸多领域发挥着越来越大的作用，在军事侦察、反恐、暴动、防核化等高风险任务、环境污染检测、恶劣环境下，都有很好的发展前景，可见在这些方面研究本课题的意义非凡。佐原健二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、成本和时间问题，本主题主要是为了实现以下性能指标：1)根据力学结构完成小车的整体

4、框架，巩固整体中心。2)完成下层运动系统的建设，确保小车正常行进。3)完成小车的自主避障功能，在简单的地形中避开障碍物。4)完成汽车的简单路径计划。5)完成手机遥控器功能，通过手机控制下层车的工作方式。整个汽车车身采用深圳奥鹏公司设计的金属框架，通过自己的设计和建设，具备基本硬件系统，然后通过上层安卓手机应用程序，通过遥控器通过无线蓝牙通信协议实现轿车。图中显示了允许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完整电路图。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任务如下图2-2所示。密钥

5、1前进密钥2后退密钥3向左拐密钥4右转密钥5第一段密钥6第二段密钥7第3段密钥8停止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的整体硬件结构主要以89C51单片机为中心，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，通过对伺服性能参数的测量来测量和控制伺服的速度。2)采用供电结构、分压电源。每个模块对电压的要求不同，因此必须通过分压徐璐接受其他模块的电压要求。击键需要8v电压供应，单芯片、传感器、蓝牙等模块需要低电压5v电源。3)无线通信结构、蓝牙模块和单片机通信电路的设计，以及单片机串行端口功能的调试，实现了小型车和手机的无线通信

6、。小车的实物图见下图2-3。图2-4汽车实物图2.5整体软件结构设计电源系统初始化完成后，轿车进入等待任务模式，等待上级Android终端手机的APP客户端发送任务指令。小车在接到上层手机发送的小车行进方向的指示后，收到了相应的前进、后退、左转、右转、停等。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采用16针DIP封装，内部集成了阳极H-bridge电路，所有开放量均为N型。这种双极型脉宽调节方式有很多优点，如电流连续。马达可以四方运行。马达停止时有微小的振动电流，起到“动力润滑”的作用，在正反向时消除静态摩擦死区，即低速稳定性等。L293D通过内部逻辑生成

7、能量信号。h桥电路的输入量建立了电动机旋转方向，使信号可用于脉宽曹征(PWM)。L293D还将两个H桥电路集成到一个芯片上。也就是说，可以用一个芯片同时控制两个马达。每个电动机需要3个控制信号EN12、IN1、IN2。其中EN12是能量信号，IN1，IN2是电动机旋转方向控制信号，IN1，IN2分别是1，0时电动机是正向的，反之亦然。PWM连接EN12针脚使您可以通过调整PWM的占空比来调整电动机的转速。选取所有I/O连接埠，并透过反射器74HC14分别连接IN1和IN2接脚，以控制马达的正向。实际图如下图3-1所示。图3-1模块实物图3.1.2 PWM脉冲控制原理PWM是脉宽调制器，通过调制

8、器为马达提供能够调节一定频率脉冲宽度的脉冲电。脉冲宽度越大，占空比越大，马达提供的平均电压越大，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，马达速度就越低。PWM是高水平还是低水平的电动机旋转，电动机的旋转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(PWMCnt1=cntPWM2)

9、/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(主)、从属(Slave)和环路(Loopback)。选择操作模式后，模块将自动以预设方式传输数据。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实物图3.2.2蓝

10、牙串行端口程序说明void usart _ receive(void)interrupt 4/串行中断程序If(RI=1)/接收字符RI=0；/软件零Bluetoothdata=SBUF/读取数据If(TI=1)/数据传输TI=0；/英英3.2.3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到TTL模块此次任务需要使用串行调试软件通过父计算机和子小型车之间的通信来实现小型车调试的目的，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，因此必须使用此us B- serial模块。要连接模块和单片机，请确保连接

11、如图3-8所示。HC05蓝牙模块单身电影机器图3-5 USB-TTL模块和单片机之间的连接图图3-6 USB到TTL串行模块的实体图片。第四章系统功能的设计与实现4.1 Android手机蓝牙远程控制的设计与实现4.1.1设计基本理念遥控器功能的实现基于蓝牙通信协议的构建，需要按顺序执行以下几个步骤：1)检测HC05蓝牙模块是否工作正常，根据需要连接5v或3.3v电压，等待片刻，然后使用Android终端扫描查找并连接蓝牙模块。2)确保单芯片串行端口能够正常通信，编写串行通信程序，刻录单芯片微型计算机，通过开发板将单芯片微型计算机连接到计算机串行端口，打开计算机端串行调试工具，以便正常通信。3

12、)确定蓝牙模块是否可以正常发送和接收数据，通过USB到TTL模块将蓝牙模块连接到计算机USB端口，然后打开计算机串行端口调试助手。安装手机应用程序，连接到蓝牙模块，然后使用手机应用程序验证数据是否正常发送和接收。4)将蓝牙模块的串行端口连接到智能车的单芯片串行端口，编写遥控器选择功能代码，使用手机传输数据，以确保智能汽车能够执行相应的命令。下图是计算机端串行端口调试助手。图4-1串行调试工具4.1.2远程控制任务分配通过无线蓝牙通信的实现，父Android终端主要可以实现如下小型车的移动方向、进入操作模式等，如下表所示。表4-2蓝牙远程控制键和选择菜单按键fbslr123功能前进后退停止向左拐

13、右转第一段第二段第3段4.2.3蓝牙远程控制工作流蓝牙远程控制操作流程图如下：图4-3蓝牙远程控制流程图首先正常启动智能车，完成小型车初始化后，打开Android终端的应用程序进行连接，连接成功后，可以选择功能。(David aser，Northern Exposure(TV)，计算机)按Avoid键进入自主避障模式，或者要进入遥控器模式，只需按back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硬件调试硬件调试使用从整体到部分的考虑方法。1)构建智能车的完整框架，以便每个模块能够在不影响徐璐的情况下安装。2)完成整个电源电路、操作电路

14、设计，确保模块间电源的正常使用和与单片机的合理连接。3)刻录测试程序应确保单片机能够正常刻录和擦除，同时测试串行端口功能，以实现单片机和手机之间的正常通信。4)完成小车底部运动系统，测试舵的基本性能，确保其正常工作。5)对HC05蓝牙模块进行基本性能测试，以验证其是否在正常工作电压下工作正常。然后，通过父计算机的测试，可以正常发送和接收数据。5.2软件调试1)通过编码实现基本小型车的驱动，包括伺服参数测量、电机校准、电机调速、汽车方向控制等。2)避障算法设计，考虑3个传感器将发生的8种情况(000，001，010，011，100，101，110，111)，考虑每种情况发生时的应对方式，设计更合

15、理的避障算法。3)蓝牙模块与单芯片、父计算机和父Android终端正常通信。首先，使用父计算机侧串行调试工具测试蓝牙模块是否能与父计算机正常通信，然后将串行调试代码写入单个磁盘，将数据发送到手机，使单芯片微型计算机接收命令并对汽车做出反应。4)选择功能算法设计，设计简洁合理的算法，在初始化完成后，操作员使用APP选择该功能，并允许进入自己的避障模式或手机的蓝牙遥控器模式。5)将伺服驱动代码、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，各个模块可以独立工作，可以高效地完成小型汽车的工作。代码#includesbitpwm 1=p2 0；/PWM波生成的端口sbitpwm 2=p2 1；sbit motor _ control _ 1=p2 7；/左轮手枪控件sbit motor _ control _ 2=p2 6；/sbit motor _ control _ 3=p2 5；Sbitmotor _ control _ 4=p2 4/unsigned int pwmcnt 1=0；Unsigned