基于單片機(jī)的手機(jī)藍(lán)牙遙控小車設(shè)計(jì)

周麗娟

摘 要：本文介紹了一種基于手機(jī)藍(lán)牙控制的智能小車的設(shè)計(jì)與制作方法，該系統(tǒng)主要分為手機(jī)遙控模塊、藍(lán)牙收發(fā)模塊、單片機(jī)控制模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊四個(gè)部分。文章首先介紹了單片機(jī)服務(wù)端的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，然后介紹了手機(jī)客服端的軟件實(shí)現(xiàn)方法，最后給出了具體的測試結(jié)果。

關(guān)鍵詞：手機(jī)藍(lán)牙；單片機(jī)；遙控小車

近年來藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為最先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有成本低、功耗小、抗干擾性好、建立連接靈活等優(yōu)點(diǎn)。針對目前市場上銷售的智能遙控車通常具有外界干擾大、信號(hào)易失真等缺點(diǎn)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用以藍(lán)牙手機(jī)作為遙控器，與小車上的無線藍(lán)牙傳輸模塊建立連接，并以藍(lán)牙配對連接的方式建立專用信道，有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。該系統(tǒng)在手機(jī)上設(shè)計(jì)一個(gè)通信控制軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的小車遙控器，只要運(yùn)行該軟件，按下控制鍵就可以方便地控制小車運(yùn)行，節(jié)省硬件成本，并提高抗干擾性能。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)利用安卓系統(tǒng)手機(jī)的藍(lán)牙功能，建立無線通信；小車上的藍(lán)牙模塊HC-04作為服務(wù)端與單片機(jī)接口，通過手機(jī)開發(fā)的客戶端應(yīng)用軟件發(fā)送控制指令，藍(lán)牙服務(wù)端接收到指令后通過單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路，從而控制藍(lán)牙小車的運(yùn)動(dòng)。其系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示：

圖1 手機(jī)藍(lán)牙遙控小車組成框圖

2 系統(tǒng)服務(wù)端設(shè)計(jì)

2.1 藍(lán)牙模塊接口設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中藍(lán)牙模塊主要是實(shí)現(xiàn)接收從手機(jī)端發(fā)送過來的指令，所以我們需要的是從機(jī)模塊。在本次設(shè)計(jì)中我們只需實(shí)現(xiàn)簡單的通信，因此選用HC-05模塊。

2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)小車使用的是直流電機(jī)。單片機(jī)輸出的信號(hào)功率很弱，即使在沒有其它外在負(fù)載時(shí)也無法帶動(dòng)電機(jī)，所以在實(shí)際電路中我們加入了電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片提高輸入電機(jī)信號(hào)的功率，電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用L298集成H橋芯片。L298N內(nèi)部包含4個(gè)通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，可以驅(qū)動(dòng)4V、2V以下的電機(jī)。另外，L298的驅(qū)動(dòng)功率較大，在6～46V的電壓下，可以提供2A的額定電流，并且具有過熱自動(dòng)關(guān)斷和電流反饋檢測功能，安全可靠；為了保證L298正常工作，另外安裝了續(xù)流二極管。電路如圖3所示。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)調(diào)整出PWM脈沖和高低電平對直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制。

圖2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

2.3 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)

單片機(jī)和藍(lán)牙模塊作為遙控小車的服務(wù)端，主要根據(jù)接收到的指令控制小車前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)動(dòng)等。本系統(tǒng)單片機(jī)部分的程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4 所示。

圖3 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)流程圖

3 客服端軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)客服端軟件設(shè)計(jì)是基于Android 2.1系統(tǒng)，所用開發(fā)工具為Eclipse集成開發(fā)環(huán)境，Eclipse是著名的跨平臺(tái)的自由集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程是先初始化本地藍(lán)牙，然后搜索藍(lán)牙設(shè)備，找到設(shè)備后配對連接，再進(jìn)行鍵盤監(jiān)聽，發(fā)現(xiàn)按鍵按下后發(fā)送相應(yīng)的藍(lán)牙API。

4 總結(jié)

本系統(tǒng)通過手機(jī)藍(lán)牙，實(shí)現(xiàn)遙控控制小車智能控制的功能。單片機(jī)通過串口TXD，RXD與藍(lán)牙模塊從機(jī)連接，進(jìn)行串口通訊，接收端藍(lán)牙模塊將手機(jī)發(fā)送的控制命令傳送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)命令來控制電機(jī)而正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電腦控制小車前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎。經(jīng)過實(shí)際測試，利用手機(jī)控制藍(lán)牙小車的功能已完全實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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