基于藍(lán)牙遙控的智能小車設(shè)計(jì)

劉艷艷

（西北民族大學(xué) 電氣工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730124）

本設(shè)計(jì)采用STC89C51單片機(jī)為主控芯片，可以實(shí)現(xiàn)兩種模式。（1）結(jié)合藍(lán)牙模塊，通過(guò)軟件編程結(jié)合硬件實(shí)物來(lái)完成一款基于藍(lán)牙遙控小車的設(shè)計(jì)。當(dāng)主控接收到手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送的指令后能夠正確地對(duì)指令解析，對(duì)小車功能進(jìn)行控制。（2）通過(guò)紅外避障模塊，自動(dòng)行走[1]。

1 基于藍(lán)牙遙控智能小車的總體設(shè)計(jì)

模式一：采用以STC89C51單片機(jī)為主控芯片，當(dāng)主控接收到手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送的指令后，解析后對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行有效的控制，使得對(duì)小車進(jìn)行正確的控制（左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、前進(jìn)、后退）。

模式二：采用以STC89C51單片機(jī)為主控芯片，通過(guò)紅外避障模塊，結(jié)合程序進(jìn)行控制。當(dāng)開(kāi)啟該模式，小車直接向前，當(dāng)遇到障礙時(shí)后退，然后判斷左右是否無(wú)障礙可以拐彎，優(yōu)先選擇右邊進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)[2]。

基于藍(lán)牙遙控智能小車的總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 基于藍(lán)牙遙控智能小車的總體設(shè)計(jì)

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)STC89C51

STC89C51系統(tǒng)可編程芯片是基于8051核的ISP。STC89C51的工作電壓為：5.5～3.4 V（5 V單片機(jī)）/3.8～2.0 V（3 V單片機(jī)），最高工作時(shí)鐘頻率為80 MHz。具有高速A/D（可以實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵的掃描、對(duì)電池電壓檢測(cè)、掉電檢測(cè)等），并且也方便用戶直接下載用戶程序通過(guò)串口（P3.0/P3.1），運(yùn)行速度快，一片8 K程序3 s就可以完成。具有EEPROM功能，有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，定時(shí)器0可將它當(dāng)作2個(gè)8位定時(shí)器使用。STC89C51單片機(jī)引腳如圖2所示。

圖2 STC89C51單片機(jī)引腳

2.2 L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

L298N是一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，且由ST公司生產(chǎn)。工作電壓：控制信號(hào)直流5 V；電機(jī)電壓直流3～46 V。L298N有兩個(gè)使能控制端，并且具有邏輯電源輸入端，但這需要在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作，可使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作。具有轉(zhuǎn)速可調(diào)、抗干擾能力強(qiáng)、有過(guò)電壓和過(guò)電流保護(hù)、PWM脈寬平滑調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。L298N可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)或者一個(gè)四相電機(jī)，可以通過(guò)直接電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；并且可以直接通過(guò)單片機(jī)的I/O口為其提供信號(hào)[3]。小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和I/O口輸出關(guān)系如表1所示。

2.3 藍(lán)牙（HC-05）

HC-05是主從一體的藍(lán)牙串口模塊。正常供電電壓：3.3～3.6 V，HC-05可設(shè)置為發(fā)送方或接收方，發(fā)送方能和接收方配對(duì)通信，發(fā)送方與發(fā)送方之間或接收方與接收方之間不能通信。該模塊可以用于GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，可以與藍(lán)牙筆記本電腦、電腦加藍(lán)牙適配器、PDA等設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫連接[4]，藍(lán)牙模塊如圖3所示。

表1 小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和I/O口輸出關(guān)系

圖3 藍(lán)牙模塊

2.4 E18-D80NK紅外避障

這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器，主要用于檢測(cè)障礙物，并且可以根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)旋轉(zhuǎn)該紅外避障的后方旋鈕對(duì)所需要的距離進(jìn)行調(diào)整。該紅外避障具有物美價(jià)廉、使用便捷、安裝搭載簡(jiǎn)單、受環(huán)境影響小等特點(diǎn)。該紅外避障多運(yùn)用于機(jī)器人避障、流水線計(jì)件等眾多場(chǎng)合[5]，E18-D80NK紅外避障如圖4所示。

圖4 E18-D80NK紅外避障

3 軟件

該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編寫，編譯環(huán)境為 Keil C51。采用C語(yǔ)言編寫，C語(yǔ)言與匯編相比，C語(yǔ)言編程的可讀性高，便于理解和交流，在學(xué)習(xí)上，C語(yǔ)言也比較容易上手。Keil C51生成目標(biāo)代碼的效率非常高。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)本設(shè)計(jì)的基本功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件部分做出了介紹。該設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙完成對(duì)遙控車的控制以及紅外避障的功能。整個(gè)設(shè)計(jì)具有功耗低、操作方便、性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

[參考文獻(xiàn)]

[1]潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].2版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.

[2]戴佳，戴為恒，劉博文.51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[3]孫榮高，孫德超.數(shù)字溫濕度數(shù)據(jù)記錄儀的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電技術(shù)，2005（7）：74-76.

[4]楊永杰，馮軍.數(shù)字式溫濕度傳感器SHTI1在塵埃檢測(cè)儀中的應(yīng)用[J].電子工程師，2005（8）：64-66.

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