基于蓝牙遥控的智能小车设计

《嵌入式系统设计》项目设计报告

题目：基于蓝牙技术的智能遥控小车的设计专业：自动化

班级：

姓名：学号：

指导老师：

成绩：

( 2015.12）

摘要

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，避障碍等功能。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。

无线遥控的小车，可以在危险的环境作业，人员搜索，可以在各类领域中发挥着它特殊的作用，本次设计是选择基于蓝牙遥控的多功能智能小车为对象。控制系统以C51单片机为主控芯片，采用L298N为电机驱动芯片、HC-06蓝牙无线模块、12864液晶显示模块、四路循迹模块等构成外围扩展电路。将自制的控制电路、控制程序和四轮小车机械相结合，制作多功能智能小车。实验调试实现了智能小车的蓝牙无线遥控、自动避障、自动测距及各种灯光的功能。

关键词：51单片机；蓝牙遥控；智能小车

目录

摘要 (2)

１．绪论 (4)

1.1课题目的 (4)

1.2课题研究内容 (4)

2．方案论证 (4)

2.1 总体方案设计 (4)

2.2设计系统的功能要求 (5)

2.3 系统硬件方案 (5)

3.2......................................................................................... STC89C52最小系统

7

3.3电机驱动设计 (7)

3.4显示电路设计 (8)

3.5 蓝牙模块设计 (9)

3.6 PCB图设计 (10)

3.7 智能车结构分析 (10)

3.7.1 底板设计 (11)

3.7.2电机与底板的连接支架设计 (11)

3..7.3整体装配图 (12)

4.系统软件设计 (12)

4.1系统的程序流程 (12)

4.2蓝牙模块参数设置程序 (13)

4.3蓝牙发送程序接收程序和中断程序 (13)

4.4自动避障及灯光声音控制程序设计 (14)

4.5液晶显示程序设计 (16)

5 调试结果分析 (19)

5.1蓝牙遥控调试及结果分析 (19)

5.2避障功能调试及结果分析 (19)

5.3无人驾驶模式调试及结果分析 (19)

6.总结 (19)

参考文献 (19)

附录：程序 (20)

１．绪论

1.1课题目的

本次设计的小车是具有无线遥控功能的。小车可以无人驾驶和人为控制两种模式，可以随意控制小车的前进后退，转向时有方向灯闪烁，前方有障碍物时，有自动报警功能，实现了自动控制。

1.2课题研究内容

本次设计的蓝牙遥控小车要实现的功能有基于安卓手机的蓝牙遥控，可以让小车前进、后退、左转、右转，以及重力感应控制小车切换为无人驾驶模式时，可以让小车自动驾驶，同时小车具备自动避障，转弯灯，报警灯以及即时显示小车信息等功能。系统设计主要有两个部分，软件部分和硬件部分。软件部分：C语言编程和keil uVison4 软件。在硬件方面：采用STC89C52单片机。

2．方案论证

2.1 总体方案设计

本次设计的小车采用的是以51单片机为主控制器，开始由手机发送蓝牙无线信号来启动并复位小车，由四路循迹模块进行障碍检测，通过单片机控制小车行驶，显示，避障和转向，采用4wd驱动，以提高整车运动的平稳性；最后

通过蓝牙无线传输功能将智能车的行驶信息实时地传给显示器，实现监控，也可以通过蓝牙无线来控制小车的行驶状态。这就是本次的总体设计思路。该方案如图2-2小车设计结构图所示。

图2-2-1 STC89C52芯片小车结构设计图1

2.2设计系统的功能要求

蓝牙控制的智能小车是基于STC89C52单片机实现的。STC89C52简单易学，有丰富的资源，让人们学习的效率大大提高。

该基于安卓系统的蓝牙小车的功能是蓝牙控制，重力感应驾驶，自动避障，即时显示小车状况，报警灯转向灯等。

2.3 系统硬件方案

如图2-3系统结构框图所示。

图2-3 系统结构框图

在图2-3系统结构图中，STC89C52输入部分：安卓系统手机，蓝牙，切换

为无人驾驶模式时为传感器；输出部分有：方向控制，驱动控制，液晶显示，

灯光，本次小车为四轮驱动，可以前进，后退，转弯，转弯灯，避障报警灯，

液晶显示小车即时状况

3系统硬件设计

3.1STC89C52芯片简介

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

STC89C52性能：

1. 增强型8051单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.

2. 工作电压：5.5V～

3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）

3.工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz

4. 用户应用程序空间为8K字节

5. 片上集成512 字节RAM

6. 通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。

7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片

8. 具有EEPROM 功能

9. 共3 个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2

10.外部中断4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒

11. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART

3.2 STC89C52最小系统

最小系统包括电源复位电路和晶振电路。如图3-2 STC89C52最小系统所示。

图3-2 STC89C52最小系统

3.3电机驱动设计

本次设计采用L298N直流电机驱动芯片驱动模块最大工作电流为2A,且可同时驱动两个直流电机可满足如实验室两驱动和舵机转向小车使用，如为四驱小车，需使用两块。