合肥工業(yè)大學(xué)——藍(lán)牙智能遙控小車——竺定舟

1、L/O/G/O答辯人：竺定舟答辯人：竺定舟項(xiàng)目：藍(lán)牙智能遙控小車項(xiàng)目：藍(lán)牙智能遙控小車2目錄目錄各功能模塊展現(xiàn)各功能模塊展現(xiàn)3整體設(shè)計(jì)方案整體設(shè)計(jì)方案2作品簡(jiǎn)介作品簡(jiǎn)介1軟件程序流程圖軟件程序流程圖4作品整體展現(xiàn)作品整體展現(xiàn)藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，AndroidAndroid手機(jī)以其獨(dú)有的開(kāi)手機(jī)以其獨(dú)有的開(kāi)放性優(yōu)勢(shì)正在為我們提供更多優(yōu)質(zhì)便捷的技術(shù)成果。放性優(yōu)勢(shì)正在為我們提供更多優(yōu)質(zhì)便捷的技術(shù)成果。本次我們研究的是基于安卓手機(jī)藍(lán)牙控制的智能小本次我們研究的是基于安卓手機(jī)藍(lán)牙控制的智能小車設(shè)計(jì)，基于手機(jī)平臺(tái)車設(shè)計(jì)，基于手機(jī)平臺(tái), ,借助于藍(lán)牙技術(shù)借助于

2、藍(lán)牙技術(shù), ,設(shè)計(jì)和實(shí)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)線遙控小車新的解決方案。設(shè)計(jì)以手機(jī)現(xiàn)了一種無(wú)線遙控小車新的解決方案。設(shè)計(jì)以手機(jī)控制平臺(tái)、藍(lán)牙通訊模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、測(cè)速?？刂破脚_(tái)、藍(lán)牙通訊模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、測(cè)速模塊、塊、LEDLED顯示模塊等硬件模塊組成的遙控小車。實(shí)顯示模塊等硬件模塊組成的遙控小車。實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、前左轉(zhuǎn)彎、前右轉(zhuǎn)彎等實(shí)時(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、前左轉(zhuǎn)彎、前右轉(zhuǎn)彎等實(shí)時(shí)控制功能，并通過(guò)控制功能，并通過(guò)OLED12864OLED12864顯示器實(shí)時(shí)顯示小車顯示器實(shí)時(shí)顯示小車的的運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度。 作品簡(jiǎn)介：作品簡(jiǎn)介：4目錄目錄各功能模塊展現(xiàn)各功能模塊展現(xiàn)3整體設(shè)計(jì)方案整體設(shè)計(jì)方案2

3、作品簡(jiǎn)介作品簡(jiǎn)介1軟件程序流程圖軟件程序流程圖4作品整體展現(xiàn)作品整體展現(xiàn)藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 整體設(shè)計(jì)方案：整體設(shè)計(jì)方案： 通過(guò)查找資料進(jìn)行方案論證和選擇，確定出該系統(tǒng)的整體構(gòu)成。本設(shè)計(jì)是通過(guò)查找資料進(jìn)行方案論證和選擇，確定出該系統(tǒng)的整體構(gòu)成。本設(shè)計(jì)是以以MSP430F5529單片機(jī)為核心，以設(shè)置手機(jī)界面來(lái)單片機(jī)為核心，以設(shè)置手機(jī)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等功能。單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)小車的右轉(zhuǎn)、停止等功能。單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止。前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止。HC-06為藍(lán)

4、牙接收模塊，通過(guò)與手機(jī)端的為藍(lán)牙接收模塊，通過(guò)與手機(jī)端的藍(lán)牙進(jìn)行連接配對(duì)，從而接收從手機(jī)端發(fā)送過(guò)來(lái)的動(dòng)作指令。接收到的指令藍(lán)牙進(jìn)行連接配對(duì)，從而接收從手機(jī)端發(fā)送過(guò)來(lái)的動(dòng)作指令。接收到的指令再傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)分析傳遞過(guò)來(lái)的指令不同，而跳轉(zhuǎn)到不同的子再傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)分析傳遞過(guò)來(lái)的指令不同，而跳轉(zhuǎn)到不同的子程序來(lái)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等不程序來(lái)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等不同的動(dòng)作。電源提供給驅(qū)動(dòng)板同的動(dòng)作。電源提供給驅(qū)動(dòng)板5V直流電，單片機(jī)電源由驅(qū)動(dòng)板提供，以并直流電，單片機(jī)電源由驅(qū)動(dòng)板提供，以并聯(lián)的形式與驅(qū)動(dòng)板相連

5、接以保證單片機(jī)能正常供電，聯(lián)的形式與驅(qū)動(dòng)板相連接以保證單片機(jī)能正常供電，LED顯示模塊和藍(lán)牙模顯示模塊和藍(lán)牙模塊都由單片機(jī)提供電源。測(cè)速碼盤可以檢測(cè)小車輪子運(yùn)動(dòng)速度并將信號(hào)反饋塊都由單片機(jī)提供電源。測(cè)速碼盤可以檢測(cè)小車輪子運(yùn)動(dòng)速度并將信號(hào)反饋到單片機(jī)上，并由單片機(jī)到單片機(jī)上，并由單片機(jī)CPU處理后將信號(hào)傳輸?shù)教幚砗髮⑿盘?hào)傳輸?shù)絃ED顯示器上，從而讓顯示器上，從而讓我們直觀的了解小車實(shí)時(shí)運(yùn)行速度。我們直觀的了解小車實(shí)時(shí)運(yùn)行速度。藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 單片機(jī)開(kāi)發(fā)板的選擇單片機(jī)開(kāi)發(fā)板的選擇 MSP430F5529 Launchpad為MS

6、P430F5529單片機(jī)的最小系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板，利用該實(shí)驗(yàn)板可便于進(jìn)行MSP430F5529單片機(jī)的系統(tǒng)拓展，與MSP-EXP430F5529實(shí)驗(yàn)板相比，外圍硬件資源較少，但MSP430F5529單片機(jī)的引出引腳更多，外部設(shè)備可利用的單片機(jī)內(nèi)部資源更多。藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 電源的選擇電源的選擇 電源給單片機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)等使用電源給單片機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)等使用5V直流電的器件提供電源，供系統(tǒng)正直流電的器件提供電源，供系統(tǒng)正常工作。常工作。方案一：用變壓器降壓經(jīng)整流橋整流和方案一：用變壓器降壓經(jīng)整流橋整流和7805穩(wěn)壓后給系統(tǒng)供電。變穩(wěn)壓后給系統(tǒng)供電。變壓器相對(duì)比較重，但他的電路穩(wěn)定，適宜長(zhǎng)時(shí)間供

7、電。能做到交流電供電壓器相對(duì)比較重，但他的電路穩(wěn)定，適宜長(zhǎng)時(shí)間供電。能做到交流電供電正常時(shí)就能給系統(tǒng)正常供電。但在交流電失電時(shí)系統(tǒng)會(huì)停止工作，這時(shí)的正常時(shí)就能給系統(tǒng)正常供電。但在交流電失電時(shí)系統(tǒng)會(huì)停止工作，這時(shí)的時(shí)鐘也會(huì)停止走時(shí)。在重新供電時(shí)系統(tǒng)會(huì)重啟，從而造成原先設(shè)置的數(shù)據(jù)時(shí)鐘也會(huì)停止走時(shí)。在重新供電時(shí)系統(tǒng)會(huì)重啟，從而造成原先設(shè)置的數(shù)據(jù)丟失。故此方案存在漏洞，不適宜使用。丟失。故此方案存在漏洞，不適宜使用。方案二：使用交流電和干電池混合給系統(tǒng)供電。在交流電不失效的方案二：使用交流電和干電池混合給系統(tǒng)供電。在交流電不失效的情況下由交流電轉(zhuǎn)情況下由交流電轉(zhuǎn)5V直流電供電，在交流電失效情況下由干電

8、池供電。這直流電供電，在交流電失效情況下由干電池供電。這樣就能解決運(yùn)行成本過(guò)高或者在交流電失效時(shí)丟失原先設(shè)置數(shù)據(jù)的問(wèn)題。樣就能解決運(yùn)行成本過(guò)高或者在交流電失效時(shí)丟失原先設(shè)置數(shù)據(jù)的問(wèn)題。方案三：使用干電池給系統(tǒng)供電。干電池供電能讓系統(tǒng)穩(wěn)定的工作，方案三：使用干電池給系統(tǒng)供電。干電池供電能讓系統(tǒng)穩(wěn)定的工作，時(shí)鐘的走時(shí)不受交流電的影響。干電池的價(jià)格相對(duì)交流電而言較貴，用干時(shí)鐘的走時(shí)不受交流電的影響。干電池的價(jià)格相對(duì)交流電而言較貴，用干電池單獨(dú)供電會(huì)造成使用成本提高的問(wèn)題。但綜合情況考慮到小車要前進(jìn)、電池單獨(dú)供電會(huì)造成使用成本提高的問(wèn)題。但綜合情況考慮到小車要前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等問(wèn)題，因此不可能采

9、用交流電源來(lái)供電，最終決定兩后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等問(wèn)題，因此不可能采用交流電源來(lái)供電，最終決定兩個(gè)電源都采用干電池供電比較合理，因此采用方案三提供電源。個(gè)電源都采用干電池供電比較合理，因此采用方案三提供電源。L/O/G/O藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車LED顯示器的選擇顯示器的選擇 由于由于1602LED顯示器的所需的數(shù)據(jù)顯示器的所需的數(shù)據(jù)傳輸線比較多，但是開(kāi)發(fā)板沒(méi)有可用的傳輸線比較多，但是開(kāi)發(fā)板沒(méi)有可用的完整的端口，經(jīng)過(guò)仔細(xì)查閱各類顯示器完整的端口，經(jīng)過(guò)仔細(xì)查閱各類顯示器及比較它們之間的優(yōu)劣，最終我們選擇及比較它們之間的優(yōu)劣，最終我們選擇顯示分辨率更高所需傳輸線少的顯示分辨率更高所需傳輸線少的

10、OLED12864液晶顯示器。液晶顯示器。10目錄目錄各功能模塊展現(xiàn)各功能模塊展現(xiàn)3整體設(shè)計(jì)方案整體設(shè)計(jì)方案2作品簡(jiǎn)介作品簡(jiǎn)介1軟件程序流程圖軟件程序流程圖4作品整體展現(xiàn)作品整體展現(xiàn)藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車功能模塊展現(xiàn)功能模塊展現(xiàn)藍(lán)牙模塊藍(lán)牙模塊測(cè)速模塊測(cè)速模塊顯示模塊顯示模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 本項(xiàng)目我們采用的是本項(xiàng)目我們采用的是L298N型驅(qū)動(dòng)器，型驅(qū)動(dòng)器，L298N芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá)50V，可以直接通過(guò)，可以直接

11、通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的IO口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便。使用比較方便。L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)邏輯電平信號(hào)VSS，VSS可接可接457 V電壓。電壓。4腳腳VS接電源電壓，接電源電壓，VS電壓范圍電壓范圍VIH為為2546 V。輸出電流可達(dá)輸出電流可達(dá)25 A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1腳和腳和15腳下管的發(fā)射極分別腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298可驅(qū)動(dòng)可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電個(gè)電動(dòng)機(jī)，

12、動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2和和OUT3，OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。我們選用驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)圖電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)圖L/O/G/O藍(lán)牙模塊藍(lán)牙模塊 本模塊分主機(jī)和從機(jī)，主機(jī)能和從機(jī)配對(duì)通信，本模塊分主機(jī)和從機(jī)，主機(jī)能和從機(jī)配對(duì)通信，從機(jī)與從機(jī)之間或主機(jī)與主機(jī)之間不能通信，從機(jī)能從機(jī)與從機(jī)之間或主機(jī)與主機(jī)之間不能通信，從機(jī)能和

13、電腦、手機(jī)等的藍(lán)牙配對(duì)通信，購(gòu)買時(shí)默認(rèn)為從機(jī)。和電腦、手機(jī)等的藍(lán)牙配對(duì)通信，購(gòu)買時(shí)默認(rèn)為從機(jī)。我們?cè)谧鲋悄苄≤嚳刂茣r(shí)，藍(lán)牙模塊主要是實(shí)現(xiàn)接收我們?cè)谧鲋悄苄≤嚳刂茣r(shí)，藍(lán)牙模塊主要是實(shí)現(xiàn)接收從手機(jī)端發(fā)送過(guò)來(lái)的指令，所以我們需要的是從機(jī)模從手機(jī)端發(fā)送過(guò)來(lái)的指令，所以我們需要的是從機(jī)模塊。塊。本小車選用的是版本較早的本小車選用的是版本較早的HC-06模塊模塊。HC-06模塊只記憶最后一次配對(duì)過(guò)的從機(jī)，并只與該從機(jī)配模塊只記憶最后一次配對(duì)過(guò)的從機(jī)，并只與該從機(jī)配對(duì)，直到對(duì)，直到KEY（26腳）高電平觸發(fā)時(shí)放棄記憶，腳）高電平觸發(fā)時(shí)放棄記憶，26腳腳默認(rèn)應(yīng)該為低電平。默認(rèn)應(yīng)該為低電平。藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙

14、智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 藍(lán)牙模塊與單片機(jī)的連接藍(lán)牙模塊與單片機(jī)的連接藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 手機(jī)藍(lán)牙平臺(tái)連接手機(jī)藍(lán)牙平臺(tái)連接1、手指去點(diǎn)擊、手指去點(diǎn)擊“HC-06”字的位置，字的位置，進(jìn)行藍(lán)牙設(shè)備連接進(jìn)行藍(lán)牙設(shè)備連接2、連接成功顯示、連接成功顯示藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 手機(jī)藍(lán)牙遙控信號(hào)發(fā)送給藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙模塊通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙遙控信號(hào)發(fā)送給藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙模塊通過(guò)P3.0 P3.1把數(shù)據(jù)把數(shù)據(jù)給單片機(jī)，單片機(jī)解析藍(lán)牙指令后發(fā)出給單片機(jī)，單片機(jī)解析藍(lán)牙指令后發(fā)出IO口控制信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)，口控制信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出給帶有電機(jī)的小車，從而實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退左右轉(zhuǎn)彎

15、的效電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出給帶有電機(jī)的小車，從而實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退左右轉(zhuǎn)彎的效果。果。藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 槽型光耦也稱作直射式光電傳感器或?qū)ι涫焦怆婇_(kāi)光，槽型光耦也稱作直射式光電傳感器或?qū)ι涫焦怆婇_(kāi)光，其工作原理是經(jīng)過(guò)對(duì)紅外發(fā)射光的阻斷和導(dǎo)通，在紅外其工作原理是經(jīng)過(guò)對(duì)紅外發(fā)射光的阻斷和導(dǎo)通，在紅外接收管感應(yīng)出的電流變化來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)和關(guān)的判別。槽型光接收管感應(yīng)出的電流變化來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)和關(guān)的判別。槽型光耦通常也稱作槽式光電開(kāi)關(guān)通常是耦通常也稱作槽式光電開(kāi)關(guān)通常是U U型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于和接收器分別位于U U型槽的兩邊，并構(gòu)成一光軸，當(dāng)被型槽的兩邊，并構(gòu)成一光軸，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)

16、檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)U U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)到的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。槽式光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。槽式光電開(kāi)關(guān)能夠能夠比較安全可靠比較安全可靠地地檢測(cè)高速變化，檢測(cè)高速變化，并并區(qū)分透明與半透明物體區(qū)分透明與半透明物體，使所測(cè)得，使所測(cè)得的信號(hào)更加精確可靠。的信號(hào)更加精確可靠。測(cè)速模塊測(cè)速模塊藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 測(cè)速模塊實(shí)物圖測(cè)速模塊實(shí)物圖藍(lán)牙智能遙控小車藍(lán)牙智能遙控小車 LED液晶顯示器液晶顯示器 OLED12864顯示模塊顯示屏為顯示模塊顯示屏為128列、列、64行，使用行，使用1片有片有64行輸出行輸出的行驅(qū)動(dòng)器和的行驅(qū)動(dòng)器和2片列驅(qū)

17、動(dòng)控制器，其中每片列驅(qū)動(dòng)器有片列驅(qū)動(dòng)控制器，其中每片列驅(qū)動(dòng)器有64路輸出。行驅(qū)路輸出。行驅(qū)動(dòng)器與動(dòng)器與MCU沒(méi)有關(guān)系，只要提供電源就能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)和同步信號(hào)，沒(méi)有關(guān)系，只要提供電源就能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)和同步信號(hào)，模塊的外部信號(hào)僅與列驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。列驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置模塊的外部信號(hào)僅與列驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。列驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置6464位顯示存儲(chǔ)位顯示存儲(chǔ)器，器，RAM被分為被分為 8頁(yè)，每頁(yè)頁(yè)，每頁(yè)8行行;顯示屏上各像素點(diǎn)顯示狀態(tài)與顯示存顯示屏上各像素點(diǎn)顯示狀態(tài)與顯示存儲(chǔ)器各位數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，顯示存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)直接作為圖形顯示的驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)器各位數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，顯示存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)直接作為圖形顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，為信號(hào)，為“1”顯示，為顯示，為“0”不顯示。不顯示。 通過(guò)通過(guò)LED液晶顯示器將小車的速度實(shí)時(shí)顯示，客觀真實(shí)的反應(yīng)小車液晶顯示器將小車的速度實(shí)時(shí)顯示，客觀真實(shí)的反應(yīng)小車的運(yùn)