手機(jī)藍(lán)牙遙控小車設(shè)計(jì)

1、南 陽(yáng) 理 工 學(xué) 院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 學(xué) 院： 電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期 2016 年 5 月南陽(yáng)理工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）手機(jī)藍(lán)牙遙控小車設(shè)計(jì)Design of Bluetooth Mobile Phone Remote Control of Smart Car總 計(jì)： 29 頁(yè)表 格： 6 個(gè)插 圖： 16 幅南 陽(yáng) 理 工 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）手機(jī)藍(lán)牙遙控小車設(shè)計(jì)Design of Bluetooth Mobile Phone Remote Control of Smart Car 學(xué) 院： 電子與電氣

2、工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師（職稱）： 評(píng) 閱 教 師： 完 成 日 期： 南陽(yáng)理工學(xué)院Nanyang Institute of Technology手機(jī)藍(lán)牙遙控小車設(shè)計(jì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)摘要本課題選用單片機(jī)STC89C52RC作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心和數(shù)據(jù)處理中心，利用Keil編程軟件進(jìn)行單片機(jī)程序的編寫(xiě)，通過(guò)安裝于手機(jī)上的藍(lán)牙通訊客戶端對(duì)單片機(jī)進(jìn)行相關(guān)指令的發(fā)送。小車硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、藍(lán)牙模塊、電動(dòng)機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊等組成，各個(gè)模塊之間通過(guò)相互配合，實(shí)現(xiàn)手機(jī)客戶端對(duì)小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的遙控。在對(duì)系

3、統(tǒng)軟、硬件進(jìn)行相關(guān)調(diào)試后，小車能夠接收手機(jī)發(fā)送的遙控信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、倒退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、加速、減速和停止的功能。關(guān)鍵詞藍(lán)牙模塊；遙控；電源模塊；客戶端Design of Bluetooth Mobile Phone Remote Control of Smart CarElectrical Engineering and Automation Specialty ZHANG FanAbstract: Design of Bluetooth mobile phone remote control of smart car was completed using STC89C52RC as con

4、trol core and data processing center. It was programmed by Keil programming software and through the installation of the client on the phone to send the relevant instructions to achieve the remote control of the car. The car designed by modular and consists of the microcontroller unit minimum system

5、 module, Bluetooth module, motor module, motor drive module, power module and other components. Through mutual cooperation between the various modules, the mobile phone client to achieve the status of the remote control of the car. In the system software, hardware for the relevant debugging, the car

6、 can receive the remote control signal form phone, and to achieve forward, backward, left, right, right, acceleration, deceleration and stop function.Key words: Bluetooth module ; remote control ; power module ; client目 錄1 引言11.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12 設(shè)計(jì)方案分析12.1 設(shè)計(jì)要求12.2 設(shè)計(jì)構(gòu)思23 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)23.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)23.1.

7、1 單片機(jī)芯片的選擇23.1.2 單片機(jī)芯片的簡(jiǎn)介33.1.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成33.2 藍(lán)牙模塊43.2.1 藍(lán)牙模塊的選擇43.2.1 藍(lán)牙模塊的簡(jiǎn)介53.2.3 藍(lán)牙模塊參數(shù)的設(shè)置63.3 電動(dòng)機(jī)模塊73.3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇73.3.2 直流電機(jī)的簡(jiǎn)介73.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊83.4.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇83.4.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的簡(jiǎn)介83.4.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的連接93.5 電源模塊103.5.1 電源的選擇103.5.2 穩(wěn)壓模塊的簡(jiǎn)介113.6 系統(tǒng)框圖113.7 遙控小車結(jié)構(gòu)分析123.7.1 底板結(jié)構(gòu)123.7. 2 底板配件133.7. 3 整體裝配144 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

8、144.1 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)144.1.1 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容144.1.2 I/0端口的設(shè)置154.1.3 初始化程序設(shè)計(jì)164.1.4 串口通訊程序的設(shè)計(jì)174.1.5 指令處理程序的設(shè)計(jì)174.1.6 方向控制程序的設(shè)計(jì)174.1.7 PWM調(diào)速程序的設(shè)計(jì)184.2 手機(jī)客戶端參數(shù)設(shè)置195 系統(tǒng)整體調(diào)試205.1 調(diào)試方案205.2 硬件調(diào)試205.3 軟件調(diào)試20結(jié)束語(yǔ)21參考文獻(xiàn)22附錄一23附錄二24致謝291 引言1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀現(xiàn)代的無(wú)線遙控小車技術(shù)起源于美國(guó)，其實(shí)是第二次世界大戰(zhàn)的產(chǎn)物。由于戰(zhàn)事的需求，尤其是需要各種不同于人類直接操作的機(jī)器，用于排雷、布雷、收集情報(bào)等。在此基礎(chǔ)

9、上需要智能遙控機(jī)器，隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種功能的小型遙控小車。利用遙控小車排雷和布雷，執(zhí)行各種危險(xiǎn)的任務(wù)1。隨著技術(shù)的沉淀，現(xiàn)代遙控技術(shù)到達(dá)了相當(dāng)?shù)母叨取Ｓ绕涫俏鞣桨l(fā)達(dá)國(guó)家的遙控小車技術(shù)一直處于世界的前列。這些國(guó)家一直都在大力發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)。由此衍生出其他更高級(jí)的控制方式。軍用技術(shù)轉(zhuǎn)化為民用技術(shù)，用于造福人們。在國(guó)外，由于政府的支持下，民間研究機(jī)構(gòu)和各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的不斷探索和研究之下，智能汽車技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)在當(dāng)今的快速發(fā)展，智能交通系統(tǒng)在國(guó)外已經(jīng)得到了廣泛的推廣。美國(guó)是發(fā)展較好的國(guó)家之一，美國(guó)在上世紀(jì)六七十年代就開(kāi)始了智能交通系統(tǒng)的研究。隨后美國(guó)就開(kāi)始了智能化車輛方面的研究，逐步走

10、向智能交通體系的發(fā)展。日本是世界上應(yīng)用智能交通系統(tǒng)最為廣泛的國(guó)家。美國(guó)、德國(guó)、日本等科技大國(guó)在智能汽車技術(shù)方面一直處于世界的前列。在汽車的性能及智能化水平上，西方發(fā)達(dá)國(guó)家一直處于先進(jìn)水平。1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 由于我國(guó)的智能交通系統(tǒng)研究與起步較晚，所以一直都是在向發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，在引進(jìn)、改善和吸收的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)。隨著國(guó)家政府和企業(yè)對(duì)智能系統(tǒng)方面的重視，國(guó)內(nèi)已大范圍地進(jìn)行無(wú)線遙控汽車的研究，一些實(shí)驗(yàn)室及研究所對(duì)智能交通領(lǐng)域都有研究。我國(guó)智能交通系統(tǒng)的研究開(kāi)始于九十年代，到了21世紀(jì)我國(guó)的智能交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室成立。經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，我國(guó)的技術(shù)跟發(fā)達(dá)國(guó)家的差距正在逐步減小，在一些大

11、中型城市已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用智能交通系統(tǒng)。由于中國(guó)的智能交通領(lǐng)域起步比較晚，雖然在研發(fā)應(yīng)用方面取得了重要發(fā)展，但是與國(guó)際上的發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距。我國(guó)的技術(shù)跟發(fā)達(dá)國(guó)家的差距正在逐步減小，雖然現(xiàn)在的發(fā)展還不完善，但是目前我國(guó)科技能力不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷強(qiáng)大，為智能交通系統(tǒng)的研發(fā)和完善提供了技術(shù)支撐和資金保證，有助于推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。2 設(shè)計(jì)方案分析2.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)手機(jī)藍(lán)牙遙控小車需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中熟悉各個(gè)元器件的功能，對(duì)單片機(jī)和安卓系統(tǒng)有一定的了解,知道單片機(jī)及其它模塊各個(gè)引腳的功能和電路結(jié)構(gòu)，掌握單片機(jī)定時(shí)器和串口通信的使用方法。熟悉電焊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠熟練使用萬(wàn)用表對(duì)小車的硬件電路進(jìn)行檢

12、測(cè)。有一定的軟件開(kāi)發(fā)能力，能夠運(yùn)用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)的基本編程，具有熟練使用Keil軟件的能力，對(duì)手機(jī)藍(lán)牙遙控小車的設(shè)計(jì)方案了如指掌。要求小車可以實(shí)現(xiàn)在手機(jī)藍(lán)牙的遙控下左右轉(zhuǎn)、前后運(yùn)動(dòng)、和調(diào)速的功能。2.2 設(shè)計(jì)構(gòu)思查閱其他同學(xué)之前的制造經(jīng)驗(yàn)和方案，根據(jù)2.1設(shè)計(jì)要求，通過(guò)查閱資料進(jìn)行方案論證和選擇，可以確定出該系統(tǒng)的整體構(gòu)成。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心，通過(guò)小車藍(lán)牙模塊和手機(jī)藍(lán)牙的通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)指令的傳遞，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)處理，最后給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出高低電平，從而來(lái)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端。智能小車使用四輪驅(qū)動(dòng)，以提高整車運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。利用單片機(jī)進(jìn)行PWM脈寬調(diào)制，以實(shí)現(xiàn)小車的加速和減速。手機(jī)藍(lán)牙遙控

13、小車通過(guò)藍(lán)牙接收模塊，手機(jī)客戶端，單片機(jī)芯片，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的拖動(dòng)下，使小車實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能。整個(gè)系統(tǒng)的小車硬件可以分為七個(gè)部分，分別為單片機(jī)最小系統(tǒng)、手機(jī)、藍(lán)牙模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、小車底板、電動(dòng)機(jī)模塊、電源模塊。藍(lán)牙模塊為小車進(jìn)行通訊，接收手機(jī)藍(lán)牙傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，單片機(jī)最小系統(tǒng)接收信號(hào)之后，分析信號(hào)并在輸出引腳產(chǎn)生高低電平，給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)輸入引腳的狀態(tài)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，用電源模塊為各個(gè)模塊供電。小車底板作為整個(gè)設(shè)備的載體。手機(jī)則是在整個(gè)系統(tǒng)中起到遙控小車的作用。各個(gè)硬件共同組成藍(lán)牙遙控小車。設(shè)計(jì)構(gòu)思結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1 設(shè)計(jì)構(gòu)思結(jié)構(gòu)圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.

14、1.1 單片機(jī)芯片的選擇單片機(jī)芯片選擇時(shí)的原則：（1）單片機(jī)選購(gòu)時(shí)需要實(shí)際功能和數(shù)量比設(shè)計(jì)構(gòu)想中的多一些，在保證所需要的功能外，盡可能有足夠的引腳供給本次設(shè)計(jì)分配，方便在設(shè)計(jì)的時(shí)候更換和填補(bǔ)更重要的功能。（2) 單片機(jī)在選擇上要方便耐用，保證單片機(jī)的使用壽命盡可能的長(zhǎng)，程序可以多次的寫(xiě)入。（3）單片機(jī)在可開(kāi)發(fā)性上要有可靠的保證，以便于開(kāi)發(fā)不同功能。結(jié)合單片機(jī)芯片選擇時(shí)的原則，本次設(shè)計(jì)的單片機(jī)芯片采用STC89C52RC。該芯片是實(shí)驗(yàn)室使用比較廣泛的一種單片機(jī)芯片，多用于直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)的控制中，可以用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫(xiě)。具有寫(xiě)入程序簡(jiǎn)單方便、可以多次寫(xiě)入的特點(diǎn)，試驗(yàn)過(guò)程中便于反復(fù)調(diào)

15、試。STC89C52RC芯片的價(jià)格也比較便宜，是本這次設(shè)計(jì)比較合適的選擇。3.1.2 單片機(jī)芯片的簡(jiǎn)介STC89C52RC從功能的角度看，主要包括以下部分2：（1）一個(gè)8位的微處理器CPU。（2）8KB的Flash存儲(chǔ)器。（3）512B的RAM。（4）片內(nèi)振蕩電路和時(shí)鐘發(fā)生器，只需外面連接晶振或輸入振蕩信號(hào)。（5）4個(gè)8位I/O端口。（6）有一中斷控制器。（7）3個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。（8）有一個(gè)可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。3.1.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成單片機(jī)最小系統(tǒng), 它由一系列元件組成，也是單片機(jī)正常工作的最低配置。在最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上可以增設(shè)其它模塊，擴(kuò)展其它功能。通過(guò)單片機(jī)最小系

16、統(tǒng)板方便單片機(jī)的放置和拆除，便于各個(gè)模塊之間的連接。單片機(jī)最小系統(tǒng)由STC89C52RC芯片、電阻、電容、晶振、按鈕和其他電子元器件共同夠成的。單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括：復(fù)位系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、和電源系統(tǒng)3。三個(gè)系統(tǒng)的介紹如下：（1）復(fù)位系統(tǒng): 單片機(jī)第9引腳RST，高電平有效，在時(shí)鐘電路工作后，當(dāng)外部電路使RST端口出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)位，程序從頭開(kāi)始運(yùn)行。（2）時(shí)鐘系統(tǒng)：本次設(shè)計(jì)采用內(nèi)部方式為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)。18引腳XTAL1和19引腳XTAL2兩端接晶振的兩端。（3）電源系統(tǒng)：電源系統(tǒng)的引腳為40引腳VCC和20引腳GND，供電電壓為直流5.5V3.3V。單片機(jī)最小系統(tǒng)原

17、理如圖2所示。圖2 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖此次STC89C52RC單片機(jī)使用的晶振選用11.0592MHz。它與STC89C52RC的反相放大器構(gòu)成振蕩器。電容C2，C3，選擇30pF。C1選擇10uF。其它各處所用到的電阻均采用阻值為10K的電阻，D1為一個(gè)發(fā)光二極管。3.2 藍(lán)牙模塊3.2.1 藍(lán)牙模塊的選擇藍(lán)牙模塊主要是為了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，通信方法有兩種，一種方法是并行通信，另一種方法是串行通信。單位信息的各位數(shù)據(jù)同時(shí)傳遞的通訊方法稱為并行通信。STC89C52RC單片機(jī)的并行通信依靠并行I/O連接實(shí)現(xiàn)。并行通信的最大優(yōu)點(diǎn)是信息傳輸速度快，缺點(diǎn)是單位信息有多少位就需要多少根傳

18、送信號(hào)線。因此，并行通信使用起來(lái)比較浪費(fèi)材料。單位信息的各位數(shù)據(jù)被分時(shí)一位一位依次順序傳送的通信方式稱為串行通信4。串行通信可以通過(guò)串行連接口實(shí)現(xiàn)。串行通信的突出優(yōu)點(diǎn)是僅需要一對(duì)傳輸線傳輸信息。串行通信的缺點(diǎn)是，由于是一位一位的數(shù)據(jù)傳輸，所以沒(méi)有并行通信傳輸速度快。本次設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸僅僅為指令的傳輸，數(shù)據(jù)量并不大，綜合上述兩次通訊方式，決定使用串行通信的方式實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的無(wú)線通訊功能，本質(zhì)上使用的是單片機(jī)串口通信。藍(lán)牙模塊是手機(jī)藍(lán)牙遙控小車中至關(guān)重要的一環(huán)，肩負(fù)著接收手機(jī)遙控指令的功能。選擇藍(lán)牙模塊要以設(shè)計(jì)方案來(lái)選材，考慮到選材上，有以下幾個(gè)硬指標(biāo)，反應(yīng)要靈敏，應(yīng)用要方便，性價(jià)比高，通訊

19、穩(wěn)定可靠。經(jīng)過(guò)上網(wǎng)查閱資料，發(fā)現(xiàn)HC-06藍(lán)牙模塊比較適合本次設(shè)計(jì)的要求，且購(gòu)買比較方便，具有使用范圍比較廣的特點(diǎn)。HC-06藍(lán)牙模塊的外部結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3 HC-06藍(lán)牙模塊的外部結(jié)構(gòu)圖3.2.1 藍(lán)牙模塊的簡(jiǎn)介HC-06藍(lán)牙模塊有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）HC-06可以用于各種帶藍(lán)牙功能的終端裝置。（2）輸入電壓:3.6V6V,可以和單片機(jī)使用同一電源電壓。（3）波特率范圍比較寬4800-。（4）帶連接狀態(tài)指示燈,LED快閃表示沒(méi)有藍(lán)牙連接，LED慢閃表示進(jìn)入AT命令模式，LED常亮表示藍(lán)牙已連接5。（5）使用手機(jī)很容易與HC-06模塊連接。（6）通訊質(zhì)量好，不易受到干擾或者中斷。藍(lán)牙模塊HC-

20、06模塊參數(shù)：（1）輸入電壓：3.6V6V,禁止超過(guò)7V。（2）電源防反接，接反模塊不工作。（3）支持8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)的通信格式。（4）板載3.3V穩(wěn)壓芯片。（5）通訊端接口電平為3.3V,可以直接與各種單片機(jī)連接。（6）在空曠地帶有效傳輸距離為10米。HC-06藍(lán)牙模塊的接線方法為VCC端口接3.6V6V直流電源正極，GND端口接電源負(fù)極，RXD端口接單片機(jī)的TXD端口，TXD端口接單片機(jī)的RXD端口6。藍(lán)牙模塊連接如圖4所示。圖4 藍(lán)牙模塊連接圖3.2.3 藍(lán)牙模塊參數(shù)的設(shè)置藍(lán)牙模塊的參數(shù)設(shè)置需要用到USB轉(zhuǎn)串模塊，該模塊可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙模塊和電腦的有線連接，也可以為單片機(jī)進(jìn)

21、行程序的下載。通過(guò)USB轉(zhuǎn)串模塊，計(jì)算機(jī)可以和藍(lán)牙模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)藍(lán)牙模塊進(jìn)行基本參數(shù)的設(shè)置。藍(lán)牙模塊參數(shù)設(shè)置界面如圖5所示。圖5 HC-06藍(lán)牙模塊參數(shù)設(shè)置界面圖HC-06藍(lán)牙模塊的參數(shù)設(shè)置指令：（1）通信的測(cè)試，在串口調(diào)試助手主界面的發(fā)送區(qū)發(fā)送“AT”之后，會(huì)在發(fā)送區(qū)上方的窗口返回“OK”。（2）修改波特率。在串口調(diào)試助手主界面的發(fā)送區(qū)發(fā)送“AT+BAUD4”之后，會(huì)在發(fā)送區(qū)上方的窗口返回 “OK9600”。（3）修改設(shè)備連接名稱。以設(shè)置藍(lán)牙設(shè)備的名稱為name為例進(jìn)行舉例，在發(fā)送區(qū)編輯“AT+NAMEname”，返回“OKname”，即表示設(shè)置成功。（4）修改藍(lán)牙配對(duì)密碼

22、。在串口調(diào)試助手主界面的發(fā)送區(qū)發(fā)送“AT+PINxxxx”之后，會(huì)在發(fā)送區(qū)上方的窗口返回“OKsetpin”，xxxx為設(shè)置的藍(lán)牙配對(duì)密碼。本次設(shè)計(jì)所設(shè)置的藍(lán)牙名稱為HC-06，串口通訊波特率設(shè)置為9600，藍(lán)牙模塊的配對(duì)密碼為原始密碼1234，下次上電使用不用重新設(shè)置，可以掉電保護(hù)設(shè)置的各個(gè)參數(shù)7。3.3 電動(dòng)機(jī)模塊3.3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇由于本次設(shè)計(jì)使用到的元器件均使用直流，所以電動(dòng)機(jī)模塊采用直流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)可以把直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。直流電機(jī)的啟動(dòng)性能比較好，它被廣泛地應(yīng)用于起重設(shè)備以及調(diào)速范圍廣泛的切削機(jī)床中。直流電機(jī)還具有良好的調(diào)速性能，通過(guò)調(diào)整直流電機(jī)的輸入電壓可以實(shí)現(xiàn)對(duì)直流

23、電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式可以分為永磁式、他勵(lì)式和自勵(lì)式3類8。本次設(shè)計(jì)使用的是在玩具小車上使用較多的永磁式直流電動(dòng)機(jī)。直流電機(jī)的型號(hào)為FF-130玩具小馬達(dá)，該直流電機(jī)為有刷直流電動(dòng)機(jī)。3.3.2 直流電機(jī)的簡(jiǎn)介直流電機(jī)的電壓范圍為1.5V12V，轉(zhuǎn)數(shù)為500020000rpm，具有變速范圍大，扭力大的特點(diǎn)，可以通過(guò)改變直流電機(jī)電源接口端的極性來(lái)改變旋轉(zhuǎn)方向。直流電動(dòng)機(jī)的模型如圖6所示。圖6 直流電動(dòng)機(jī)的模型圖直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)：圖6是一個(gè)最簡(jiǎn)單的直流電動(dòng)機(jī)模型。它在空間有一對(duì)位置固定的磁極（主磁極），兩磁極間有一個(gè)用導(dǎo)磁材料制成的圓柱體（稱為電樞鐵心），在電樞鐵心上放置了由abcd導(dǎo)

24、線連成的一個(gè)電樞線圈，線圈的首段和末端分別連到圓弧形的銅片（換向片）上。換向片固定在轉(zhuǎn)軸上，與電樞一起旋轉(zhuǎn)。換向片之間以及轉(zhuǎn)軸之間都互相絕緣。這種由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。在換向片上放置著一對(duì)固定不動(dòng)的電刷A和B，它與換向片之間保持滑動(dòng)接觸。電樞線圈通過(guò)換向片和電刷而與外電路想接通9。3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊3.4.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇小車想要運(yùn)動(dòng)，單片機(jī)端口的輸出電壓是無(wú)法驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的，需要使用到電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)輸出不同指令，電機(jī)以不同的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行響應(yīng)。目前市面上，用于小車設(shè)計(jì)的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊比較多，在控制直流電機(jī)方面，L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊使用比較普遍，性能

25、也比較好，所以本次設(shè)計(jì)也使用該電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，L298N模塊的控制端接收到外部傳來(lái)的高低電平，可以實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)的輸出。3.4.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的簡(jiǎn)介L(zhǎng)298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理圖如圖7所示。圖7 L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理圖L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊性能特點(diǎn)：（1）本模塊驅(qū)動(dòng)發(fā)熱量低，具有散熱片，散熱性能好。（2）本模塊的驅(qū)動(dòng)電壓范圍為5V35V。（3）能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及調(diào)速。（4）啟動(dòng)性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。（5）可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速。L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入為標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平，通過(guò)控制控制端口INT1、INT2、INT3、INT4的電平，可以同時(shí)控制兩臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)與啟

26、停。當(dāng)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，通過(guò)控制L298N的使能端也可以實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)和調(diào)速。L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸入引腳與輸出的邏輯關(guān)系如表1所示。表1 L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸入與輸出邏輯關(guān)系表直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)方式INT1INT2INT3IN4調(diào)制PWM信號(hào)調(diào)制端A調(diào)制端BM1正轉(zhuǎn)高低/高/反轉(zhuǎn)低高/高/停止低低/高/M2正轉(zhuǎn)/高低/高反轉(zhuǎn)/低高/高停止/低低/高3.4.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電壓為5V35V， VCC接直流電源的正極。由于一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，而小車采用四輪驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，有四個(gè)直流電機(jī)，所以需要兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，分別用前輪驅(qū)動(dòng)模塊和后輪驅(qū)動(dòng)模塊

27、表示。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制引腳與單片機(jī)I/O口連接如表2所示。表2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制引腳與單片機(jī)I/O口連接表單片機(jī)I/O口連接位置功能P2.0后輪驅(qū)動(dòng)模塊IN2控制小車右后車輪的電機(jī)P2.1后輪驅(qū)動(dòng)模塊IN1P0.0后輪驅(qū)動(dòng)模塊ENAP2.2后輪驅(qū)動(dòng)模塊IN3控制小車左后車輪的電機(jī)P2.3后輪驅(qū)動(dòng)模塊IN4P0.1后輪驅(qū)動(dòng)模塊ENBP2.4前輪驅(qū)動(dòng)模塊IN1控制小車左前車輪的電機(jī)P2.5前輪驅(qū)動(dòng)模塊IN2P0.2前輪驅(qū)動(dòng)模塊ENAP2.6前輪驅(qū)動(dòng)模塊IN3控制小車右前車輪的電機(jī)P2.7前輪驅(qū)動(dòng)模塊IN4P0.3前輪驅(qū)動(dòng)模塊ENB3.5 電源模塊3.5.1 電源的選擇本次設(shè)計(jì)需要用到5V的直流電，

28、提供5V直流電給單片機(jī)供電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊使用5V35V直流電，供電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊正常工作。方案一 ：使用交流設(shè)備當(dāng)做電源供電。此種方案直接否決，因?yàn)樾≤圀w積很小，且功能單一，不會(huì)用到多么復(fù)雜的供電裝置，小車又不需要多么大的動(dòng)力，況且交流裝置價(jià)格比較貴，用在這種控制小車上屬于浪費(fèi)，且活動(dòng)范圍受到導(dǎo)線的限制。方案二： 使用普通的干電池，干電池常見(jiàn)，用起來(lái)比較方便，也容易供電，如果只是短時(shí)間用的話，確實(shí)比較方便，買起來(lái)又不貴，簡(jiǎn)易方便。但是本次設(shè)計(jì)需要對(duì)小車半個(gè)月的制造和測(cè)試，干電池雖然常見(jiàn)但不耐用。方案三 ：用直流蓄電池供電。直流蓄電池的容量比較大，方便反復(fù)的試驗(yàn)，蓄電池的價(jià)格也比較便宜，試驗(yàn)成本低。

29、對(duì)上述三種方案進(jìn)行比較，考慮到本次設(shè)計(jì)的為移動(dòng)性小車，保證小車機(jī)動(dòng)性的前提下，盡可能保障電源的續(xù)航能力，決定采用方案三，用直流蓄電池作為此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的電源。本次設(shè)計(jì)采用的蓄電池容量為12V5AH，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電壓范圍為5V35V，而蓄電池的額定電壓為12V，可以滿足電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的要求。蓄電池如圖8所示。圖8 蓄電池圖本次設(shè)計(jì)所采用的電源為直流蓄電池，蓄電池的輸出電壓為12V，可以直接為L(zhǎng)298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊供電，但是電壓過(guò)高不能為單片機(jī)及藍(lán)牙模塊供電。為了給單片機(jī)及藍(lán)牙模塊供電，可以把蓄電池的電壓通過(guò)穩(wěn)壓電源模塊進(jìn)行電壓降低，以達(dá)到單片機(jī)及藍(lán)牙模塊的工作電壓范圍。本次設(shè)計(jì)采用LM7805穩(wěn)壓

30、模塊把電壓降低為5V。3.5.2 穩(wěn)壓模塊的簡(jiǎn)介穩(wěn)壓模塊的作用主要是把蓄電池的輸出電壓降低之后為藍(lán)牙模塊和最小系統(tǒng)模塊供電。穩(wěn)壓模塊主要有三部分組成，分別為二極管、濾波電容和LM7805穩(wěn)壓芯片。由于穩(wěn)壓芯片在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，為穩(wěn)壓芯片提供了散熱片，加速芯片散熱。LM7805穩(wěn)壓模塊的原理如圖9所示。圖9 LM7805穩(wěn)壓模塊的原理圖圖9為穩(wěn)壓模塊的原理圖，圖中LM7805為5V穩(wěn)壓芯片，P2為蓄電池接口，D1、D2、D3、D4四個(gè)二極管使P2口在直流電源的連接上沒(méi)有正負(fù)極的要求，方便電源模塊的連接，C1、C2為4700uf的濾波電容，對(duì)直流電進(jìn)行濾波，然后經(jīng)過(guò)LM7805穩(wěn)壓芯片的穩(wěn)壓

31、之后，從模塊的輸出接口P1輸出5V直流電10。通過(guò)輸出接口為單片機(jī)最小系統(tǒng)和藍(lán)牙通訊模塊供電。經(jīng)過(guò)萬(wàn)用表測(cè)試P1口輸出的電壓，確定為直流5V，可以為藍(lán)牙通訊模塊和單片機(jī)最小系統(tǒng)工作供電。3.6 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖如圖10所示。圖10 系統(tǒng)框圖在系統(tǒng)框圖中手機(jī)客戶端和藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)指令的傳輸，藍(lán)牙模塊把接收到的指令經(jīng)過(guò)串口通信給單片機(jī)，單片機(jī)處理完指令進(jìn)輸出控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊使小車運(yùn)動(dòng)。在整個(gè)框圖中，蓄電池可以直接給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊供電，經(jīng)過(guò)5V穩(wěn)壓模塊之后可以為藍(lán)牙模塊、單片機(jī)進(jìn)行供電。3.7 遙控小車結(jié)構(gòu)分析在本次設(shè)計(jì)中，使用的蓄電池在整個(gè)小車結(jié)構(gòu)中占據(jù)比較多的重量，如果采用

32、兩輪驅(qū)動(dòng)的小車底板，車子的驅(qū)動(dòng)輪會(huì)因?yàn)槭芰Σ痪霈F(xiàn)打滑的現(xiàn)象，為了提高車子的穩(wěn)定性及機(jī)動(dòng)性，小車使用四輪驅(qū)動(dòng)。四輪驅(qū)動(dòng)式的結(jié)構(gòu)中因?yàn)楹筝喌霓D(zhuǎn)動(dòng)力矩的增大，四輪驅(qū)動(dòng)式的小車在橫向上的輪胎阻力要大于兩輪驅(qū)動(dòng)式的小車，因此四輪驅(qū)動(dòng)式的車子不易發(fā)生方向偏移，爬坡能力更強(qiáng)。四輪驅(qū)動(dòng)式小車也存在一些不足，如：四輪驅(qū)動(dòng)式的車子使用的電機(jī)增多，更加耗電，而且車體比一般的兩輪驅(qū)動(dòng)式的小車結(jié)構(gòu)復(fù)雜。對(duì)于本次設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，由于此次試驗(yàn)用的蓄電池容量比較大，足以滿足四個(gè)電機(jī)的正常工作要求，總體來(lái)看四輪驅(qū)動(dòng)式的小車底板還是比較符合這次設(shè)計(jì)的。從整體的性能來(lái)看四輪驅(qū)動(dòng)式小車在結(jié)構(gòu)上具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，所以選擇四輪驅(qū)動(dòng)的底板也是

33、這次設(shè)計(jì)的首選。3.7.1 底板結(jié)構(gòu)底板是用來(lái)支撐整個(gè)車體的主要部件，同時(shí)也可以用來(lái)固定車子的各個(gè)零部件。底板上主要有藍(lán)牙模塊安裝槽、單片機(jī)最小系統(tǒng)安裝孔、電機(jī)定位槽和走線孔，其余的槽孔可以用來(lái)擴(kuò)展其它模塊。底板結(jié)構(gòu)如圖11所示。圖11 底板結(jié)構(gòu)圖小車的底板不但在結(jié)構(gòu)上要滿足要求，而且要具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，本次設(shè)計(jì)小車底板采用的是亞克力板材，具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，足以承受本次設(shè)計(jì)所有模塊的重量。本次設(shè)計(jì)采用的小車底盤(pán)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可以裝四個(gè)輪子，實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)，底盤(pán)大非常容易擴(kuò)展，為各個(gè)模塊提供了足夠的安裝空間，方便各個(gè)設(shè)備的安裝。為了提高小車底板的結(jié)構(gòu)可靠性和穩(wěn)定性，采用雙層底板的結(jié)構(gòu)

34、。3.7. 2 底板配件小車底板的配件有電機(jī)支架、電機(jī)齒輪箱、螺絲螺母、螺柱以及車輪。它們共同構(gòu)成了小車的基本構(gòu)架。電機(jī)與底板連接支架如圖12所示。圖12 電機(jī)與底板連接支架圖電機(jī)支架主要是用來(lái)將電機(jī)固定在底板上的，每個(gè)電機(jī)用兩塊支架綁定固定，圖示12電機(jī)支架的工程圖中，支架中間的兩個(gè)孔為支架的定位孔。它通過(guò)槽孔和圓孔來(lái)固定電機(jī)，靠小車底板左右兩側(cè)的肩臺(tái)與底板卡在一起。支架的材料也是亞克力板。小車的零部件如下表3所示。表3 小車零部件表零件數(shù)量電機(jī)支架8片螺絲螺母若干螺柱若干電機(jī)齒輪箱4個(gè)車輪4個(gè)小車的零部件在小車中起到連接各個(gè)模塊的作用，共同構(gòu)成小車的基本載體。電機(jī)支架和螺絲螺母配合使用可以

35、固定小車的電機(jī)箱，螺絲與螺柱起到固定和支撐底板的作用，共同構(gòu)成了底板的兩層結(jié)構(gòu)，電機(jī)的齒輪箱可以固定直流電動(dòng)機(jī)，也起到了降低直流電機(jī)輸出機(jī)械轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩的效果，車輪與電機(jī)齒輪箱相連接，齒輪箱中齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使小車實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。各個(gè)零部件和底板的相互配合使用，使小車具有了設(shè)計(jì)所需要的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)。3.7. 3 整體裝配小車的整體裝配如圖13所示。圖13 小車的整體裝配圖整體車體由底盤(pán)、橡膠輪、直流電機(jī)、電機(jī)支架、以及各個(gè)模塊組成。在以往的智能小車設(shè)計(jì)中，大都會(huì)采用三輪式結(jié)構(gòu)，前輪一般采用萬(wàn)向輪牽引，左右分別為驅(qū)動(dòng)輪。雖然三輪式的小車地盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以節(jié)省出來(lái)兩個(gè)電機(jī)，但是在小車行駛

36、過(guò)程中的穩(wěn)定性不足，且由于萬(wàn)向輪的徑向阻力非常小，所以很容易偏向。因此在這次的設(shè)計(jì)中我采用了四輪驅(qū)動(dòng)，雖然四輪驅(qū)動(dòng)式結(jié)構(gòu)相對(duì)于三輪式的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，但其穩(wěn)定性得到明顯加強(qiáng)，并且因?yàn)樗膫€(gè)輪子都為驅(qū)動(dòng)輪，其偏差更為離散，不一定是同側(cè)的偏差方向一致，所以在小車前進(jìn)過(guò)程中很難偏向。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)4.1.1 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容在本次程序設(shè)計(jì)中，參照在直流單片機(jī)的I/O口和直流電機(jī)的邏輯控制表，要對(duì)單片機(jī)的I/O口進(jìn)行設(shè)置，緊接著是對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序初始化，由于需要處理藍(lán)牙收到的數(shù)據(jù)，所以要編寫(xiě)串口通訊程序，接收到的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)后小車要實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，需要有指令處理程序、方向控制程序

37、、PWM調(diào)速程序。藍(lán)牙遙控小車的程序流程如圖14所示。圖14 程序流程圖4.1.2 I/0端口的設(shè)置I/O端口在程序中的代碼設(shè)置如下表4所示。表4 I/O端口在程序中的代碼設(shè)置表I/O口程序中代碼P2.0INT1P2.1INT2P2.2INT3P2.3INT4P2.4INT5P2.5INT6P2.6INT7P2.7INT8P0.0EN1AP0.1EN1BP0.2EN2AP0.3EN2B4.1.3 初始化程序設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的手機(jī)藍(lán)牙遙控小車，需要使用到兩個(gè)定時(shí)器，分別為定時(shí)器0和定時(shí)器1。定時(shí)器1用于串口通訊，為串口通訊設(shè)置波特率，定時(shí)器1用于小車調(diào)速系統(tǒng)，進(jìn)行PWM調(diào)速。初始化主要是對(duì)SCON、

38、TCON、TMOD、IE幾個(gè)寄存器的設(shè)置。串口初始化設(shè)置的內(nèi)容如表5所示。表5 串口初始化設(shè)置表SCONSM0 SM1 SM2 SM3 REN TB8 RB8 TI RI串行口控制寄存器TCONTF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TMODGATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式設(shè)置寄存器IEEA - ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0中斷允許控制寄存器本次設(shè)計(jì)使用到的定時(shí)器1工作在模式2，其功能是為串口提供波特率，波特率為9600，即TH1等于0xfd、TL1等于0xfd11。定時(shí)器0工作在模式

39、1，定時(shí)為100us,即TH0等于0xff、TL0等于0xa4。初始化程序設(shè)計(jì)為:void init()TMOD=0x21; TH0=0xff;TL0=0xa4;TH1=0xfd ; TL1=0xfd ;TR0=1; TR1=1;SM0=0;SM1=1;REN=1;ET0=1;ET1=0;EA=1;ES=1;4.1.4 串口通訊程序的設(shè)計(jì)串口通訊程序是單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的接收，是為了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸， SUBF是串行口的緩沖寄存器，單片機(jī)與上位機(jī)的通信數(shù)據(jù)都是臨時(shí)存放在SUBF寄存器中的，通過(guò)軟件的讀寫(xiě)操作就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊了。串口通訊中斷程序設(shè)計(jì)為：void ser(

40、) interrupt 4RI=0;a=SBUF;4.1.5 指令處理程序的設(shè)計(jì) 指令及對(duì)應(yīng)功能指令如表6所示。表6 指令及對(duì)應(yīng)功能表指令內(nèi)容2854613動(dòng)作響應(yīng)前進(jìn)后退停車左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)加速減速本次設(shè)計(jì)的指令選擇處理程序?yàn)椋簊witch(a)case 5: tingche(); break; case 2: qianjin(); break; case 8: houtui(); break; case 4: zuozhuan(); break; case 6: youzhuan(); break; case 1: jiasu();break;case 3: jiansu();break;defa

41、ult:break;4.1.6 方向控制程序的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。由L298N模塊各個(gè)端口的邏輯關(guān)系可知，當(dāng)ENA與ENB為1時(shí)，通過(guò)控制IN1、IN2、IN3、IN4端口電平的高低來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。下面以電機(jī)的前進(jìn)為例，對(duì)方向程序的設(shè)計(jì)。前進(jìn)的程序設(shè)計(jì)為：void qianjin()IN1=1;IN2=0;IN3=1;IN4=0;IN5=1;IN6=0;IN7=1;IN8=0;4.1.7 PWM調(diào)速程序的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是軟件調(diào)速，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的使能端進(jìn)行調(diào)速，P0口為調(diào)速端口。timer0()為PWM調(diào)速函數(shù)，在單片機(jī)上電后count初始值為0，speed

42、初始值為30。count的計(jì)數(shù)范圍為0100。speed為用戶給定的速度值，范圍為2090,speed數(shù)值越大，速度越快。通過(guò)控制speed的值進(jìn)行調(diào)速。當(dāng)count的值大于等于speed時(shí)，P0口引腳輸出低電平，直流電動(dòng)機(jī)處于自由停止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)count的值小于speed時(shí)，P0口引腳輸出高電平，允許電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)，這樣通過(guò)控制高低電平的脈沖寬度來(lái)進(jìn)行調(diào)壓，從而調(diào)速。本次設(shè)計(jì)的PWM調(diào)速程序?yàn)椋簐oid timer0()interrupt 1TH0=0xff;TL0=0xa4;if(count=speed)EN1A=0;EN1B=0;EN2A=0;EN2B=0;count+;if(count=10

43、0)count=0;EN1A=1;EN1B=1;EN2A=1;EN2B=1;4.2 手機(jī)客戶端參數(shù)設(shè)置本次設(shè)計(jì)使用的手機(jī)客戶端為藍(lán)牙串口助手，該客戶端使用簡(jiǎn)單、方便，可以實(shí)現(xiàn)與藍(lán)牙模塊的通訊，是電子工程師的開(kāi)發(fā)利器。軟件功能：（1）可以搜索連接藍(lán)牙設(shè)備，并顯示藍(lán)牙設(shè)備的class與RSSI(信號(hào)強(qiáng)度)。（2）接收與發(fā)送數(shù)據(jù)。（3）可設(shè)置ASCII與HEX的輸入輸出模式。（4）可將數(shù)據(jù)結(jié)果保存到SD卡。 圖15 前進(jìn)按鈕的設(shè)置圖 圖16 主控制界面圖本軟件的三個(gè)模式：（1）普通模式：基本的輸入輸出模式。（2）鍵盤(pán)控制模式：可自定義12個(gè)按鈕的輸出值。（3）命令行模式：可設(shè)定命令的結(jié)束符，用于通信

44、調(diào)試。本次設(shè)計(jì)使用鍵盤(pán)控制模式，設(shè)置的是發(fā)送ASCII碼的輸入輸出模式。根據(jù)指令與對(duì)應(yīng)功能表設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的按鍵及按鍵按下后所發(fā)送的內(nèi)容，以前進(jìn)按鈕為例進(jìn)行設(shè)置，前進(jìn)按鈕的設(shè)置如圖15所示。各個(gè)按鈕設(shè)置完畢主控制界面如圖16所示。5 系統(tǒng)整體調(diào)試5.1 調(diào)試方案在小車的調(diào)試過(guò)程中，先對(duì)硬件調(diào)試，后對(duì)軟件調(diào)試。先局部后整體，一部分一部分的測(cè)試檢查，掌握小車的每一個(gè)部件，對(duì)小車的整體構(gòu)造要熟記于心。本次設(shè)計(jì)的小車總共有這幾個(gè)部分，一是單片機(jī)最小系統(tǒng)，二是藍(lán)牙HC-O6模塊，三是L298N步進(jìn)電機(jī)，四是電源供電裝置。這幾個(gè)部分先要調(diào)整好各自的功能，先要找故障，查看設(shè)備有無(wú)短路、斷路現(xiàn)象，看各個(gè)模塊是否可以

45、正常工作，接著再看單片機(jī)最小系統(tǒng)，測(cè)試單片機(jī)芯片是否可以正常燒錄程序，而后是藍(lán)牙模塊和電源裝置。接著是軟件調(diào)試，先看流程圖是否合理，然后再調(diào)試程序，最后調(diào)試整體，用手機(jī)控制小車，看小車的整體功能。5.2 硬件調(diào)試在給小車上電之前應(yīng)該先用萬(wàn)用表對(duì)各個(gè)元器件進(jìn)行檢查，在排除了虛焊、漏焊、斷路、短路等情況下進(jìn)行電路功能的調(diào)試，對(duì)獨(dú)立元器件的檢測(cè)一般注意的問(wèn)題有防止元器件短路，斷路，虛焊，漏焊。給系統(tǒng)上電后看是否短路，或者斷路。寫(xiě)一個(gè)程序?qū)TC89C52RC進(jìn)行調(diào)試，如果正確實(shí)現(xiàn)功能則說(shuō)明沒(méi)有錯(cuò)誤。對(duì)藍(lán)牙模塊的測(cè)試的主要是用手機(jī)和藍(lán)牙進(jìn)行連接，看是否可以配對(duì)，用手機(jī)發(fā)出信號(hào)，測(cè)試其是否能接受信號(hào)，如

46、果接受信號(hào)無(wú)誤，則說(shuō)明HC-06藍(lán)牙模塊沒(méi)有損壞。對(duì)電源電路的調(diào)試，主要是檢測(cè)其是否能通電，用萬(wàn)用表測(cè)試各個(gè)輸入輸出端口的電壓，檢查是否正常。5.3 軟件調(diào)試軟件調(diào)試是對(duì)C語(yǔ)言的調(diào)試。純粹的語(yǔ)言調(diào)試不同的是，單片機(jī)編程要考慮到硬件的設(shè)計(jì)12。在編程過(guò)程中，為了得到滿足要求的程序，一般都需要有一個(gè)對(duì)程序的調(diào)試過(guò)程，甚至需要經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的調(diào)試才能完成。一個(gè)程序的組成是有很多子程序互相拼湊修改得到的，調(diào)試過(guò)程中，可以對(duì)這些子程序逐個(gè)進(jìn)行調(diào)試，保證子程序內(nèi)部沒(méi)有出錯(cuò)，然后再對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行調(diào)試。編寫(xiě)好的程序用Keil軟件進(jìn)行編譯，編譯成功后輸出信息窗口會(huì)提示0錯(cuò)誤，0警告，說(shuō)明所編寫(xiě)的程序沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤1

47、3。對(duì)藍(lán)牙通訊及單片機(jī)輸出端口的測(cè)試，主要是在單片機(jī)的輸出端口接二極管，通過(guò)二極管的點(diǎn)亮情況確定藍(lán)牙通訊和單片機(jī)部分是否能夠按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行成功。最后的軟件調(diào)試就是把程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)，組裝好小車，進(jìn)行遙控測(cè)試。由于小車的車輪和齒輪箱具有較大的摩擦力，所以要調(diào)試多次修改speed的在各個(gè)子函數(shù)中的初始值，找到合適的初始值，以便小車有足夠的初始動(dòng)能。結(jié)束語(yǔ)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的是手機(jī)藍(lán)牙遙控小車的研究，對(duì)未來(lái)的智能交通有一定的先驅(qū)作用。STC89C52RC的單片機(jī)最小系統(tǒng)是此種類型中最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。首先對(duì)設(shè)計(jì)整體布局，接著依次選材料，STC89C52RC芯片簡(jiǎn)易方便，易于設(shè)計(jì)，把以其為主要的單片機(jī)最小系統(tǒng)

48、設(shè)計(jì)出來(lái)，接著選用電源模塊，電源模塊要實(shí)現(xiàn)其驅(qū)動(dòng)方便，不易斷電，藍(lán)牙模塊HC-06要抗干擾能力強(qiáng)，容易控制，連接穩(wěn)定，數(shù)據(jù)的傳送快，接著是控制界面的選擇，界面要方便耐用，清晰合理，緊接著對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序編寫(xiě)，設(shè)置手機(jī)的客戶端，最后進(jìn)行硬件和軟件部分的調(diào)試。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多問(wèn)題，對(duì)所遇到的問(wèn)題進(jìn)行推敲，多次試驗(yàn)，最終還是解決了各方面的問(wèn)題。此次設(shè)計(jì)有了很深刻的體會(huì)，讓我對(duì)所學(xué)習(xí)的知識(shí)有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，對(duì)各個(gè)單元有了很深的了解。從總體上看，雖然方案不是太完善，但是小車所要實(shí)現(xiàn)的功能均已實(shí)現(xiàn)。本方案仍有待改善，以后會(huì)越做越好。 參考文獻(xiàn)1 劉汪，董曉慶基于單片機(jī)的無(wú)線遙控小車J韓山師范學(xué)院，

49、2013(4).2 周霽兼容MCS-51微處理器的邏輯設(shè)計(jì)J中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十七研究所，2013(6).3 孫育才單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用M東南大學(xué)出版社，2010.4 茅衛(wèi)娟電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D上海：上海交通大學(xué)，2012.5 王建勛基于虛擬儀器和藍(lán)牙技術(shù)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015(3): P86P89.6 鮑程紅，戴珊停車計(jì)時(shí)收費(fèi)系統(tǒng)的研發(fā)N浙江萬(wàn)里學(xué)院學(xué)報(bào)，2012(4): P81P85.7 蔣俊，簡(jiǎn)雨沛藍(lán)牙智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)D北京：西南交通大學(xué)，2015：P166P167.8 楊勇他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法J東方企業(yè)文化，2014(1): P229P229.9 勞衛(wèi)東談直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理J企業(yè)科技與發(fā)展，2011(22): P27P30.10 聶思敏小功率光伏電池控制器的研制N安順學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(3): P115P117.11 游曉容單片機(jī)串行通信中的幾個(gè)問(wèn)題討論N河南教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(2).12 許超，張丹基于Keil的單片機(jī)課程教學(xué)改革J遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011(1).13 魯杰爽單片機(jī)Keil軟件仿真與調(diào)試技巧J電子制作，2010(3).14 Wang G W, Shao Q. Electronic struc