【正文】 第五章 藍(lán)牙遙控小車(chē)程序設(shè)計(jì) 在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。 主程序設(shè)計(jì) 各 模 塊 初 始 化開(kāi) 始開(kāi) 串 口 中 斷 發(fā) 送 歡 迎 標(biāo) 語(yǔ)檢 測(cè) 是 否 有 障 礙停 車(chē) 并 返 回字 符 串 提 示判 斷 接 受 數(shù) 據(jù)NYY根 據(jù) 不 同 的 數(shù) 據(jù) 返回 相 應(yīng) 的 提 示 字 符串 并 驅(qū) 動(dòng) 小 車(chē)停 車(chē) 等 待N檢 測(cè) 串 口 是 否 有 數(shù) 據(jù)將 速 度 值 發(fā) 送 到上 位 機(jī)N 定 時(shí) 器 1中 斷每 隔 1S中 斷一 次根 據(jù) 公 式 計(jì)算 速 度將 速 度 值 轉(zhuǎn)化 為 字 符 串格 式 發(fā) 送 到緩 存 區(qū)定 時(shí) 器 中 斷 程 序流 程 圖 圖 主程序 流程圖 圖 定時(shí)器中斷 流程圖 程序見(jiàn) 附錄 B 圖 為藍(lán)牙遙控小車(chē)的程序流程圖，從圖中可以看出，小車(chē)可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙遙控功能，且在小車(chē)行駛過(guò)程中，自動(dòng)檢測(cè)障礙并提示控制人員。 ES=1。 修改模塊名稱(chēng)：命令格式【 AT+NAME=藍(lán)牙模塊的名稱(chēng) 】 ，查詢(xún)藍(lán)牙模塊名稱(chēng)【 AT+NAME?】 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 27 頁(yè) 共 47 頁(yè) 綁定藍(lán)牙串口模塊地址 ：命令格式【 AT+BIND=模塊地址 】 設(shè)置藍(lán)牙串口 的連接模式：命令格式【 AT+CMODE=0 或 1】 0：指定藍(lán)牙地址的連接模式 。 如果前方遇到障礙物，則小車(chē)做后退 — 右 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 29 頁(yè) 共 47 頁(yè) 以程序中的一段程序?yàn)槔? while(Left_InSen==0 amp。 Back(Back_R_DATA,Back_L_DATA)。amp。amp。 Right_InSen==0)//如果左邊傳感器檢測(cè)到 黑線 ，小車(chē)左轉(zhuǎn)。再將實(shí)際車(chē)速與單片 機(jī)計(jì)算出的速度經(jīng)行比較得出小車(chē)自動(dòng)測(cè)速的誤差。如果將小車(chē)接入互聯(lián)網(wǎng)，那只要使用者有臺(tái)電腦或手機(jī)等移動(dòng)終端，就可以在全球各地對(duì)小車(chē)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，相比藍(lán)牙遙控?zé)o線互聯(lián)網(wǎng)遙控就顯得很有優(yōu)勢(shì)了。 通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，提高了我的動(dòng)手能力。在此對(duì)孔慧君 老。 有時(shí)可能是阻值選錯(cuò)。 解決方 法 ：將外部中斷觸發(fā)方式設(shè)置成 下降沿觸發(fā)， 解決了這 一問(wèn)題。 在進(jìn)行循跡功能調(diào)試時(shí)，小車(chē)經(jīng)常會(huì)沖出跑道。 //右轉(zhuǎn) while(Left_InSen==1 amp。上電后，當(dāng) 小車(chē)對(duì)著軌跡中間行駛時(shí) ， 左右傳感器都沒(méi)檢測(cè)到黑線，小車(chē)高速直行；當(dāng)小車(chē)偏軌道左側(cè)時(shí)，左側(cè)的傳感器檢測(cè)到黑線，小車(chē)低速右轉(zhuǎn)；當(dāng)小車(chē)偏軌道右側(cè)時(shí)，右側(cè)的傳感器檢測(cè)到黑線，小車(chē)低速左轉(zhuǎn)；當(dāng)小車(chē)的左右紅外傳感器都檢測(cè)到黑線時(shí)，小車(chē)停車(chē)。 Forward(Forward_R_DATA,Forward_L_DATA)。 Stop()。如果前面沒(méi)有障礙物，則先執(zhí)行直走。 上電運(yùn)行后，放到?jīng)]有障礙物的空地上，小車(chē)直走。和從機(jī)連接成功之后便建立起了 一條透明的數(shù)據(jù)傳輸通道。 //將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，可以在電腦串口工具的接收區(qū)觀察 while(!TI)。為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過(guò)程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。 制好板子后， 購(gòu)買(mǎi)元器件 焊接板子 。 PCB 圖 設(shè)計(jì) 電路 原理 圖見(jiàn)附錄 A 在電路原理圖設(shè)計(jì)好 之后， 根據(jù)布線原則 對(duì)元器件進(jìn)行布局，布線，最后鋪銅、滴淚。 VCC_Motor 為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片電源， BLU_VCC 為藍(lán)牙通訊模塊電源。 9個(gè)擴(kuò)展 IO口 (兩個(gè)預(yù)留 )，既可輸入也可輸出。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 19 頁(yè) 共 47 頁(yè) P CU S B 口P CU S B t o T T LR X DT X D5 VG N DU S B t o U A R T T T L 轉(zhuǎn) 換 板R S TA T5 VT X DR X DG N DS T藍(lán) 牙 模 塊 圖 USB與藍(lán)牙模塊相連 在本設(shè)計(jì) 中采用 WE40C（如圖 ） 藍(lán)牙模塊，設(shè)置一個(gè)為主機(jī)，另一個(gè)為從機(jī)。 Delay10us(1)。 Delay10us(1)。液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，因此，液晶顯示器也有體 積小，重量輕的優(yōu)點(diǎn)。 在通常的程序中多是采用定時(shí)器為波特率發(fā)生器。 L293D_IN4=0。用單片機(jī)控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。 STC12C5A60S2 單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在 一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。支架的材料也是亞克力板（ PMMA） 。同時(shí)也是用來(lái)固定 車(chē)子零部件 的，底板上主要有紅外傳感器安裝槽、超聲波傳感器安裝孔、電機(jī)定位槽和走線孔，其余的槽孔是用來(lái)留 在日后擴(kuò)展用的。其優(yōu)點(diǎn)是電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但抗干擾性較弱。即便提高發(fā)光管亮度也難以抵抗外界光的干擾。 表 幾種調(diào)速方式的比較 串電阻調(diào)速系統(tǒng) 靜止可控整流器 脈寬調(diào)速系統(tǒng) 開(kāi)關(guān)特性 低 低 高 調(diào)速精度 低 較低 高 開(kāi)發(fā)難易 易 難 易 模塊成本 高 較低 低 PWM 調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn)： （ 1）由于 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá)1： 10000 左右。 VM 系統(tǒng)的缺點(diǎn)是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難。旋轉(zhuǎn)變流系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī) 拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變流，由發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī)供電，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流即可改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 表 幾種測(cè)速方案比較 直流測(cè)速發(fā)電機(jī) 光電 編碼器 光電 對(duì)射式 測(cè)量精度 高 高 低 開(kāi)發(fā)難易 難 難 易 模塊成本 低 高 較低 方案： 通過(guò) 表格可以看出， 方案三安裝方便 簡(jiǎn)單且精度比方案一的精度高 ， 而方案二的成本太高，且開(kāi)發(fā)難度較高， 因此 最終 我 選擇 方案三。增量式編 碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。 為了節(jié)約電能，單獨(dú)使用了一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)控制 LCD 的通斷。根據(jù)此次 設(shè)計(jì) 需要我提出了以下實(shí)現(xiàn)方案 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 4 頁(yè) 共 47 頁(yè) 方案一： 采用 8 位數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管電路和程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但需要循環(huán)顯示所以占用資源多。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁(yè) 共 55 頁(yè) 無(wú)線 模塊設(shè)計(jì) 無(wú)線控制是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)智能車(chē)的遠(yuǎn)程遙控，使小車(chē)可以在遙控狀態(tài)下 代替人類(lèi)完成一些危險(xiǎn)項(xiàng)目 。以 單片機(jī) 為控制核心，利用傳感器檢測(cè)道路上的 各種 信息，控制電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線遙控、自動(dòng)避障 、 自動(dòng)尋跡 、 尋光 、自動(dòng) 測(cè)溫等功能。 無(wú)線遙控實(shí)現(xiàn)方法包括藍(lán)牙、紅外、射頻幾種，其中藍(lán)牙技術(shù)具有一定優(yōu)勢(shì)， 目前在信息家電方面應(yīng)用正在鋪設(shè) 。 PWM Speed Regulation。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 論文題目： 多功能遙控小車(chē) 藍(lán)牙智能遙控小車(chē) 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 基于藍(lán)牙遙控的多功能智能小車(chē)設(shè)計(jì)與制作 摘要 ： 無(wú)線遙控的機(jī)器人小車(chē)在危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)、人員搜集等應(yīng)用中可發(fā)揮特殊的作用 。 BlueTooth Remote control。設(shè)計(jì)的智能電動(dòng)小車(chē)能夠 實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控，串口通訊，實(shí)時(shí)檢測(cè)速度，避障礙等功能 。本設(shè)計(jì) 采用 STC 系列中的 STC12C5A60S2 單片機(jī)。 這就是本設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)思路。常用顯示器件有 LCD 顯示 器 、 數(shù)碼管 ，點(diǎn)陣屏 等等 。但為了以后的功能擴(kuò)展，也附加了 1602LCD 顯示 功能 。因此永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)在電氣性能方面應(yīng)滿足以下要求： 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 5 頁(yè) 共 47 頁(yè) （ 1） 輸出電壓和轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系 （ 2）溫度變化對(duì)輸出特性影響小 （ 3）輸出電壓波紋小 （ 4）正反轉(zhuǎn)的輸出特性應(yīng)該一致 方案二： 光電編碼器 按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對(duì)式兩類(lèi)。從而輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以產(chǎn)生連續(xù)脈沖信號(hào)，通過(guò)對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)進(jìn)行車(chē)速測(cè)量。 圖 碼盤(pán)圖 調(diào)速 模塊 設(shè)計(jì) 方案一： 串電阻調(diào)速系統(tǒng)。它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半 控、全控等類(lèi)型，可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，即通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)進(jìn)行直流調(diào)速。其缺點(diǎn)在于易受到環(huán)境光源的影響。用波瓣較寬的脈沖調(diào)制型紅外發(fā)射管和接收器。 底板設(shè)計(jì) 圖 智能車(chē)底板圖 底板是用來(lái)支撐車(chē)體的主要部件。 它通過(guò) 慒孔和 Ф 4 圓孔來(lái)綁定電機(jī)，靠左右兩側(cè)的肩臺(tái)與底板卡在一起。 MCU 的選型 本設(shè)計(jì)中使用的是 STC12C5A60S2 單片機(jī)。其輸出電流為 100mA，最高電流 2A，最高工作電壓 36V，可以驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，可以控制電機(jī)的正反 轉(zhuǎn)，且很容易被單片機(jī)控制。 L293D_IN3=1。 示例程序 2 為脈寬調(diào)制函數(shù)，其中 PWM_Set 為 PWM 調(diào)速函數(shù)，本設(shè)計(jì)采用的是軟件調(diào)速 ， Speed_Right、 Speed_Left 為用戶(hù)給定的初值速度，速度值范圍： 0 ~255,數(shù)值越大，速度越快 。由于液晶顯示器都是數(shù)字式的，所以和單片機(jī)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作方便。 LCM_RS = 1。 LCM_E = 1。在單片機(jī)中，主要使用異步通訊方式。 ，可通過(guò)簡(jiǎn)單的 AT 指令任意切換主從模式 。 S1,S2 是電池供電和 USB 供電的切換開(kāi)關(guān)，當(dāng) S1 撥到 2,4位、 S2撥到 3,6 位時(shí)小車(chē)由電池供電，當(dāng) S1 撥到 3,6 位、 S2撥到 2,4 位時(shí)，小車(chē)由 USB供電。 經(jīng)測(cè)試在用此種供電方式下，單片機(jī)和傳感器工作穩(wěn)定，直流電機(jī)工作良好 。 ③ 過(guò)孔（ VIA） 在本設(shè)計(jì)中過(guò)孔的尺寸 為 (50mil/28mil)。過(guò)程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。 SBUF=DATA。 1：主機(jī) (Master)，主動(dòng)搜索周?chē)乃{(lán)牙從機(jī)，并發(fā)起連接?？傊畬鞲衅鞯臋z測(cè)范圍調(diào)在 2030CM 以?xún)?nèi)。直至右 邊沒(méi)有障礙物 ， 這時(shí)小車(chē)恢復(fù)直走。 if(L_flag==150) { L_flag=0。 Delay1ms(400)。 在調(diào)試時(shí)，小車(chē)發(fā)生沒(méi)有發(fā)生誤判斷動(dòng)作， 循跡功能調(diào)試及分析 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 30 頁(yè) 共 47 頁(yè) 循跡功能中使用的是紅外傳感器，在調(diào)節(jié)傳感器時(shí)，始終保持紅外檢測(cè)距離在20CM 以?xún)?nèi) 。 Turn_Right(150,170)。 程序中 Left_InSen 和 Right_InSen 是左右紅外傳感器的狀態(tài)標(biāo)志位。 解決方 法 ： 調(diào)節(jié)紅外傳感器的靈敏度即可 （ 4） 在測(cè)速時(shí)，由于忘了設(shè)置外部中斷的觸發(fā)方式，采用了默認(rèn)的電平觸發(fā)，這樣做單片機(jī)就會(huì)一直處于 中斷 狀態(tài)，從而導(dǎo)致小車(chē)無(wú)法行駛。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 32 頁(yè) 共 47 頁(yè) 致謝 歷時(shí) 一 個(gè)月的 設(shè)計(jì)過(guò)程中，我首先邊查資料， 我感覺(jué)到即使是一個(gè)簡(jiǎn)單的 電路，要想很輕松的焊好，也不是很容易的事情。孔老師的態(tài)度和熱忱的工作作風(fēng)令我十分欽佩，他的指導(dǎo)使我受益非淺。 ，使我軟件調(diào)試知識(shí)也提高了。當(dāng)然成本也是很高的。 表 光電傳感器的測(cè)速精度 測(cè)試距離 （ M） 1 2 3 5 10 13 20 測(cè)量 值（ CM/S） 17 18 16 17 16 19 17 實(shí)際值 （ CM/S） 25 25 23 23 25 24 25 誤差值 （ CM/S） 8 7 7 6 9 5 8 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 31 頁(yè) 共 47 頁(yè) 平均誤差（ CM/S） 調(diào)試過(guò)程中遇到的困難及解決方法 （ 1） 在藍(lán)牙無(wú)線遙控過(guò)程中，當(dāng)遇到障礙物， 電腦端提示頻率刷新過(guò)快。 Turn_Left(170,150)。 Right_InSen==0) Forward(Forward_R_DATA,Forward_L_DATA)。 Right_InSen==1）時(shí)，就是指 左邊傳感器檢測(cè)到物體 ， 那這時(shí)小車(chē)就執(zhí)行右轉(zhuǎn)指令。