【正文】 GND15VOUT2IN3U2GND15VOUT2IN3U17. 2VGNDBLU_VCC7. 2V220UFC1GND123546S1220UFC2GNDUSB_PowerGNDGNDD1DIODE500maF17. 2VVCCGND220UFC3VCC_Motor21J1jump12J6123546S2 圖 電源電路圖 如圖 中 J6為電池接口 ， U1 為 ASM1117 穩(wěn)壓芯片， C C C3為濾波電容， D1為續(xù)流二極管，當(dāng)小車斷電時，電路板中會產(chǎn)生感應(yīng)電流通過 D1 流向地端，這樣減小了感應(yīng)電流對元器件的損壞。如，紅外傳感器、藍(lán)牙模塊、 超聲波模塊、 電機(jī) 驅(qū)動芯片 。 PCB板上設(shè)計的元件安裝孔徑比元件管腳的實(shí)際尺寸大～ 左右。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。//關(guān)閉串口中斷 flag1=0。 這時就可以對藍(lán)牙模塊的參數(shù)經(jīng)行自定義設(shè)置了： 設(shè)置配對密碼：命令格式 【 AT+PSWD=4 位密碼 】，查 詢當(dāng)前密碼格式【發(fā)送AT+PSWD?】 設(shè)置串口參數(shù)：命令格式【 AT+UART=波特率 ?,幾位停止位 ?,幾位校驗(yàn)位 ?】 ,查詢當(dāng)前串口參數(shù)【發(fā)送 AT+UART?】 模塊主從機(jī)設(shè)置：命令格式【 AT+ROLE=0 或 1 或 2】，查詢當(dāng)前藍(lán)牙模塊角色【 AT+ROLE?】 0：從機(jī) (Slave)，被動連接。統(tǒng)計本次調(diào)試的結(jié)果表明， WE40C藍(lán)牙模塊的有效通訊距離為 0m到 25,在此范圍內(nèi)電腦與小車通訊正常 表 距離對通訊的影響 距離 （ M） 5 10 15 20 25 30 35 通訊 狀態(tài) 正常 正常 正常 正常 正常 無法通訊 無法通訊 紅外 避 障調(diào)試及分析 在進(jìn)行紅外避障時 ，首先要調(diào)節(jié)紅外傳感器的靈敏度，如果發(fā)現(xiàn)傳感器在距離障礙物很遠(yuǎn)時就檢測到了障礙，就將 滑動電阻調(diào)大些，降低紅外 線 的發(fā)射頻率；如果發(fā)現(xiàn)傳感器在距離障礙物很近時才檢測到了障礙，就將滑動電阻調(diào)小些，提高紅外的發(fā)射頻率。 如果 右方 有障礙物，則小車 左轉(zhuǎn)。 Delay1ms(10)。 Forward(20,250)。這里的 300ms 停車時間是為了給小車電機(jī)換向 的緩沖時間。 Right_InSen==1)//如果右邊傳感器檢測到 黑線 ，小車右轉(zhuǎn)。 Right_InSen==1)//如果兩邊傳感器都檢測到 黑線 ，小車停止。 （ 3） 在循跡檢測時，小車會駛出預(yù)定的軌道并出現(xiàn)無法檢測到黑線的情況 。當(dāng)然，沒有任何事物可以做到完美無缺的，我相信只要我們不斷努力去完善，那做出來的產(chǎn)品才會更出色。 解決方 法 ：將外部中斷觸發(fā)方式設(shè)置成 下降沿觸發(fā)， 解決了這一問題。 在進(jìn)行循跡功能調(diào)試時，小車經(jīng)常會沖出跑道。 //右轉(zhuǎn) while(Left_InSen==1 amp。上電后，當(dāng) 小車對著軌跡中間行駛時 ， 左右傳感器都沒檢測到黑線，小車高速直行；當(dāng)小車偏軌道左側(cè)時，左側(cè)的傳感器檢測到黑線，小車低速右轉(zhuǎn)；當(dāng)小車偏軌道右側(cè)時，右側(cè)的傳感器檢測到黑線，小車低速左轉(zhuǎn)；當(dāng)小車的左右紅外傳感器都檢測到黑線時，小車停車。 Forward(Forward_R_DATA,Forward_L_DATA)。 Stop()。如果前面沒有障礙物，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)計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。 制好板子后， 購買元器件 焊接板子 。 PCB 圖 設(shè)計 電路 原理 圖見附錄 A 在電路原理圖設(shè)計好 之后， 根據(jù)布線原則 對元器件進(jìn)行布局，布線，最后鋪銅、滴淚。 VCC_Motor 為電機(jī)驅(qū)動芯片電源， BLU_VCC 為藍(lán)牙通訊模塊電源。 9個擴(kuò)展 IO 口 (兩個預(yù)留 )，既可輸入也可輸出。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計論文 第 19 頁 共 47 頁 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 中采用 WE40C（如圖 ） 藍(lán)牙模塊，設(shè)置一個為主機(jī)，另一個為從機(jī)。 Delay10us(1)。 Delay10us(1)。液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(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） 。同時也是用來固定 車子零部件 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，其余的槽孔是用來留在日后擴(kuò)展用的。其優(yōu)點(diǎn)是電路實(shí)現(xiàn)簡單，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) 開關(guān)特性 低 低 高 調(diào)速精度 低 較低 高 開發(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)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，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)拖動直流電動機(jī)實(shí)現(xiàn)變流，由發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動機(jī)供電，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流即可改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 表 幾種測速方案比較 直流測速發(fā)電機(jī) 光電 編碼器 光電 對射式 測量精度 高 高 低 開發(fā)難易 難 難 易 模塊成本 低 高 較低 方案： 通過 表格可以看出， 方案三安裝方便 簡單且精度比方案一的精度高 ， 而方案二的成本太高，且開發(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，再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。 為了節(jié)約電能，單獨(dú)使用了一個單刀雙擲開關(guān)控制 LCD 的通斷。根據(jù)此次 設(shè)計 需要我提出了以下實(shí)現(xiàn)方案 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計論文 第 4 頁 共 47 頁 方案一： 采用 8 位數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管電路 和程序設(shè)計簡單，但需要循環(huán)顯示所以占用資源多。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計論文 第 3 頁 共 55 頁 無線 模塊設(shè)計 無線控制是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對智能車的遠(yuǎn)程遙控，使小車可以在遙控狀態(tài)下 代替人類完成一些危險項目 。以 單片機(jī) 為控制核心，利用傳感器檢測道路上的 各種 信息，控制電動汽車的無線遙控、自動避障 、 自動尋跡 、 尋光 、自動 測溫等功能。 無線遙控實(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， 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?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計論文 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計論文 論文題目： 多功能遙控小車 藍(lán)牙智能遙控小車 系 部 電子通信工程系 專 業(yè) 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與維修 班 級 通網(wǎng) 111 學(xué)生姓名 李太宇 學(xué) 號 110412132 指導(dǎo)教師 孔慧君 2021年 1 月 2 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計論文 I 基于藍(lán)牙遙控的多功能智能小車設(shè)計與制作 摘要 ： 無線遙控的機(jī)器人小車在危險環(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)計的智能電動小車能夠 實(shí)現(xiàn)無線遙控，串口通訊，實(shí)時檢測速度，避障礙等功能 。本設(shè)計 采用 STC 系列中的 STC12C5A60S2 單片機(jī)。 這就是本設(shè)計的總體設(shè)計思路。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?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計論文 第 5 頁 共 47 頁 （ 1） 輸出電壓和轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系 （ 2）溫度變化對輸出特性影響小 （ 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式兩類。從而輪子轉(zhuǎn)動時可 以產(chǎn)生連續(xù)脈沖信號，通過對脈沖的計數(shù)進(jìn)行車速測量。 圖 碼盤圖 調(diào)速 模塊 設(shè)計 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)通時間，即通過改變脈 沖寬度來進(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 圖 智能車底板圖 底板是用來支撐車體的主要部件。 它通過 慒孔和 Ф 4 圓孔來綁定電機(jī)，靠左右兩側(cè)的肩臺與底板卡在一起。 MCU 的選型 本設(shè)計中使用的是 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)計采用的是軟件調(diào)速 ， Speed_Right、 Speed_Left 為用戶給定的初值速度，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。 ，可通過簡單的 AT 指令任意切換主從模式。 S1,S2 是電池供電和 USB 供電的切換開關(guān)，當(dāng) S1 撥到 2,4位、 S2撥到 3,6位時小車由電池供電，當(dāng) S1撥到 3,6位、 S2 撥到 2,4 位時，小車由 USB供電。 經(jīng)測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 過孔（ VIA） 在本設(shè)計中過孔的尺寸 為 (50mil/28mil)。過程控 制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。 SBUF=DATA。 1：主機(jī) (Master)，主動搜索周圍的藍(lán)牙從機(jī)，并發(fā)起連接。總之將傳感器的檢測范圍調(diào)在 2030CM 以內(nèi)。直至右 邊沒有障礙物 ， 這時小車恢復(fù)直走。 if(L_flag==150) { L_flag=0。 Delay1ms(400)。 在調(diào)試時，小車發(fā)生沒有發(fā)生誤判斷動作， 循跡功能調(diào)試及分析 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計論文 第 30 頁 共 47 頁 循跡功能中使用的是紅外傳感器，在調(diào)節(jié)傳感器時，始終保持紅外檢測距離在20CM 以內(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） 在測速時，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)就會一直處于 中斷 狀態(tài)，從而導(dǎo)致小車無法行駛。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計論文 第 32 頁 共 47 頁 致謝 歷時 一 個月的 設(shè)計過程中，我首先邊查資料， 我感覺到即使是一個簡單的 電路，要想很輕松的焊好，