基于藍牙遙控的智能小車設計

劉艷艷

（西北民族大學 電氣工程學院，甘肅 蘭州 730124）

本設計采用STC89C51單片機為主控芯片，可以實現兩種模式。（1）結合藍牙模塊，通過軟件編程結合硬件實物來完成一款基于藍牙遙控小車的設計。當主控接收到手機藍牙發送的指令后能夠正確地對指令解析，對小車功能進行控制。（2）通過紅外避障模塊，自動行走[1]。

1 基于藍牙遙控智能小車的總體設計

模式一：采用以STC89C51單片機為主控芯片，當主控接收到手機藍牙發送的指令后，解析后對電機驅動進行有效的控制，使得對小車進行正確的控制（左轉、右轉、前進、后退）。

模式二：采用以STC89C51單片機為主控芯片，通過紅外避障模塊，結合程序進行控制。當開啟該模式，小車直接向前，當遇到障礙時后退，然后判斷左右是否無障礙可以拐彎，優先選擇右邊進行轉動[2]。

基于藍牙遙控智能小車的總體設計如圖1所示。

圖1 基于藍牙遙控智能小車的總體設計

2 硬件設計

2.1 單片機STC89C51

STC89C51系統可編程芯片是基于8051核的ISP。STC89C51的工作電壓為：5.5～3.4 V（5 V單片機）/3.8～2.0 V（3 V單片機），最高工作時鐘頻率為80 MHz。具有高速A/D（可以實現對按鍵的掃描、對電池電壓檢測、掉電檢測等），并且也方便用戶直接下載用戶程序通過串口（P3.0/P3.1），運行速度快，一片8 K程序3 s就可以完成。具有EEPROM功能，有3個16位定時器/計數器，定時器0可將它當作2個8位定時器使用。STC89C51單片機引腳如圖2所示。

圖2 STC89C51單片機引腳

2.2 L298N電機驅動模塊

L298N是一種高電壓、大電流電機驅動芯片，且由ST公司生產。工作電壓：控制信號直流5 V；電機電壓直流3～46 V。L298N有兩個使能控制端，并且具有邏輯電源輸入端，但這需要在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作，可使內部邏輯電路部分在低電壓下工作。具有轉速可調、抗干擾能力強、有過電壓和過電流保護、PWM脈寬平滑調速等優點。L298N可以驅動兩個二相電機或者一個四相電機，可以通過直接電源來調節輸出電壓；并且可以直接通過單片機的I/O口為其提供信號[3]。小車運動狀態和I/O口輸出關系如表1所示。

2.3 藍牙（HC-05）

HC-05是主從一體的藍牙串口模塊。正常供電電壓：3.3～3.6 V，HC-05可設置為發送方或接收方，發送方能和接收方配對通信，發送方與發送方之間或接收方與接收方之間不能通信。該模塊可以用于GPS導航系統，可以與藍牙筆記本電腦、電腦加藍牙適配器、PDA等設備進行無縫連接[4]，藍牙模塊如圖3所示。

表1 小車運動狀態和I/O口輸出關系

圖3 藍牙模塊

2.4 E18-D80NK紅外避障

這是一種集發射與接收于一體的光電傳感器，主要用于檢測障礙物，并且可以根據實際要求通過旋轉該紅外避障的后方旋鈕對所需要的距離進行調整。該紅外避障具有物美價廉、使用便捷、安裝搭載簡單、受環境影響小等特點。該紅外避障多運用于機器人避障、流水線計件等眾多場合[5]，E18-D80NK紅外避障如圖4所示。

圖4 E18-D80NK紅外避障

3 軟件

該系統軟件設計采用C語言編寫，編譯環境為 Keil C51。采用C語言編寫，C語言與匯編相比，C語言編程的可讀性高，便于理解和交流，在學習上，C語言也比較容易上手。Keil C51生成目標代碼的效率非常高。

4 結語

本文對本設計的基本功能、系統結構、硬件部分做出了介紹。該設計能夠實現通過手機藍牙完成對遙控車的控制以及紅外避障的功能。整個設計具有功耗低、操作方便、性能穩定等諸多優點，具有良好的應用和推廣價值。

[參考文獻]

[1]潘永雄.新編單片機原理與應用[M].2版.西安：西安電子科技大學出版社，2008.

[2]戴佳，戴為恒，劉博文.51單片機C語言應用程序設計實例精講[M].2版.北京：電子工業出版社，2008.

[3]孫榮高，孫德超.數字溫濕度數據記錄儀的設計[J].現代電技術，2005（7）：74-76.

[4]楊永杰，馮軍.數字式溫濕度傳感器SHTI1在塵埃檢測儀中的應用[J].電子工程師，2005（8）：64-66.

[5]李泉溪.單片機原理與應用實例仿真[M].北京：北京航空航天大學出版社，2009.