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1、xxx 机电高等专科学校毕业设计论文xx 机电高等专科学校毕毕业业设设计计论论文文论文题目：论文题目：多功能遥控小车蓝牙智能遥控小车系 部 电子通信工程系 专 业 通信网络设备与维修 班 级 通网 111 学生姓名 xx 学 号 xx 指导教师 xx xxx 年 xx 月 2 日xxx 机电高等专科学校毕业设计论文I基于蓝牙遥控的多功能智能小车设计与制作基于蓝牙遥控的多功能智能小车设计与制作摘要：摘要：无线遥控的机器人小车在危险环境作业、人员搜集等应用中可发挥特殊的作用。本次毕业设计选择基于蓝牙遥控的多功能智能小车为对象。设计了该系统的硬件电路原理图和 PCB 图，控制系统以 STC12C5A
2、60S2 单片机为主控芯片，采用 L293D为电机驱动芯片、蓝牙无线遥控模块、红外光电传感器模块、超声波发射与接收模块等构成外围扩展电路。将自制的控制电路、控制程序和四轮小车机械结构相结合，制作多功能机器人小车。实验调试实现了智能小车的蓝牙无线遥控、自动避障、自动循迹等功能。关键词关键词: :单片机 ；蓝牙遥控 ；PWM 调速；光电传感器xxx 机电高等专科学校毕业设计论文IIDevelopment of a smart remote control vehicle based on blue-tooth communicationAbstract: Wireless remote contr
3、ol robot car could play a special role in the hazardous environment operations and search Blue-Tooth Remote control; PWM Speed Regulation; Optical Electronic Sensorxxx 机电高等专科学校毕业设计论文目录目录第一章第一章前言前言 1第二章第二章 方案比较与论证方案比较与论证 .22.1 总体方案设计.22.2 无线模块设计.32.3 显示模块设计.32.4 调速模块设计.62.5 循迹模块设计.72.6 避障模块设计.8第三章第三章
4、智能车机结构分析智能车机结构分析 93.1 底板设计.93.2 电机与底板的连接支架设计.103.3 整体装配图.11第四章第四章 控制系统电路设计控制系统电路设计 .124.1 MCU 的选型124.2 电机驱动电路设计.144.3 显示电路设计.164.4 蓝牙模块设计.184.5 电源电路设计.204.6 PCB 图设计 .21第五章第五章 蓝牙遥控小车程序设计蓝牙遥控小车程序设计 .245.1 主程序设计.245.2 电脑端蓝牙控制软件的设置.265.3 蓝牙模块参数设置.27第六章第六章 调试结果分析调试结果分析 .31xxx 机电高等专科学校毕业设计论文6.1 各模块功能调试 31
5、6.2 总结35致谢致谢 36参考文献参考文献 37附附 录录 A A38附附 录录 B B39xxx 机电高等专科学校毕业设计论文第 1 页 共 55 页第一章第一章 前言前言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。遥控小车起源于美国，由于政府对无线遥控小车研发的资助以及相关资助的推动作用，日本、美国、德国等工业大国在遥控小车技术上占据着明显优势。我国的无线遥控小车研究工作始于 20 世纪中后期，在国家的 863、973 等技术发展计划的重点支持下，国内已大范围地进行无线遥控小车的研究。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的
6、研究，但是与国际先进还存在一定的差距。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的。设计的智能电动小车能够实现无线遥控，串口通讯，实时检测速度，避障碍等功能。无线遥控实现方法包括蓝牙、红外、射频几种，其中蓝牙技术具有一定优势，目前在信息家电方面应用正在铺设。各种家电共用遥控，并可组网与公众互联网相接，共享有用信息。目前蓝牙技术实现无线遥控的短板在于传输距离短和芯片价格高方面。但随着科技发展，这些问题正在逐步得以解决。 无线遥控机器人有着广阔的应用前景。根据题目的要求绘制电路原理图和 PCB 图，制作电路板；在 Keil C 编译环境下编写控制程序并调试，确定如下方案：在蓝牙无线遥控的基础
7、上，加装光电红外传感器、光敏电阻、温度传感器，实现对电动车的速度、位置、运行状况、运行环境的实时监测，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测到的各种数据，对电动车经行对应的控制并将计算出的数据送至上位机显示，实现真正的实时监控。本次设计可以对电动车的运动状态进行实时监控，可满足对系统的各项要求。本设计采用 STC 系列中的 STC12C5A60S2 单片机。以单片机为控制核心，利用传感器检测道路上的各种信息，控制电动汽车的无线遥控、自动避障、自动寻迹、寻光、自动测温等功能。xxx 机电高等专科学校毕业设计论文第 2 页 共 55 页第二章第二章 方案比较与论证方案比较与论证本
8、次毕业设计主要是针对无线遥控智能车进行分析、设计和制作。本次设计以STC12C5A60S2 单片机为主控芯片，实现了智能车的无级调速功能、蓝牙遥控功能、自动避障功能、速度检测功能、光线检测功能、距离检测功能等。2.1总体方案设计总体方案设计MCU控控制制器器蓝牙传输模块驱动模块显示模块避障模块测速模块循迹模块图 2.1 系统原理框图本小车是以 STC12C5A60S2 为主控制器。开始由电脑或者手机发送蓝牙无线信号来启动并复位小车，由超声波传感器或红外光电传感器进行障碍检测，通过单片机控制小车行驶、显示、避障和调速。智能车使用 4WD 驱动，以提高整车运动的平稳性；在智能车进驶过程中，采用双极
9、式 H 型 PWM 脉宽调制技术实现快速、平稳地的调速；通过超声波传感器和红外光电传感器实现自动避障，自动循迹等功能；通过透射式光电传感器计量轮子旋转的圈数（也就是脉冲数）实现速度检测功能；最后通过蓝牙无线传输功能将智能车的行驶信息实时地传送给上位机，以实现实时监控功能。当然也可通过蓝牙无线遥控来控制小车的行驶状态。这就是本设计的总体设计思路。xxx 机电高等专科学校毕业设计论文第 3 页 共 55 页2.2 无线模块设计无线模块设计无线控制是为了能够实现对智能车的远程遥控，使小车可以在遥控状态下代替人类完成一些危险项目。目前短距离无线数据传输技术主要有两大类，一类是基于 IrDA红外无线通信
10、技术，另一类是基于 ISM(Industrial Scientific Medical)频段射频通信技术。较为主流的几种通信技术之间既存在着相互竞争，但又在某些实际应用领域内相互补充、相互配合，究竟选择何种技术更优越，需要由具体的工作环境来决定。表 2.1 所示为四种短距离无线通讯技术主要性能参数。表 2.1 几种典型无线传输方案比较蓝牙技术红外技术WiFi 技术ISM 射频技术通信距离】 ，查询当前密码格式【发送 AT+PSWD?】2、设置串口参数：命令格式【AT+UART=,】,查询当前串口参数【发送 AT+UART?】3、模块主从机设置：命令格式【AT+ROLE=】 ，查询当前蓝牙模块角
11、色【AT+ROLE?】0：从机(Slave)，被动连接。1：主机(Master)，主动搜索周围的蓝牙从机，并发起连接。和从机连接成功之后便建立起了一条透明的数据传输通道。2：回环：被动连接，接收远程蓝牙主设备数据并将数据原样返回给远程蓝牙主设备。4、修改模块名称：命令格式【AT+NAME=】 ，查询蓝牙模块名称【AT+NAME?】xxx 机电高等专科学校毕业设计论文第 28 页 共 47 页5、绑定蓝牙串口模块地址：命令格式【AT+BIND=】6、设置蓝牙串口的连接模式：命令格式【AT+CMODE=】0：指定蓝牙地址的连接模式。1：任意地址连接模式。5.6 红外循迹程序设计红外循迹程序设计开始
12、初始化检测按键是否按下启动小车N Y 左侧检测到黑线右侧检测到黑线两侧检测到黑线没有检测到黑线左转右转停车加速前行图 5.6 红外循迹流程图程序见附录程序见附录 B Bxxx 机电高等专科学校毕业设计论文第 29 页 共 47 页第六章第六章 调试结果分析调试结果分析6.1 各模块功能调试各模块功能调试1、蓝牙遥控调试及结果分析、蓝牙遥控调试及结果分析在小车上电后 WE-40C 蓝牙模块上的 Status 工作状态指示灯会快速闪烁，当主从模块配对成功进行通讯时，蓝牙模块上的 Link 连接指示灯常亮且 Status 状态指示灯会间断闪烁。在非开阔地的环境下对不同的距离的通讯情况经行测试，通过电
13、脑端串口工具控制小车直行，观察小车的极限距离为多少。统计本次调试的结果表明，WE-40C 蓝牙模块的有效通讯距离为 0m 到 25,在此范围内电脑与小车通讯正常表 6.1 距离对通讯的影响 距离 （M）5101520253035通讯 状态正常正常正常正常正常无法通讯无法通讯2、 红外避障调试及分析红外避障调试及分析在进行红外避障时，首先要调节红外传感器的灵敏度，如果发现传感器在距离障碍物很远时就检测到了障碍，就将滑动电阻调大些，降低红外线的发射频率；如果发现传感器在距离障碍物很近时才检测到了障碍，就将滑动电阻调小些，提高红外的发射频率。总之将传感器的检测范围调在 20-30CM 以内。上电运行
14、后，放到没有障碍物的空地上，小车直走。当前方没有障碍物的的时候车就一直直走。如果前方遇到障碍物，则小车做后退右转运动。直至前方没有障碍物，这时小车恢复直走。如果左方有障碍物，则小车右转。直至左边没有障碍物，这时小车恢复直走。如果右方有障碍物，则小车左转。直至右边没有障碍物，这时小车恢复直走。如果前面没有障碍物，则先执行直走。也就是说如果前方没有障碍物，即使其他任意方向都有障碍则小车依然直走。xxx 机电高等专科学校毕业设计论文第 30 页 共 47 页以程序中的一段程序为例：while(Left_InSen=0 Forward(0,200); Delay1ms(10);if(L_flag=15
15、0)L_flag=0;Stop();Delay1ms(300);Back(Back_R_DATA,Back_L_DATA);Delay1ms(500);Stop();Delay1ms(300);Forward(20,250);Delay1ms(400);Forward(Forward_R_DATA,Forward_L_DATA); 上述程序中 Left_InSen 和 Right_InSen 是左右传感器的状态标志位，当（Left_InSen=0 /前进while(Left_InSen=0 /右转while(Left_InSen=1 /左转while(Left_InSen=1 sbit L29
16、3D_IN2=P16; sbit L293D_IN3=P11; sbit L293D_IN4=P10;xxx 机电高等专科学校毕业设计论文第 37 页 共 47 页sbit L293D_EN1=P13; sbit L293D_EN2=P14; /*左传感器和右传感器接线定义*/ sbit Left_InSen=P23; sbit Right_InSen=P20; /*寄存器地址赋值*/ sfr AUXR=0x8e; sfr BRT=0x9c; /*全局变量定义*/ unsigned char SBUF_DATA,flag1,flag2,flag3,flag4,Last_SBUF_DATA; unsigned int
