基于STM32的蓝牙的小车

张瀚 傅韵鑫 何宇 李建江

摘要：本文主要给出了一种基于蓝牙控制的智能小车。以Android移动控制端模块和STM32F1单片机主控模块组成整个小车系统的核心控制单元；采用性能稳定的HC-05主从蓝牙模块与主控模块STM32F1单片机以及基于Android系统的第三方软件spp蓝牙串口通信app进行实时人机通信；设计基于LM317芯片的可调稳压电源给整个小车系统提供稳定的电压输入；电机驱动采用基于L298N的H橋两路驱动模块，通过调节使能端输入的PWM波的占空比对电机转速进行调控，以达到最佳运行效果。

关键词：蓝牙小车；STM32F1 ；单片机

一、设计原理及结构分析

本设计主要运用蓝牙串口通信原理，通过以Android移动控制端发送指令与蓝牙模块进行通信，蓝牙模块根据接受到的指令与主控制单元STM32F1进行通信，主控制单元通过相应程序对指令做出相应反馈，通过驱动电机驱动模块对电机的运行进行控制以达到小车的前进、后退、左转、右转等预期的效果，实现整个小车系统的智能控制。

二、硬件电路设计

硬件电路设计主要包括：主控模块的选择、电源稳压模块、电机驱动电路、蓝牙模块电路和与蓝牙APP的结合使用。

（一）主控模块的选择

系统采用STM32F1单片机作为系统的主控芯片，完成与蓝牙信号的实时通信以及小车运行的控制等功能。STM32F1单片机拥有广泛的产品线，包含基于ARM?Cortex?-M0、M0+、M3、M4及M7内核并具备丰富外设的多种32位单片机。目前提供9大产品线 （F0， F1， F2， F3， F4，F7，H7， L0， L1， L4），超过700个型号。该单片机带有丰富多样和功能灵活齐全的外设，并保持全产品系列上的引脚兼容，为释放对程序设计的创造力提供了更大的自由度。

（二）稳压电源模块设计

为了使输入电压达到稳定，同时测温系统由于需要长时间的稳定的工作，所以必须保证测温系统的持续的工作状态，所以需要考虑应提高电源的利用效率，因此，本测温系统供电模块采用1A5V高效稳压电源电路，如图所示，在Ui=15V 、Uo=5V、Io=1A时，电源的利用效率为82%。Rp R7为参考电压设置，调节Rp，即改变TL431的输出电压，该电压经VT2进一步放大后调节调整管VT1的基极点位，从而改变VT1结电极输出电压的大小，TL431的工作电流经R5直接取至输入端，这样，可以避免在输入输出压差较小的情况下，保证得到正常的工作电流，有利于提高电源利用效率。

（三）电机驱动模块设计

电机采用L298N驱动的直流电机带动。L298N是驱动二相和四相直流电机的专用芯片，内含两个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TT逻辑电平信号，可驱动 36V、2A以下的电机。L293D可驱动两个电机，3、6和11、14脚之间分别接 2个电机。2、7、10、15脚接输入控制电平，控制电机的正反转，EN1、EN2接控制使能端，控制电机的停转。单片机通过输出二组PWM波来控制电机的正反转。控制方法与控制电路都比较简单，2、7脚控制第一个电机的方向，输入的EN1控制第一个电机的速度；10， 15脚控制第二个电 机的方向，输入的EN2控制第二个电机的速度。

（四）蓝牙模块软件设计

本设计采用了HC-05主从一体模块，通过PC的串口调试软件向模块发送AT指令，开始时，蓝牙先初始化，然后一直检测是否接收到指令。如果接收到指令则根据指令对前进、后退、左转、右转和切换至无人模式进行选择。

三、软件总体设计

本系统软件由主监控程序模块、命令翻译模块、信号产生模块、人机交互模块构成。其中主监控程序是系统软件的主程序，是整个系统软件的核心，上电复位后系统首先进入监控主程序。它的任务是识别命令、发送命令，起着引导仪器进入正常工作状态，协调各部分软件有条不紊地工作的重要作用。

（一）主程序设计

主程序设计主要完成系统的初始化、中断优先级设定以及判断调用各模块程序，即主要实现各模块的连接，然后处理分析各模块的通信信息，最后把处理后的个显示模块测量值显示到人际交换模块上，实现人机的实时通信，最终保证整个小车系统的稳定工作。

四、实验测试及结果分析

本文阐述一种可通过手机蓝牙遥控或者无人驾驶小车的软、硬件设计。介绍以STM32F1单片机为核心控制系统，结合蓝牙通讯设计可以远程移动控制的蓝牙小车，通过android移动端发送指令；蓝牙模块接受指令；单片机分析处理接受的指令，输出相应电平信号控制电机的运转从而驱动小车自主完成相应运动行为，例如使小车能够完成前进、后退、左转向、右转向动作等运动效果，完成预期的设计目标。并且为其他智能生活提供了很有价值意义的范例。

参考文献：

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