基于蓝牙遥控的智能小车设计

刘艳艳

（西北民族大学 电气工程学院，甘肃 兰州 730124）

本设计采用STC89C51单片机为主控芯片，可以实现两种模式。（1）结合蓝牙模块，通过软件编程结合硬件实物来完成一款基于蓝牙遥控小车的设计。当主控接收到手机蓝牙发送的指令后能够正确地对指令解析，对小车功能进行控制。（2）通过红外避障模块，自动行走[1]。

1 基于蓝牙遥控智能小车的总体设计

模式一：采用以STC89C51单片机为主控芯片，当主控接收到手机蓝牙发送的指令后，解析后对电机驱动进行有效的控制，使得对小车进行正确的控制（左转、右转、前进、后退）。

模式二：采用以STC89C51单片机为主控芯片，通过红外避障模块，结合程序进行控制。当开启该模式，小车直接向前，当遇到障碍时后退，然后判断左右是否无障碍可以拐弯，优先选择右边进行转动[2]。

基于蓝牙遥控智能小车的总体设计如图1所示。

图1 基于蓝牙遥控智能小车的总体设计

2 硬件设计

2.1 单片机STC89C51

STC89C51系统可编程芯片是基于8051核的ISP。STC89C51的工作电压为：5.5～3.4 V（5 V单片机）/3.8～2.0 V（3 V单片机），最高工作时钟频率为80 MHz。具有高速A/D（可以实现对按键的扫描、对电池电压检测、掉电检测等），并且也方便用户直接下载用户程序通过串口（P3.0/P3.1），运行速度快，一片8 K程序3 s就可以完成。具有EEPROM功能，有3个16位定时器/计数器，定时器0可将它当作2个8位定时器使用。STC89C51单片机引脚如图2所示。

图2 STC89C51单片机引脚

2.2 L298N电机驱动模块

L298N是一种高电压、大电流电机驱动芯片，且由ST公司生产。工作电压：控制信号直流5 V；电机电压直流3～46 V。L298N有两个使能控制端，并且具有逻辑电源输入端，但这需要在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作，可使内部逻辑电路部分在低电压下工作。具有转速可调、抗干扰能力强、有过电压和过电流保护、PWM脉宽平滑调速等优点。L298N可以驱动两个二相电机或者一个四相电机，可以通过直接电源来调节输出电压；并且可以直接通过单片机的I/O口为其提供信号[3]。小车运动状态和I/O口输出关系如表1所示。

2.3 蓝牙（HC-05）

HC-05是主从一体的蓝牙串口模块。正常供电电压：3.3～3.6 V，HC-05可设置为发送方或接收方，发送方能和接收方配对通信，发送方与发送方之间或接收方与接收方之间不能通信。该模块可以用于GPS导航系统，可以与蓝牙笔记本电脑、电脑加蓝牙适配器、PDA等设备进行无缝连接[4]，蓝牙模块如图3所示。

表1 小车运动状态和I/O口输出关系

图3 蓝牙模块

2.4 E18-D80NK红外避障

这是一种集发射与接收于一体的光电传感器，主要用于检测障碍物，并且可以根据实际要求通过旋转该红外避障的后方旋钮对所需要的距离进行调整。该红外避障具有物美价廉、使用便捷、安装搭载简单、受环境影响小等特点。该红外避障多运用于机器人避障、流水线计件等众多场合[5]，E18-D80NK红外避障如图4所示。

图4 E18-D80NK红外避障

3 软件

该系统软件设计采用C语言编写，编译环境为 Keil C51。采用C语言编写，C语言与汇编相比，C语言编程的可读性高，便于理解和交流，在学习上，C语言也比较容易上手。Keil C51生成目标代码的效率非常高。

4 结语

本文对本设计的基本功能、系统结构、硬件部分做出了介绍。该设计能够实现通过手机蓝牙完成对遥控车的控制以及红外避障的功能。整个设计具有功耗低、操作方便、性能稳定等诸多优点，具有良好的应用和推广价值。

[参考文献]

[1]潘永雄.新编单片机原理与应用[M].2版.西安：西安电子科技大学出版社，2008.

[2]戴佳，戴为恒，刘博文.51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].2版.北京：电子工业出版社，2008.

[3]孙荣高，孙德超.数字温湿度数据记录仪的设计[J].现代电技术，2005（7）：74-76.

[4]杨永杰，冯军.数字式温湿度传感器SHTI1在尘埃检测仪中的应用[J].电子工程师，2005（8）：64-66.

[5]李泉溪.单片机原理与应用实例仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.