蓝牙智能小车的开发与应用
摘 要本课题主要设计了一款蓝牙智能小车，实现了通过手机蓝牙APP软件实现对智能小车进行无线遥控的智能控制系统，在蓝牙APP界面上可以向智能小车发送前进、后移、左右转以及暂停等动作，解决了传统的红外遥控小车在实际应用过程中遥控距离短并且红外遥控信号容易收到干扰和阻挡等不可避免的缺陷，实现了能够在数百米范围内对智能车进行灵敏操控的功效。它由微处理器当作主控，在硬件电路和系统软件两个层面分别对蓝牙智能小车控制系统的设计方案进行了阐述，通过对参数显示电路、蓝牙无线通信电路和直流电机驱动电路等模块的电路图构建，最终将各个子电路进行连接，形成了蓝牙智能小车控制系统的硬件骨架。
目录
一、 引言 1
（一） 蓝牙智能小车的发展背景 1
（二） 蓝牙智能小车的发展现状 1
（三） 主要内容 1
二、 蓝牙智能小车的方案设计 3
三、 蓝牙智能小车的主控电路设计 4
1. STC89C51单片机简介 4
2. 最小系统电路设计 4
四、 系统硬件设计 6
（一） 小车液晶显示电路设计 6
（二） 手机蓝牙遥控电路设计 7
1. HC06蓝牙模块简介 7
2. 手机蓝牙遥控电路设计 7
（三） 车轮驱动电路设计 8
五、 系统软件设计 10
（一） 蓝牙智能小车的主程序流程设计 10
（二） 液晶屏驱动流程设计 11
（三） 手机蓝牙遥控流程设计 12
（四） 小车行驶状态控制设计 13
六、 Proteus仿真系统设计 15
总结与展望 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
引言
蓝牙智能小车的发展背景
蓝牙智能小车系统的出现是多种新型科学技术的交汇产物，大规模集成电路技术出现后使得蓝牙智能小车系统的发展极为迅速，该新兴技术使单位面积的电路板上能够印制出更为复杂的线路和更多的元器件总数，不但如此，大幅度集成技术使得蓝牙智能小车系统的工作稳定 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
性能得到了极大的增加。所谓的蓝牙智能小车控制系统指得是一种通过微处理器作为主控电路，在硬件上通过各种传感器电路的配置以及必要的接口电路的扩展，在软件上通过软件代码的编写而实现的一种智能控制系统。它具有一项传统系统中所不具有的优势，可以通过此接口对蓝牙智能小车控制系统里面目标代码进行持续更新和优化，这就使得新型蓝牙智能小车系统可以含有更新特性，使得工作性能时刻在可更新的状态。
蓝牙智能小车的发展现状
通过现场询问和提供的使用手册查看之后可以发现，在应用场合和大多数的参数精度上，国产产品要比进口产品的效果低，可想在蓝牙智能小车控制系统的核心技术学会上，国内的生产企业还没有走在时代的前列。通过对中国知网上的期刊文献进行查阅，前段时间美国芝加哥大学一个与蓝牙智能小车系统相关的研究小组推出了一条公告，宣布他们最新推出了一款特别用于实现蓝牙智能小车控制系统进行数据采集的高性能传感模块，这种类型的传感模块集合了多种探头，通过这种类型的传感模块的工作能够为系统提供多个方面的采集数据而且通过传感模块里面主控器的处理，把这些信号进行整合和提取，将底层数据中有效的信号提取出来传送到信息层并通过高速SPI接口送出，这种类型的高性能传感器的发布把标志着对蓝牙智能小车系统的设计又取得了一大进步。
主要内容
本课题主要设计了一款蓝牙智能小车实现了通过手机蓝牙APP软件实现对智能小车进行无线遥控的智能控制系统，在蓝牙APP界面上可以向智能小车发送前进、后移、左右转以及暂停等动作，解决了传统的红外遥控小车在实际应用过程中遥控距离短并且红外遥控信号容易收到干扰和阻挡等不可避免的缺陷，实现了能够在数百米范围内对智能车进行灵敏操控的功效。
蓝牙智能小车的方案设计
基于蓝牙控制的智能小车要解决的核心问题是如何通过手机蓝牙APP向智能小车发出各种动作指令，并且如何实现智能小车对这些指令的接收和执行，为此本课题配置了下图中的硬件结构框图，将根据该框图对这款智能小车的方案进行设计，如下图所示的单片机部分，本课题将使用51单片机来作为这款智能小车的主控部分，它将结合电源电路、晶振电路以及复位电路等子电路构建起单片机最小系统电路，这个最小系统电路将实现对用户编写的C语言程序代码进行执行，以此来对HC06蓝牙、车轮电机以及液晶屏等部分进行驱动。
而在蓝牙遥控功能的设计方面，本课题将使用安卓手机上能够直接下载到的成熟蓝牙APP产品作为遥控部分，在APP界面上输入不同的阿拉伯数字并发送给智能小车，单片机将根据数字的不同来执行该数字对应的指令代码，从而实现前进、后移、左右转以及暂停等动作。在对蓝牙APP发送的遥控指令接收功能上，本课题采用了HC06型蓝牙模块来作为蓝牙无线信号的接收装置，这个蓝牙模块能够实现3.0协议规范，实现对指令的快速接收，它与单片机之间通过UART接口进行连接，通过该接口将接收到的遥控指令送入单片机进行使用。
在对智能小车的车轮驱动方面，本课题采用的是直流减速电机来作为左右两轮的驱动部分，单片机将能够产生四路PWM波，分别输入到左右两轮的直流电机的正负两极，根据PWM波的占空比控制可以实现直流电机工作电流的控制，从而对其所驱动的车轮转速、转向进行控制，最终将实现智能小车的行进状态控制。
为了能够对智能小车运行过程中的状态进行显示，本课题还为这款蓝牙智能小车配置了一个高清晰度的液晶屏部分，单片机将通过并行方式对其进行驱动，实现系统启动欢迎界面、前进、后移、左右转以及暂停等动作状态的显示。
图1 蓝牙智能小车硬件框图
蓝牙智能小车的主控电路设计
STC89C51单片机简介
经过前期对当前市场上最常使用的多种控制器芯片进行综合比较后，最后决定使用STC89C51单片机来担任本蓝牙智能小车系统的主控核心部分，这里主要对STC89C51单片机的资源配置和使用方法进行简易的描述，后面的部分把对其最小系统电路进行配置。该蓝牙智能小车控制系统的主控核心部分需要一款处理速度非常快与此同时IO管脚较多的控制器芯片来担任，因为系统电路中所使用的模块会消耗掉较多的单片机管脚，所以多管脚性能是选择控制芯片的一项前提因素。STC89C51单片机在此蓝牙智能小车控制系统中以DC5V电压进行电源供电，它的电流消耗较小，这也是由于设计人员对它的进行了精心的低功耗处理。在程序开发方面，STC89C51单片机能够采用C语言进行指令编写，同时亦能够使用较为底层的汇编语言进行编写，而本系统采用的是更加上层的C语言来对目标代码进行编写，编译通过的程序将通过串口烧录到STC89C51单片机中的FLASH存储器中进行储存。
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图2 STC89C51单片机芯片
目录
一、 引言 1
（一） 蓝牙智能小车的发展背景 1
（二） 蓝牙智能小车的发展现状 1
（三） 主要内容 1
二、 蓝牙智能小车的方案设计 3
三、 蓝牙智能小车的主控电路设计 4
1. STC89C51单片机简介 4
2. 最小系统电路设计 4
四、 系统硬件设计 6
（一） 小车液晶显示电路设计 6
（二） 手机蓝牙遥控电路设计 7
1. HC06蓝牙模块简介 7
2. 手机蓝牙遥控电路设计 7
（三） 车轮驱动电路设计 8
五、 系统软件设计 10
（一） 蓝牙智能小车的主程序流程设计 10
（二） 液晶屏驱动流程设计 11
（三） 手机蓝牙遥控流程设计 12
（四） 小车行驶状态控制设计 13
六、 Proteus仿真系统设计 15
总结与展望 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
引言
蓝牙智能小车的发展背景
蓝牙智能小车系统的出现是多种新型科学技术的交汇产物，大规模集成电路技术出现后使得蓝牙智能小车系统的发展极为迅速，该新兴技术使单位面积的电路板上能够印制出更为复杂的线路和更多的元器件总数，不但如此，大幅度集成技术使得蓝牙智能小车系统的工作稳定 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
性能得到了极大的增加。所谓的蓝牙智能小车控制系统指得是一种通过微处理器作为主控电路，在硬件上通过各种传感器电路的配置以及必要的接口电路的扩展，在软件上通过软件代码的编写而实现的一种智能控制系统。它具有一项传统系统中所不具有的优势，可以通过此接口对蓝牙智能小车控制系统里面目标代码进行持续更新和优化，这就使得新型蓝牙智能小车系统可以含有更新特性，使得工作性能时刻在可更新的状态。
蓝牙智能小车的发展现状
通过现场询问和提供的使用手册查看之后可以发现，在应用场合和大多数的参数精度上，国产产品要比进口产品的效果低，可想在蓝牙智能小车控制系统的核心技术学会上，国内的生产企业还没有走在时代的前列。通过对中国知网上的期刊文献进行查阅，前段时间美国芝加哥大学一个与蓝牙智能小车系统相关的研究小组推出了一条公告，宣布他们最新推出了一款特别用于实现蓝牙智能小车控制系统进行数据采集的高性能传感模块，这种类型的传感模块集合了多种探头，通过这种类型的传感模块的工作能够为系统提供多个方面的采集数据而且通过传感模块里面主控器的处理，把这些信号进行整合和提取，将底层数据中有效的信号提取出来传送到信息层并通过高速SPI接口送出，这种类型的高性能传感器的发布把标志着对蓝牙智能小车系统的设计又取得了一大进步。
主要内容
本课题主要设计了一款蓝牙智能小车实现了通过手机蓝牙APP软件实现对智能小车进行无线遥控的智能控制系统，在蓝牙APP界面上可以向智能小车发送前进、后移、左右转以及暂停等动作，解决了传统的红外遥控小车在实际应用过程中遥控距离短并且红外遥控信号容易收到干扰和阻挡等不可避免的缺陷，实现了能够在数百米范围内对智能车进行灵敏操控的功效。
蓝牙智能小车的方案设计
基于蓝牙控制的智能小车要解决的核心问题是如何通过手机蓝牙APP向智能小车发出各种动作指令，并且如何实现智能小车对这些指令的接收和执行，为此本课题配置了下图中的硬件结构框图，将根据该框图对这款智能小车的方案进行设计，如下图所示的单片机部分，本课题将使用51单片机来作为这款智能小车的主控部分，它将结合电源电路、晶振电路以及复位电路等子电路构建起单片机最小系统电路，这个最小系统电路将实现对用户编写的C语言程序代码进行执行，以此来对HC06蓝牙、车轮电机以及液晶屏等部分进行驱动。
而在蓝牙遥控功能的设计方面，本课题将使用安卓手机上能够直接下载到的成熟蓝牙APP产品作为遥控部分，在APP界面上输入不同的阿拉伯数字并发送给智能小车，单片机将根据数字的不同来执行该数字对应的指令代码，从而实现前进、后移、左右转以及暂停等动作。在对蓝牙APP发送的遥控指令接收功能上，本课题采用了HC06型蓝牙模块来作为蓝牙无线信号的接收装置，这个蓝牙模块能够实现3.0协议规范，实现对指令的快速接收，它与单片机之间通过UART接口进行连接，通过该接口将接收到的遥控指令送入单片机进行使用。
在对智能小车的车轮驱动方面，本课题采用的是直流减速电机来作为左右两轮的驱动部分，单片机将能够产生四路PWM波，分别输入到左右两轮的直流电机的正负两极，根据PWM波的占空比控制可以实现直流电机工作电流的控制，从而对其所驱动的车轮转速、转向进行控制，最终将实现智能小车的行进状态控制。
为了能够对智能小车运行过程中的状态进行显示，本课题还为这款蓝牙智能小车配置了一个高清晰度的液晶屏部分，单片机将通过并行方式对其进行驱动，实现系统启动欢迎界面、前进、后移、左右转以及暂停等动作状态的显示。
图1 蓝牙智能小车硬件框图
蓝牙智能小车的主控电路设计
STC89C51单片机简介
经过前期对当前市场上最常使用的多种控制器芯片进行综合比较后，最后决定使用STC89C51单片机来担任本蓝牙智能小车系统的主控核心部分，这里主要对STC89C51单片机的资源配置和使用方法进行简易的描述，后面的部分把对其最小系统电路进行配置。该蓝牙智能小车控制系统的主控核心部分需要一款处理速度非常快与此同时IO管脚较多的控制器芯片来担任，因为系统电路中所使用的模块会消耗掉较多的单片机管脚，所以多管脚性能是选择控制芯片的一项前提因素。STC89C51单片机在此蓝牙智能小车控制系统中以DC5V电压进行电源供电，它的电流消耗较小，这也是由于设计人员对它的进行了精心的低功耗处理。在程序开发方面，STC89C51单片机能够采用C语言进行指令编写，同时亦能够使用较为底层的汇编语言进行编写，而本系统采用的是更加上层的C语言来对目标代码进行编写，编译通过的程序将通过串口烧录到STC89C51单片机中的FLASH存储器中进行储存。
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图2 STC89C51单片机芯片
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