智能小車系統(tǒng)開發(fā)

1、基于AT89s52單片機的語音提示的四則運算器的設計基于AT89s52單片機的語音提示的四則運算器的設計，該設計主要包括硬件設計部分和軟件設計部分。硬件設計部分主要是對單片機，數(shù)據(jù)輸入的4*4鍵盤，語音提示模塊，數(shù)據(jù)顯示模塊的選擇和設計。軟件設計部分主要是對兩個4位整數(shù)，1位小數(shù)進行四則運算，并將其運算結(jié)果通過數(shù)據(jù)顯示模塊顯示出來，并有相應的語音提示。在計算器主體的表面上配設有電源接通、全清除健、數(shù)字健、小數(shù)點健、四則運算健、等號健與下載線共同形成雙電源方式用語音提示的計算器，其中，在計算器主體的表面上還配設有顯示從數(shù)字鍵、小數(shù)點健輸入的數(shù)值的主顯示器、按加法存儲器(轉(zhuǎn)換健)時將顯示在主顯示器

2、中的數(shù)值進行轉(zhuǎn)換后顯示該數(shù)值的存儲顯示器、將主顯示器和存儲顯示器的兩個畫面并列地配設并做成T通過從各種轉(zhuǎn)換健輸入來同時或者交替地顯示兩個畫面顯示的結(jié)構(gòu)的二選行顯示器、按下時將顯示在主顯示器中的數(shù)值轉(zhuǎn)換至存儲顯示器的加法存儲（轉(zhuǎn)換鍵）、按下時將顯示在主顯示器中的數(shù)值從正向負或從負向正進行變更的減法存儲（轉(zhuǎn)換?。?、按下兩次時將顯示在存儲顯示器中的數(shù)值清除的存儲·清除健、按下時將顯示在存儲顯示器中的數(shù)值轉(zhuǎn)換至主顯示器而按兩次時則再次顯示出在進行轉(zhuǎn)換之前顯示在主顯示器中的數(shù)值的轉(zhuǎn)換鍵。本設計是基于AT89S52單片機的語音提示的四則運算器，去除兩畫面變更顯示。該設計總共有6個模塊：電源模塊、

3、AT89S52最小系統(tǒng)模塊、1602液晶顯示模塊、4*4鍵盤模塊、語音提示模塊和實時溫度檢測模塊。智能小車系統(tǒng)開發(fā)基于51單片機的手機藍牙遙控（帶重力感應）小車設計智能小車系統(tǒng)開發(fā)主要知識有電機的使用、舵機的使用、遙控小車設計、循跡小車設計、藍牙小車設計、兩輪平衡及機機械手。但是本次小車設計主要有電機的使用、遙控小車設計、藍牙小車設計三部分。其余的部分暫時沒有完成，后期繼續(xù)改進，爭取做到完美。圖 1 各種智能車開發(fā)平臺圖 2 智能車主要功能圖 3 智能小車與機器人控制器圖 4 各配套電路模塊基于Android手機藍牙遙控（帶重力感應）小車設計隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，Android 手機以其獨有的開放

4、性優(yōu)勢正在為我們提供更多優(yōu)質(zhì)便捷 的技術(shù)成果。而基于安卓手機藍牙控制的智能小車DIY也越來越多的受到了電子愛好者的 青睞。這里我們會帶領(lǐng)大家設計一款基于安卓手機和以四驅(qū)小車為基礎(chǔ)平臺的藍牙小車。1 主要功能(1) 通過手機上的上位機操作界面（前、后、左、右四個鍵）遠程控制小車的前進、后 退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。(2) 通過安卓手機的重力感應功能控制小車進行前進、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。2 實現(xiàn)原理本系統(tǒng)主要由手機控制端、藍牙接收模塊、小車部分三個部分組組成。操作手機端相應 按鍵時時，手機端會通過藍牙的形式向單片機發(fā)出相應的指令，單片機相據(jù)相應的指令就可 以控制小車實現(xiàn)前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等功能。其系統(tǒng)的功

5、能框圖如圖所示。2.1 系統(tǒng)框圖 圖中的控制端界面又稱為上位機軟件，如圖所示，此軟件可以通過 Android 開源eclipse 開發(fā)環(huán)境和 java 語言開發(fā)而成。目前網(wǎng)上絡有多種免費的小車藍牙控制軟件，對 Android 系統(tǒng)開發(fā)不熟的可在網(wǎng)上下載一個免費的控制端軟件。從上面的手機截圖可以看到， 在控制端界面上有四個用來控制小車運動的按鈕前進，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)。當我們用手按下相應的鍵時時，借助于手機的藍牙功能，手機會通過藍牙以ASCII碼的形式發(fā)送一個相應的字符，具體的字符因上位機操作界面程序的不同而不同。實驗室目前采用的軟件相應的碼是，前進發(fā)出的 ASCII “A”, 后退時為字符“D”

6、，左轉(zhuǎn)時，為字符“C”,右轉(zhuǎn)時，手為字符“B”；當使用重力感應模式時，也是根據(jù)手機的平衡狀態(tài)來發(fā)送這幾個 字符的。圖手機控制端界面HC-06 為藍牙接收模塊，通過與手機端的藍牙進行連接配對，從而接收從手機端發(fā)送過 來的動作指令。使用時，藍牙接收到手機傳過來的指令需轉(zhuǎn)換成串口的形式通過單片機的串 口傳給單片機。圖藍牙從機接收模塊 智能小車部分主要由單片機控制器、電機驅(qū)動和電機等組成，藍牙模塊接受到手機端的信號后，將指令傳給單片機，單片機通過分析傳遞過來的指令不同，執(zhí)行不同的程 序來控制電機驅(qū)動，從而實現(xiàn)小車的前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等不同的動作。3 硬件設計（） 藍牙模塊 小車的硬件主要包括

7、藍牙模塊部分和小車部分。藍牙模塊目前市面上出售的有主機模塊、從機模塊，也有主從一體的，因為此次設計的智能小車，手機端自身帶有藍牙功能，相當于主機發(fā)送模塊，所以只需使用從機接收模塊，然后把接收到的信號通過串口的形式傳給單片機就可以了。通常藍牙從機模塊購買回來后，在使用時需要進進藍牙配對和相應該波特率的設置，具 體的請參考相應的說明書即可。這里以下圖所示的模塊進行說明。藍牙模塊共有個端子， 由于只需要接收數(shù)據(jù)，只需將該模塊的 RXD 接上 51 單片機的 RXD 引腳就行（當然還有電 源），TXD 不用接，因為我們只用它接收手機藍牙信號，不發(fā)送數(shù)據(jù)。它出廠默認設置的波 特率 9600 ，不重新設置

8、它的波特率的話，在寫單片機串口程序時，也要將波特率設置為9600。（） 小車模塊小車部分采用實驗室設計的30B 四驅(qū)小車（30兩驅(qū)小車只需要更改相應 的程序即可），如圖所示，小車上自帶控制器和驅(qū)動模塊。單片機的端口 P1-P8 接兩個的個控制端，用于控制四個電機的正反轉(zhuǎn)，接藍牙模 塊的端，如下圖所示。4 軟件設計藍牙的程序主要包括手機控制端程序和小車下位機程序，對于手機控制端的界面和相 關(guān)的程序這里我不作解釋，Android 系統(tǒng)的開發(fā)是一個開源的項目，感興趣的朋友可以 查詢 Android 開發(fā)相關(guān)的資料，自己設計一個小車的操作系統(tǒng)和自己喜歡的界面。下面介紹小車的控制程序。在寫小車的控制程序

9、時，需要了解上機是發(fā)送的什么指令。在前面的內(nèi)容中我們已 經(jīng)講到過，在控制端界面上有四個用來控制小車運動的按鈕前進，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)。當我們用手按下前進時，手機會通過藍牙以 ASCII 碼的形式發(fā)送一個字符串“ONA”,釋放 時會發(fā)送一個字符串“ON”；按下 后退 時，手機會通過藍牙以 ASCII 碼的形式發(fā)送一個字符串“OND”,釋放時會發(fā)送 一個字符串“ON”；按下 左轉(zhuǎn) 時，手機會通過藍牙以 ASCII 碼的形式發(fā)送一個字符串“ONC”,釋放時會發(fā)送 一個字符串“”；按下 右轉(zhuǎn) 時，手機會通過藍牙以 ASCII 碼的形式發(fā)送一個字符串“ONB”,釋放時會發(fā)送 一個字符串“ONF”；當使用重

10、力感應模式時，也是根據(jù)手機的平衡狀態(tài)來發(fā)送這幾個字符的，前進為“ONA”、 后退為“ON”、左轉(zhuǎn)為“ON”、右轉(zhuǎn)為“ON”（注意重力感應時只有前進、后退、左 轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)四咱狀態(tài)，沒有釋放狀態(tài)）。有了這些，我們對單片機編程的思路就出來了我們可以使用使用 51 單片機的串口通信來接收發(fā)送過來的 ASCII 碼。打開串口中斷，我 們可以在串口中斷服務函數(shù)中接收到字符用if（）語句來判斷接收到的字符。例如 if(a='A') qingj(); 表示接收到的字符是 A，也就是按 前進 時發(fā)送過來的，這時就可以在break 前寫上小車前進的代碼；左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，后退停止也是一樣的。注意本來每種狀

11、態(tài)發(fā)送的是字符串，此時我們只需要使用其中的字符，按鍵控制時，前 進為字符“A”、 后退為字符“”、 左轉(zhuǎn)為字符“”、 右轉(zhuǎn)為字符“”、 停止為字符 “”，重力感應時，前進為字符“A”、 后退為字符“”、 左轉(zhuǎn)為字符“”、 右轉(zhuǎn)為 字符“”、 無停止狀態(tài)，可關(guān)閉重力感模式即可）. 至于小車前進后退左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)停止的代碼，要根據(jù)你自己的電機機驅(qū)動來寫。下面給出程序例子：/* 硬件連接 P2_0 接驅(qū)動模塊ENA使能端，輸入PWM信號調(diào)節(jié)速度 P2_1 接驅(qū)動模塊ENB使能端，輸入PWM信號調(diào)節(jié)速度 P1_0 P1_1 接IN1 IN2 當 P1_0=1,P1_1=0; 時左電機正轉(zhuǎn)驅(qū)動藍色輸出端OUT

12、1 OUT2接右電機 P1_0 P1_1 接IN1 IN2 當 P1_0=0,P1_1=1; 時左電機反轉(zhuǎn) P1_2 P1_3 接IN3 IN4 當 P1_2=1,P1_3=0; 時右電機正轉(zhuǎn)驅(qū)動藍色輸出端OUT3 OUT4接左電機 P1_2 P1_3 接IN3 IN4 當 P1_2=0,P1_3=1; 時右電機反轉(zhuǎn) P2_2 接驅(qū)動模塊ENA使能端，輸入PWM信號調(diào)節(jié)速度 P2_3 接驅(qū)動模塊ENB使能端，輸入PWM信號調(diào)節(jié)速度 P1_4 P1_5 接IN1 IN2 當 P1_4=1,P1_5=0; 時左電機正轉(zhuǎn)驅(qū)動藍色輸出端OUT1 OUT2接右電機 P1_4 P1_5 接IN1 IN2

13、當 P1_4=0,P1_5=1; 時左電機反轉(zhuǎn) P1_6 P1_7 接IN3 IN4 當 P1_6=1,P1_7=0; 時右電機正轉(zhuǎn)驅(qū)動藍色輸出端OUT3 OUT4接左電機 P1_6 P1_7 接IN3 IN4 當 P1_6=0,P1_7=1; 時右電機反轉(zhuǎn) 關(guān)于單片機電源：本店驅(qū)動模塊內(nèi)帶LDO穩(wěn)壓芯片，當電池輸入最低的電壓6V時候可以輸出穩(wěn)定的5V 分別在針腳標+5 與GND 。這個電源可以作為單片機系統(tǒng)的供電電源。*/#include<AT89x51.H>#define Left_moto_pwm P2_0 /接驅(qū)動模塊ENA使能端，輸入PWM信號調(diào)節(jié)速度#define Ri

14、ght_moto_pwm P2_1 /接驅(qū)動模塊ENB#define Left_moto_go P1_0=1,P1_1=0; /P1_0 P1_1 接IN1 IN2 當 P1_0=1,P1_1=0; 時左電機正轉(zhuǎn)#define Left_moto_back P1_0=0,P1_1=1; /P1_0 P1_1 接IN1 IN2 當 P1_0=0,P1_1=1; 時左電機反轉(zhuǎn) #define Right_moto_go P1_2=1,P1_3=0; /P1_2 P1_3 接IN3 IN4 當 P1_2=1,P1_3=0; 時右電機正轉(zhuǎn)#define Right_moto_back P1_2=0,P

15、1_3=1; /P1_2 P1_3 接IN3 IN4 當 P1_2=0,P1_3=1; 時右電機反轉(zhuǎn)unsigned char pwm_val_left =0;/變量定義unsigned char push_val_left =0;/ 左電機占空比N/10unsigned char pwm_val_right =0;unsigned char push_val_right=0;/ 右電機占空比N/10bit Right_moto_stop=1;bit Left_moto_stop =1;#define Left_moto1_pwm P2_2 /接驅(qū)動模塊ENA使能端，輸入PWM信號調(diào)節(jié)速度#d

16、efine Right_moto1_pwm P2_3 /接驅(qū)動模塊ENB#define Left_moto1_go P1_4=1,P1_5=0; /P1_4 P1_5 接IN1 IN2 當 P1_4=1,P1_5=0; 時左電機正轉(zhuǎn)#define Left_moto1_back P1_4=0,P1_5=1; /P1_4 P1_5 接IN1 IN2 當 P1_4=0,P1_5=1; 時左電機反轉(zhuǎn) #define Right_moto1_go P1_6=1,P1_7=0; /P1_6 P1_7 接IN3 IN4 當 P1_6=1,P1_7=0; 時右電機正轉(zhuǎn)#define Right_moto1_

17、back P1_6=0,P1_7=1; /P1_6 P1_7 接IN3 IN4 當 P1_6=0,P1_7=1; 時右電機反轉(zhuǎn)unsigned char pwm_val1_left =0;/變量定義unsigned char push_val1_left =0;/ 左電機占空比N/10unsigned char pwm_val1_right =0;unsigned char push_val1_right=0;/ 右電機占空比N/10bit Right_moto1_stop=1;bit Left_moto1_stop =1;unsigned int time=0;unsigned char a

18、;/*/void qingj(void)/前進函數(shù)push_val_left =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val_right =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車Left_moto_go ; /左電機前進Right_moto_go ; /右電機前進push_val1_left =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val1_right =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)

19、1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車Left_moto1_go ; /左電機前進Right_moto1_go ; /右電機前進void hout (void)/后退函數(shù)push_val_left =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val_right =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車Left_moto_back ; /左電機前進 Right_moto_back ; /右電機前進push_val1_l

20、eft =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val1_right =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車Left_moto1_back ; /左電機前進Right_moto1_back ; /右電機前進void zuoz(void)/左轉(zhuǎn)函數(shù)push_val_left =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val_right =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，1

21、0是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車Left_moto_back ; /左電機前進Right_moto_go ; /右電機前進push_val1_left =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val1_right =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車Left_moto1_back ; /左電機前進Right_moto1_go ; /右電機前進void youz(void)/左轉(zhuǎn)函數(shù)push_val_left =5; /PWM

22、調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val_right =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車Left_moto_go ; /左電機前進Right_moto_back ; /右電機前進push_val1_left =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val1_right =5; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車Left_m

23、oto1_go ; /左電機前進 Right_moto1_back ; /右電機前進 void tingz(void)/左轉(zhuǎn)函數(shù)push_val_left =0; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val_right =0; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val1_left =0; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車push_val1_right =0; /PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10

24、 1為最慢，10是最快改這個值可以改變其速度 /0無PWM輸出即是停車/*/* PWM調(diào)制電機轉(zhuǎn)速 */*/* 左電機調(diào)速 */*調(diào)節(jié)push_val_left的值改變電機轉(zhuǎn)速,占空比 */void pwm_out_left_moto(void) if(Left_moto_stop) if(pwm_val_left<=push_val_left) Left_moto_pwm=1; else Left_moto_pwm=0; if(pwm_val_left>=10) pwm_val_left=0; else Left_moto_pwm=0;/*/* 右電機調(diào)速 */ void pwm

25、_out_right_moto(void) if(Right_moto_stop) if(pwm_val_right<=push_val_right) Right_moto_pwm=1; else Right_moto_pwm=0; if(pwm_val_right>=10) pwm_val_right=0; else Right_moto_pwm=0;/* 左電機調(diào)速 */*調(diào)節(jié)push_val_left的值改變電機轉(zhuǎn)速,占空比 */void pwm_out_left_moto1(void) if(Left_moto1_stop) if(pwm_val1_left<=pus

26、h_val1_left) Left_moto1_pwm=1; else Left_moto1_pwm=0; if(pwm_val1_left>=10) pwm_val1_left=0; else Left_moto_pwm=0;/*/* 右電機調(diào)速 */ void pwm_out_right_moto1(void) if(Right_moto1_stop) if(pwm_val1_right<=push_val1_right) Right_moto1_pwm=1; else Right_moto1_pwm=0; if(pwm_val1_right>=10) pwm_val1_

27、right=0; else Right_moto1_pwm=0;/*/*TIMER0中斷服務子函數(shù)產(chǎn)生PWM信號*/void timer0()interrupt 1 using 2 TH0=0XF8; /1Ms定時 TL0=0X30; time+; pwm_val_left+; pwm_val_right+; pwm_out_left_moto(); pwm_out_right_moto(); pwm_val1_left+; pwm_val1_right+; pwm_out_left_moto1(); pwm_out_right_moto1(); void lanya_int(void) /T

28、MOD=0x20;/定時器1工作方式2，8位自動重裝 TH1=0xFd; /11.0592M晶振，9600波特率 TL1=0xFd; SCON=0x50;/串口方式1 SM0 SM1 01允許接收 PCON=0x00;/SMOD=0 16分頻 TR1=1;/打開定時器1 ES=1;/打開串口中斷 EA=1;/開總中斷 void PWM_int(void) /TMOD=0X01;TH0= 0XF8; /1ms定時 TL0= 0X30;TR0= 1;ET0= 1;EA = 1; /*/void main(void) TMOD=0x21;/定時器1工作方式2，8位自動重裝 lanya_int();PWM_int();while(1)/*無限循環(huán)*/ if(a='A') qingj();/前進 else if(a='B') hou