基于stmf的藍(lán)牙控制小車

1、項(xiàng)目報(bào)告題目：基于stm32f4的藍(lán)牙控制小車學(xué)校：中南民族大學(xué)指導(dǎo)教師：視頻觀看地址：題目：基于stm32f4的藍(lán)牙控制小車關(guān)鍵詞：STM32F4L298NFBT06LPDB藍(lán)牙串口通信android摘要“基于stm32f4的藍(lán)牙控制小車”是一個(gè)基于意法半導(dǎo)體與ARM公司生產(chǎn)的STM32F4DISCOVERY發(fā)板的集電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源管理模塊、stm32f4主控模塊、藍(lán)牙串口通信模塊、android控制端模塊。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊使用了兩個(gè)L298N芯片來驅(qū)動(dòng)4路電機(jī)，使能端連接4路來自主控板的PW雌信號(hào)，8個(gè)輸入端接主控板的8個(gè)輸出端口；電源管理模塊使用了芯片進(jìn)行12V到5V的轉(zhuǎn)換，12V用于電機(jī)

2、模塊的供電，5V用于藍(lán)牙模塊、傳感器等的供電；主控模塊采用了MDK編輯程序，然后下載到主控板，實(shí)現(xiàn)硬件與軟件的交互；藍(lán)牙串口通信模塊則是采用了FBT06_LPDB十插藍(lán)牙模塊，與主控板進(jìn)行串口通信，同時(shí)與android手機(jī)進(jìn)行通信；android控制端模塊是一個(gè)集開啟藍(lán)牙、搜索藍(lán)牙、控制小車等功能。用戶可以通過android控制端進(jìn)行控制小車的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一些用戶需要的功能和服務(wù)。1.引言藍(lán)牙的創(chuàng)始人是瑞典愛立信公司，藍(lán)牙技術(shù)是一種無限數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。手機(jī)之間通過藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享成為常理，將手機(jī)變?yōu)檫b控器

3、為人們的生活帶來無限方便。遙控小車在工業(yè)、國防、科研等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，例如說：消防遙控小車、探測小車等。本文詳細(xì)闡述了使用藍(lán)牙通信的手機(jī)遙控小車前行、倒退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停止等功能的軟硬件設(shè)計(jì)過程。2.系統(tǒng)方案該系統(tǒng)分為電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源管理模塊、主控板、控制端等5個(gè)模塊，如圖所示：電源管理<>【、超聲波測距模匚5（sS'stm32f4匚二、藍(lán)牙通信模塊）1一>主控板=GP雪航模塊匚力1J1、其它待擴(kuò)展模塊<>藍(lán)牙通信模塊、android音頻輸出>電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊指小燈J圖系統(tǒng)模塊圖3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊L298N的封裝H橋電路雖然有著諸多的優(yōu)點(diǎn)

4、，但是在實(shí)際制作過程中，由于元件較多，電路的搭建也較為麻煩，增加了硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。由于H橋電路有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際制作過程中電路又比較麻煩，因此在本設(shè)計(jì)中我們采用H橋集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298。L298N的工作原理和以上介紹的H橋相同，引腳圖如圖所示：圖L298N封裝圖L298N的原理圖設(shè)計(jì)L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V;輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A,持續(xù)工彳電流為2A;額定功率25W內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏

5、輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。L298的參考電路圖如圖所示。圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)物1、控制板內(nèi)部帶5V邏輯電平轉(zhuǎn)換芯片，不需要額外的5V供電。2、如果ENEN2EN3EN4不接PW蜩速信號(hào)，次腳需要和對(duì)應(yīng)的管教短接。3、GN百口12V接電機(jī)電源，其中12V可以接7V-24V電平，板子上的電源開關(guān)只是控制邏輯5V電平的開關(guān)，L298的12V

6、電源不受此開關(guān)控制.4、輸出端和輸入端一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)輸入端為5V時(shí)，輸出端也為高電平，輸入端為低電平時(shí)輸出亦為低電平。圖L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)物圖電源管理模塊智能車電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)電源是整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定工作的前提，因此必須有一個(gè)合理的電源設(shè)計(jì)，對(duì)于小車來說電源設(shè)計(jì)應(yīng)注意兩點(diǎn)：1. 與一般的穩(wěn)壓電源不同，小車的電池電壓一般在6-8V左右，還要考慮在電池?fù)p耗的情況下電壓的降低，因此常用的78系列穩(wěn)壓芯片不再能夠滿足要求，因此必須采用低壓差的穩(wěn)壓芯片，在本文中以較為常見的為例。2. 單片機(jī)必須與大電流器件分開供電，避免大電流器件對(duì)單片機(jī)造成干擾，影響單片機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)在各種新型的電源芯片層出不窮，各位讀者

7、可以根據(jù)自己的需求自行選擇電源芯片，對(duì)于本設(shè)計(jì)應(yīng)該主要注意穩(wěn)壓壓差和最大輸出電流兩個(gè)指標(biāo)能否滿足設(shè)計(jì)要求。低壓差穩(wěn)壓芯片LM2940簡介LM2940系列是輸出電壓固定的低壓差三端端穩(wěn)壓器；輸出電壓有5V、8V、10V多種；最大輸出電流1A;輸出電流1A時(shí)，最小輸入輸出電壓差小于；最大輸入電壓26V;工作溫度-40+125C;內(nèi)含靜態(tài)電流降低電路、電流限制、過熱保護(hù)、電池反接和反插入保護(hù)電路。同時(shí)LM2940價(jià)格適中而且較容易購買，非常適合在本設(shè)計(jì)中使用。封裝和實(shí)物如圖所示。圖LM2940封裝和實(shí)物圖如圖所示，采用兩路供電，這樣可以使用其中一路單獨(dú)為STM32F4discovery電路板供電，指

8、示燈等供電。另外一路提供L298N舵機(jī)、藍(lán)牙白工作電壓，L298N的驅(qū)動(dòng)電壓由電池不經(jīng)任何處理直接給出。舵機(jī)可以用6V供電，也可以直接用5V供電。圖電源模塊原理圖如圖中的PCf®:圖電源模塊PCI®圖是運(yùn)用腐蝕液自制的電源管理模塊，具有12v5v的供電模塊，可同時(shí)給電機(jī)模塊和主控板（STM32DISCOVER微電：圖電源管理模塊實(shí)物圖4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4 1主控板程序設(shè)計(jì)main程序設(shè)計(jì)主函數(shù)主要分為延遲時(shí)間初始化、串口接收模塊程序、電機(jī)初始化三部分。主函數(shù)的流程圖如圖所示：圖主函數(shù)流程圖主函數(shù)程序代碼如下：intmain(void)delay_init(168);oStr

9、ing();how(););控制按鈕的代碼以左轉(zhuǎn)按鈕為例：sendButton=(Button)findViewByIdOnClickListener()OverridepublicvoidonClick(Viewarg0)StringmsgText="1"how(););5. 系統(tǒng)創(chuàng)新自從有了智能手機(jī)，機(jī)器人的應(yīng)用也就多了一個(gè)新的方向：手機(jī)控制機(jī)器人。2005年日本第二大電信運(yùn)營商KDDI和機(jī)械制造商IBeeKK聯(lián)合推出了第一款手機(jī)控制機(jī)器人。當(dāng)然了，想要操縱這種機(jī)器人，你首先需要使用KDDI網(wǎng)絡(luò)，并且用戶的手機(jī)上，本身還需要帶有藍(lán)牙功能，然后再通過KDDI提供BREWf

10、式下載機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)程式和控制系統(tǒng)。不過這種機(jī)器人的價(jià)格卻相對(duì)高昂，預(yù)售市價(jià)約合人民幣15000元。隨著Android系統(tǒng)技術(shù)的普及，可以做個(gè)基于Android的客戶端，在小車上裝個(gè)接收藍(lán)牙信號(hào)的FBT藍(lán)牙接收模塊，然后就可以通過客戶端發(fā)送藍(lán)牙信號(hào)，來對(duì)藍(lán)牙小車進(jìn)行控制控制，其接收可達(dá)15米，完全能適應(yīng)對(duì)小車的要求。其中這個(gè)FBT藍(lán)牙接收模塊是低耗能，這樣就把更多的能量用在小車的驅(qū)動(dòng)上。小車需要很大的馬力和很好的靈活性以應(yīng)對(duì)不同的地形。這輛車的車輪使用四驅(qū)的直流電機(jī)來驅(qū)動(dòng)的，用PW般來控制小車的速度，可以很方便的更改其速度，有主控板通過推挽輸出來控制電機(jī)的翻轉(zhuǎn)以讓車子進(jìn)行后退的速度。這樣就可以勝任對(duì)小車的要求。6. 評(píng)測與結(jié)論首先，給電源模塊上12v的電源，然后打開電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊開關(guān)，同時(shí)將主控板的供電端連接到電源管理模塊。然后，在android手機(jī)上安裝“藍(lán)牙通信”應(yīng)用程序后，打開該APP然后選擇“允許打開藍(lán)牙”。點(diǎn)擊設(shè)備列表中的“開始搜索按鈕”，