基于Arduino藍(lán)牙控制小車設(shè)計與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

目錄

1產(chǎn)品功能分析.........................................................................................................1

2設(shè)計方案遴選.........................................................................................................1

2.1開發(fā)板的選擇..........................................................................................1

2.2通訊方式的選擇......................................................................................2

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計..........................................................................................2

3產(chǎn)品硬件設(shè)計.........................................................................................................3

3.1產(chǎn)品組成..................................................................................................3

3.2系統(tǒng)接線圖..............................................................................................3

3.3ArduinoUNO開發(fā)板...................................................................................3

3.4OLED12864顯示模塊...................................................................................4

3.5L298N電機(jī)驅(qū)動模塊...................................................................................4

3.6HC-06藍(lán)牙模塊...........................................................................................5

4產(chǎn)品軟件設(shè)計.........................................................................................................6

4.1主程序流程圖..........................................................................................6

4.2產(chǎn)品程序清單..........................................................................................7

5產(chǎn)品使用說明.........................................................................................................8

5.1產(chǎn)品裝配圖..............................................................................................8

5.2產(chǎn)品調(diào)試..................................................................................................8

5.3產(chǎn)品使用說明........................................................................................12

6、產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)...............................................................................................12

7參考資料.................................................................................................................13

附錄.............................................................................................................................14

附錄1元器件清單.........................................................................................14

附錄2電路原理圖.........................................................................................15

附錄3PCB設(shè)計圖..........................................................................................16

附錄4產(chǎn)品實物圖.......................................................................................17

附錄5主程序代碼.......................................................................................18

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基于Arduino藍(lán)牙控制小車設(shè)計與制作

1產(chǎn)品功能分析

本產(chǎn)品是以ArduinoUNO開發(fā)板制作的簡易小車模型，并實現(xiàn)用藍(lán)牙控制

小車行駛方向的功能。以ArduinoUNO開發(fā)板為主體，外接L298N電機(jī)驅(qū)動模塊

來控制減速電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，并對外接有OLED顯示模塊顯示車輛行駛的狀態(tài)，

通過藍(lán)牙發(fā)送的數(shù)據(jù)控制小車行駛方向。本產(chǎn)品可以實現(xiàn)基本的無線遙控小車

功能

2設(shè)計方案遴選

2.1開發(fā)板的選擇

方案一：選擇STC89C51單片機(jī)作為小車控制芯片。

方案二：選擇ArduinoUNO作為小車控制芯片。

這兩款芯片是我掌握較為熟練，能作為小車控制芯片的較優(yōu)選擇。STC89C51

單片機(jī)單價便宜，可使用Keil進(jìn)行程序編寫，元器件多為散裝，需要使用電路

板進(jìn)行焊接；ArduinoUNO開發(fā)板價格較貴，可以使用Arduino或者M(jìn)ind+編寫

程序，元器件多為模塊化，可使用杜邦線進(jìn)行連接。

這里我選擇的是ArduinoUNO作為小車控制芯片。

原因如下：

ArduinoUNO雖然價格較高，但在程序編寫和元器件組裝上比STC89C51單

片機(jī)更容易。STC89C51單片機(jī)程序是對芯片底層代碼書寫，而ArduinoUNO多

為對庫函數(shù)的調(diào)用；STC89C51單片機(jī)需要焊接許多精密的小型元器件，以確保

功能的完整性，而ArduinoUNO因多為模塊，只需要粗略的連接就能實現(xiàn)其功能。

在編寫程序和組裝上ArduinoUNO開發(fā)板有著較為明顯的優(yōu)勢，可以節(jié)省不少時

間。

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2.2通訊方式的選擇

這里我直接選擇藍(lán)牙通訊，Wifi不做考慮。

原因：Wifi通訊功能較多，實現(xiàn)其完整功能成本過高，且不在我能力范圍

內(nèi)，如果只是簡單的近距離數(shù)據(jù)傳輸，藍(lán)牙通訊足夠滿足其需求。本產(chǎn)品只是

近距離控制小車行駛，無需遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)。

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計

圖2.1系統(tǒng)框圖

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3產(chǎn)品硬件設(shè)計

3.1產(chǎn)品組成

ArduinoUNO開發(fā)板

OLED12864顯示模塊

L298N電機(jī)驅(qū)動模塊

3~6V減速電機(jī)

9V直流電源

HC-06藍(lán)牙模塊

3.2系統(tǒng)接線圖

圖3.1系統(tǒng)硬件接線圖

3.3ArduinoUNO開發(fā)板

作為小車的控制芯片，對外接有OLED12864顯示模塊，L298N電機(jī)驅(qū)動模塊。

使用Arduino或Mind+其進(jìn)行程序的編寫和燒錄。

ArduinoUNO有14個I/O口，每路輸入輸出直流電流20mA，最大不超過40mA，

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其中有PWM引腳和模擬輸入引腳各6個，擁有一的3.3V和一個5VDC輸出，時

鐘頻率16MH。

圖3.2ArduinoUNO開發(fā)板實物圖

3.4OLED12864顯示模塊

用于顯示小車當(dāng)前行駛狀態(tài)，初始化時(停止)顯示作品名稱和作者。

OLED12864顯示模塊的驅(qū)動為1306，編寫代碼時需要用到DFRobot_SSD1306

庫函數(shù)，如果需要顯示中還需要使用DFRobot_SSD1306_I2C庫函數(shù)。

圖3.3OLED12864實物圖

3.5L298N電機(jī)驅(qū)動模塊

因為ArduinoUNOI/O口輸出電流過小，不能直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，所以外

接L298N電機(jī)驅(qū)動為電機(jī)單獨供電，并通過控制L298N電機(jī)驅(qū)動模塊控制電機(jī)

旋轉(zhuǎn)方向。

4

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圖3.4L298電機(jī)驅(qū)動模塊實物圖

3.6HC-06藍(lán)牙模塊

通過AT指令配置藍(lán)牙的基本信息，實現(xiàn)藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)。

圖3.5HC-06藍(lán)牙模塊實物圖

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4產(chǎn)品軟件設(shè)計

4.1主程序流程圖

圖4.1小車運(yùn)動控制流程圖

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圖4.2小車藍(lán)牙運(yùn)動控制流程圖

4.2產(chǎn)品程序清單

圖4.3軟件程序清單

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5產(chǎn)品使用說明

5.1產(chǎn)品裝配圖

圖5.1產(chǎn)品裝配圖

5.2產(chǎn)品調(diào)試

1.打開電源開關(guān)，觀察設(shè)備是否正常啟動。

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圖5.2產(chǎn)品調(diào)試待機(jī)狀態(tài)

2.打開手機(jī)上的藍(lán)牙串口，連接藍(lán)牙。

圖5.3藍(lán)牙APP連接圖

9

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3.發(fā)送指令觀察。

前進(jìn)：“g”

圖5.4前進(jìn)指令調(diào)試

后退：“b”

圖5.5后退指令調(diào)試

停止：“s”

10

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圖5.5停止指令調(diào)試

左轉(zhuǎn)：“l(fā)”

圖5.6左轉(zhuǎn)指令調(diào)試

右轉(zhuǎn)：“r”

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圖5.7右轉(zhuǎn)指令調(diào)試

5.3產(chǎn)品使用說明

本產(chǎn)品使用6節(jié)5號電池，使用時需要打開電池盒后的電源開關(guān)，觀察開

發(fā)板和驅(qū)動的指示燈是否亮起，若亮起則該產(chǎn)品以正常啟動。

打開手機(jī)的藍(lán)牙串口，連接，若需要密碼則為：1234。然后發(fā)送方“g”，

“b”，“s”，“l(fā)”，“r”。(分別代表這：前進(jìn)，后退，停止，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn))。

6、產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語；

[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過程標(biāo)準(zhǔn)；

[6]GB/T8567-2006計算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范。

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7參考資料

[1]ArduinoUNO開發(fā)板使用說明；

[2]OLED12864顯示模塊使用說明；

[3]L298N電機(jī)驅(qū)動模塊使用說明；

[4]HC-06藍(lán)牙模塊使用說明；

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附錄

附錄1元器件清單

14

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附錄2電路原理圖

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附錄3PCB設(shè)計圖

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附錄4產(chǎn)品實物圖

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附錄5主程序代碼

該產(chǎn)品程序代碼使用Arduino編寫。

程序代碼如下：

#include<DFRobot_SSD1306.h>//OLED12864顯示

#include<DFRobot_SSD1306_I2C.h>//顯示中文

DFRobot_SSD1306_I2Coled12864;

constchCodechBuf[]={//顯示中文：藍(lán)牙小車劉智博前進(jìn)后退左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)

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8,0x24,0x48,0xff,0xfe,0x00,0x00}},

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0x10,0x40,0x20,0x40,0x3f,0xfe,0x01,0x40,0x02,0x40,0x04,0x40,0x08,0x40,0x10,0x

40,0x60,0x40,0x01,0x40,0x00,0x80}},

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18

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4,0x28,0x00,0x47,0xfe,0x00,0x00}},

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0,0x20,0x40,0x21,0x40,0x20,0x80}},

{0x6b62,0xe6ada2,0xD6B9,{0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x11,0x00,

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x00,0x11,0x00,0xff,0xfe,0x00,0x00}}

};

voidcar_stop(){//小車停止

digitalWrite(3,LOW);

digitalWrite(5,LOW);

digitalWrite(6,LOW);

digitalWrite(9,LOW);

oled12864.fillScreen(0);

oled12864.setCursor(0,1);

oled12864.print("藍(lán)牙小車");

oled12864.setCursor(0,2);

oled12864.print("14劉智博");

}

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voidcar_go(){//小車前進(jìn)

digitalWrite(3,HIGH);

digitalWrite(5,LOW);

digitalWrite(6,LOW);

digitalWrite(9,HIGH);

oled12864.