智能小车控制系统设计

 2022-11-28 10:11

论文总字数:19386字

摘 要

在时代的驱使下,控制性工具逐渐占据了主要市场。而本次制作的智能小车,则是采用了市场所流行的STC89C52单片机作为控制核心,通过其输出的信号,来控制小车上电机的旋转方式,以此控制小车的运行轨迹。同时通过在手机端编写app,并在手机端的组件中赋予其指示信号,给小车的蓝牙接收端发送启动指令,蓝牙模块与控制芯片则采用串口通信的方式,将TXD与RXD相连,使得其内部接收到的讯息完整的传输给主芯片,以便控制小车行动。在小车的驱动上,采用了双轮驱动技术,同时搭配L298N电机,在保证基本稳定性的前提下,节约了设计成本。速度方面,采用了PWM脉宽调制技术。

关键词:手机端app;STC89C52单片机;脉冲宽度调制;蓝牙

Abstract

Driven by The Times, controlling tools gradually occupy the main market. And this production of intelligent car, is the use of the market popular STC89C52 microcontroller as the control core, through its output signal, to control the motor rotation on the car, so as to control the running track of the car. By writing the app on the mobile end at the same time, and give the instructions in the mobile end component signals, to send the car Bluetooth receiver start instruction, Bluetooth module and control chip, the use of the serial communication mode, the TXD and RXD are linked together, make its internal to receive the complete transmission of the message to the main chip, in order to control the car. In the car drive, the use of dual-wheel drive technology, at the same time with L298N motor, in the premise of ensuring the basic stability, save the design cost. In terms of speed, PWM pulse width modulation technology is adopted.

Key words: Mobile APP; STC89C52 MCU; Pulse width modulation; Bluetooth

目录

摘要 I

Abstract II

引言 1

第一章 小车总体设计方案 2

1.1蓝牙小车总体方案 2

1.1.1设计简介 2

1.1.2车体结构 2

1.2蓝牙小车的蓝牙原理 2

1.3硬件部分的选择方式 3

1.3.1核心单片机的选择 3

1.3.2通讯模块的选择 3

1.3.3 电机的选择 3

1.3.4电机驱动模块的选择 3

1.3.5小车外部材料以及整体构型的选择 3

1.3.6小车总体设计方案 4

第二章 硬件设计 5

2.1各个元器件设计 5

2.1.1STC89C52核心芯片介绍 5

2.1.2蓝牙模块设计 6

2.1.3 驱动电路L298N的设计 7

第三章 软件设计 11

3.1软件平台选择 11

3.2上位机软件 11

3.3编译软件 12

第四章 系统的安装与调试 14

4.1硬件系统的安装 14

4.1.1车体的安装 14

4.1.2硬件实物图 14

4.2 硬件系统的调试 14

4.3联机操作的调试 15

4.3.1调试过程及分析 15

4.4本次设计总结 15

致谢 16

参考文献 17

附录 18

引言

当今社会,科学技术正在飞速的发展,人们的生活也被丰富多彩的信息所填充。人们在现阶段的研究与实验中,逐渐开始向自动化以及智能化的方向发展。智能小车作为生产劳动的主要工具,在科研乃至工业方面都有着重要的作用,并且其设计流程简便,操作方式便捷的特点使其可以适应许多特殊的工作场所。

智能小车作为智能机器人中的一种,采用了轮式结构,同时以汽车作为设计的原型,并在其基础上添加了智能控制模块,高效的将机械、自控、电气、计算机以及其他科学技术全面具体的结合在一起。同时在现有的技术条件下,可以充分实现识别路径、监测速度、控制方向、接受讯号等功能。对于许多特殊的工作场所,类似于会伤害人体、危害生命的有毒有害场所,对身体机能要求过于严苛的高空、沼地等场所,这些都可以依靠智能小车的开发及设计来有效的拓展人类工作和探索范围。

对于小车的驱动而言,直流电机可以更好的实现驱动和转速精度的稳定,因此采用其作为蓝牙小车的执行机构。与此同时,调速系统的发展以及完善,采用PWM的调速方式,使蓝牙小车如虎添翼。

为了满足小车的运行,蓝牙小车搭载了STC89C52芯片,其低功耗、高性能的特点使得流畅运行的同时保证了极高的性价比,同时在其技术上拓展了蓝牙模块,使得控制小车更加方便。

本次设计分为4章。第一章介绍小车的主要组成,包括设计思路以及系统方案;第二章介绍了小车的工作原理,以及元器件的选择和使用;第三章介绍了软件方面的模块设计;第四章介绍了最终的调试及安装。

第一章 小车总体设计方案

1.1蓝牙小车总体方案

蓝牙小车是通过控制模块和驱动模块构成的。利用移动端给小车发送的驱动指令,经过数据处理,经由控制模块实时监视,再将得到的数据以电信号的形式传输给驱动模块,从而使得小车朝预设方位行动。

1.1.1设计简介

小车中单片机STC89C52是整个控制系统中最为核心的单元,通过与电路板焊接,完美与小车契合。将单片机作为控制端与小车的桥梁。一方面,通过内部程序来控制电机的旋转方向以及速度;另一方面,通过串口模块,将蓝牙与单片机的TXD、RXD相互连接起来,从而实现控制端与小车间的信息交互。利用移动端对单片机发送运行方式指令,芯片接收到指令后通过I/O接口的电平变化,对信号进行处理,并将结果输出给驱动电机L298N,进而转化为对电机的指令,以驱动小车按照指示实现前进、后退、转向的功能。

1.1.2车体结构

此蓝牙小车的结构模型借用了二驱小车的驱动方式和结构,采用了两个连接电机的控制轮和一个万向轮组成的三轮车体系。前两个轮子用来控制小车运行的方向以及速度,尾部的万向轮用来保证汽车运行时的基本稳定。蓝牙小车车体结构图如图1.1所示,一个简要的小车主体结构框架。

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