智能小车蓝牙控制技术设计方案

智能小车蓝牙控制技术设计方案

手机遥控智能小车设计技术设计方案

文档修订记录

一、项目名称

《基于32F407的手机遥控智能小车的设计》

二、设计要求及性能指标

设计一个基于32F407的手机遥控智能小车，选用32F407作为主控芯片进行设计和实现。具体任务包括项目的可行性分析，硬件电路的设计，系统软件设计，仿真调试，实际测试等。

具体要求如下：

（1）根据提供的原理图和相关资料，了解、掌握小车运行的工作原理，熟悉所用到的硬件模块工作原理

（2）学习掌握32F407库函数编程环境，掌握相关的库函数

（3）编写32F407程序，应用电机驱动模块、蓝牙模块和语音模块，实现小车根据接收到的指令（手机发出）完成相应的动作，并通过语音模块告知指令内容

三、项目总体方案设计

1、系统总体方案

根据课程设计的要求，系统设计方案如下：以32F407作为微控制器，以电机驱动电路和两个直流减速电机构成电机驱动模块；语音模块作为语音控制电路、以在特定的操作下产生相应的语音；以蓝牙模块和手机蓝牙相连接，以接收手机相应的指令；以7805稳压管构成电源电路。手机遥控智能小车系统结构框图如图1所示。

图1 手机遥控智能小车系统结构框图

手机遥控小车就是通过手机蓝牙和智能小车无线连接，通过蓝牙发送指令，小车接送到指令后，就会按照预先设定的程序，执行相应的操作，并由语音模块发出一系列相应的语音。为了实现这一目的，就需要有信息处理功能的微处理器来接收手机蓝牙发送的相应指令，然后将处理的指令发送到执行机构来执行，这就需要电机驱动模块，来实现小车的行走功能，而一个完整的系统，还需要有电源模块来提供能量。

系统的基本原理：预先在单片机内编程，使得相应的指令对应控制小车相应的轮子。然后手机通过蓝牙将相应的指令发送到单片机，以控制小车的运行。

2、关键技术、设计难点及其解决方案

关键技术：

1、能做到小车和手机无线连接，控制方便。

2、需要一个中央大脑，既能接收到手机的指令，又能奖指令传送给小车。

3、小车的接收到相应的指令后，可以做出相应的运用或者操作。

难点：

1、如何选择相应的中央大脑，选好之后怎么设置指令能做到简单和准确。

2、如何选择相应的驱动电路。如何操作。

解决方案

1、选择单片机芯片作为中央控制大脑，

2、通过学习相关芯片的技术手册对芯片进行初始化调试。

3、根据小车具体的相应过程进行能进一步的优化。

四、项目详细方案设计

1、核心器件选型（分析核心器件有哪些？选型的依据和原则是什么？有哪些可以选择的器件？为什么要选择最终的那个器件？)

（1） 32F407主控芯片

（2） 100蓝牙芯片

（3） 8400语音芯片

(4)L298N驱动芯片

2、硬件电路设计（给出系统的硬件电路设计，并分析其工作原理。)

(1)手机遥控智能小车硬件设计

手机遥控智能小车的硬件电路主要由稳压电路模块、电机驱动模块、蓝牙模块、控制模块等组成，语音播报模块组成，小车硬件电路如图2所示。

图2 手机遥控智能小车硬件电路

(2)单片机模块和电源电路设计

单片机模块只需要复位电路和晶振电路就能满足控制要求，其中复位操作完成单片机片内电路的初始化，使单片机从一确定的状态开始运行，当单片机的复位引脚出现5以上高电平时单片机就完成了复位操作；时钟电路就是在引脚1

和2外接晶体振荡器构成内部振荡方式，内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。

电源电路由L7805和电容组成，最大输入电压可达35V，最大输出电流为1.5A，输出电压为5V，这里输入用7.2V充电电池组。由于其输出电压为5V，因此作为单片机的稳压电路芯片非常合适，而且价格便宜，其输出可直接给单片机供电。单片机模块和电源模块如图3所示。

图3 单片机模块和电源电路

(3)电动机驱动模块

电机驱动选用电机专用驱动芯片L298N，L298N 是专用驱动集成电路，属于H 桥集成电路，其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，

最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。为了避免电机对单片机的干扰，本模块加入光耦，进行光电隔离，从而使系统能稳定可靠的工作。

电机调速通常用的是调速，即脉宽调制方式驱动，通过改变占空比来改变电动机转速。具体控制方式如下：14接单片机，控制电动机转向，若单片机一口输出信号到使能端A，当A为高电平时电动机则转动，若为低电平则不转动，通过调节波的占空比可以改变A的高低电平时间从而可以改变电动机的转速。电机驱动电路如图4所示。

图4电机驱动电路

3、系统软件设计（给出系统的软件设计，画出程序流程图，并给出关键部分的程序说明。）

（1）系统程序流程图（画出项目的系统程序流程图并做详细的说明）手机遥控智能小车通过蓝牙接收手机的指令，要求单片机对4个电机驱动进行控制，从而控制小车轮子的运动，进而控制小车整体的运动。具体程序流程图如图6所示。

（2）主要子程序流程图（画出主要子程序的程序流程图并做详细的说明）

五、项目实施计划及说明（用甘特图的方式将项目进行规划，并做详细说明。）

六、参考文摘（相关文摘不少于3篇，记录每篇文献的作者姓名.文献名称.文献发行城市：文献出版社，出版年）

[1]吴友宇. 模拟电子技术基础. 北京：清华大学出版社，2009

[2]周新民. 工程实践与训练教程. 武汉：武汉理工大学出版社，2009

[3]刘原. 电路分析基础. 北京：电子工业出版社，2011