基于Arduino藍牙控制小車設計與制作

湖南商務職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

目錄

1產品功能分析.........................................................................................................1

2設計方案遴選.........................................................................................................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)框圖設計..........................................................................................2

3產品硬件設計.........................................................................................................3

3.1產品組成..................................................................................................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電機驅動模塊...................................................................................4

3.6HC-06藍牙模塊...........................................................................................5

4產品軟件設計.........................................................................................................6

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

4.2產品程序清單..........................................................................................7

5產品使用說明.........................................................................................................8

5.1產品裝配圖..............................................................................................8

5.2產品調試..................................................................................................8

5.3產品使用說明........................................................................................12

6、產品設計技術標準...............................................................................................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設計圖..........................................................................................16

附錄4產品實物圖.......................................................................................17

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

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基于Arduino藍牙控制小車設計與制作

1產品功能分析

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

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

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

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

功能

2設計方案遴選

2.1開發(fā)板的選擇

方案一：選擇STC89C51單片機作為小車控制芯片。

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

單片機單價便宜，可使用Keil進行程序編寫，元器件多為散裝，需要使用電路

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

程序，元器件多為模塊化，可使用杜邦線進行連接。

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

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

為對庫函數(shù)的調用；STC89C51單片機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。

1

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2.2通訊方式的選擇

這里我直接選擇藍牙通訊，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，如果只是簡單的近距離數(shù)據(jù)傳輸，藍牙通訊足夠滿足其需求。本產品只是

近距離控制小車行駛，無需遠距離傳輸數(shù)據(jù)。

2.3系統(tǒng)框圖設計

圖2.1系統(tǒng)框圖

2

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3產品硬件設計

3.1產品組成

ArduinoUNO開發(fā)板

OLED12864顯示模塊

L298N電機驅動模塊

3~6V減速電機

9V直流電源

HC-06藍牙模塊

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電機驅動模塊。

使用Arduino或Mind+其進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，

3

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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電機驅動模塊

因為ArduinoUNOI/O口輸出電流過小，不能直接控制電機轉動，所以外

接L298N電機驅動為電機單獨供電，并通過控制L298N電機驅動模塊控制電機

旋轉方向。

4

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圖3.4L298電機驅動模塊實物圖

3.6HC-06藍牙模塊

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

圖3.5HC-06藍牙模塊實物圖

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4產品軟件設計

4.1主程序流程圖

圖4.1小車運動控制流程圖

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圖4.2小車藍牙運動控制流程圖

4.2產品程序清單

圖4.3軟件程序清單

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5產品使用說明

5.1產品裝配圖

圖5.1產品裝配圖

5.2產品調試

1.打開電源開關，觀察設備是否正常啟動。

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圖5.2產品調試待機狀態(tài)

2.打開手機上的藍牙串口，連接藍牙。

圖5.3藍牙APP連接圖

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3.發(fā)送指令觀察。

前進：“g”

圖5.4前進指令調試

后退：“b”

圖5.5后退指令調試

停止：“s”

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圖5.5停止指令調試

左轉：“l(fā)”

圖5.6左轉指令調試

右轉：“r”

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圖5.7右轉指令調試

5.3產品使用說明

本產品使用6節(jié)5號電池，使用時需要打開電池盒后的電源開關，觀察開

發(fā)板和驅動的指示燈是否亮起，若亮起則該產品以正常啟動。

打開手機的藍牙串口，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，后退，停止，左轉，右轉)。

6、產品設計技術標準

[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信息技術軟件工程術語；

[5]GB/T8566-2007信息技術軟件生存周期過程標準；

[6]GB/T8567-2006計算機軟件文檔編制規(guī)范。

12

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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電機驅動模塊使用說明；

[4]HC-06藍牙模塊使用說明；

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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

15

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附錄3PCB設計圖

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附錄4產品實物圖

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附錄5主程序代碼

該產品程序代碼使用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：藍牙小車劉智博前進后退左轉右轉

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18

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};

voidcar_stop(){//小車停止

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digitalWrite(5,LOW);

digitalWrite(6,LOW);

digitalWrite(9,LOW);

oled12864.fillScreen(0);

oled12864.setCursor(0,1);

oled12864.print("藍牙小車");

oled12864.setCursor(0,2);

oled12864.print("14劉智博");

}

19

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voidcar_go(){//小車前進

digitalWrite(3,HIGH);

digitalWrite(5,LOW);

digitalWrite(6,LOW);

digitalWrite(9,HIGH);

oled12864.