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一、項(xiàng)目介紹

隨著科技的發(fā)展，智能機(jī)器人在日常生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。智能小車作為智能機(jī)器人的一種，具有便攜性和多功能的特點(diǎn)，在教育、娛樂(lè)和工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。智能小車可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作，如前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等，并且可以通過(guò)搭載傳感器實(shí)現(xiàn)避障、測(cè)距等功能。

智能小車是一種通過(guò)采用主控芯片、藍(lán)牙模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及傳感器等組件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和避障功能的機(jī)器人。當(dāng)前文章介紹基于STC 89C52 單片機(jī)的智能小車設(shè)計(jì)方案，提供詳細(xì)的硬件和軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容。

二、設(shè)計(jì)方案

2.1 硬件設(shè)計(jì)

【1】主控芯片選擇

選擇STC89C52單片機(jī)作為智能小車的主控芯片。單片機(jī)有廣泛的應(yīng)用支持，能夠滿足小車的控制需求。

【2】顯示屏選型

為了顯示小車的狀態(tài)信息，選用LCD1602 液晶顯示屏。能夠提供簡(jiǎn)潔明了的顯示界面，并且與STC89C52單片機(jī)兼容良好。

【3】通信模塊選擇

由于需要通過(guò)手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制小車，選擇HC-05藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信。該模塊易于使用、價(jià)格適中，并且與大多數(shù)手機(jī)兼容。

【4】電機(jī)驅(qū)動(dòng)

為了控制小車的運(yùn)動(dòng)，采用L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。這種模塊具有高性能、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，能夠驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。

【5】避障模塊

為了實(shí)現(xiàn)智能避障功能，在小車正前方安裝兩個(gè)紅外壁障模塊。這些模塊能夠檢測(cè)前方障礙物，當(dāng)檢測(cè)到障礙物時(shí)，小車將停止運(yùn)動(dòng)，以避免碰撞。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

【1】主控程序

在STC89C52單片機(jī)上編寫主控程序，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙通信的初始化、接收手機(jī)APP指令、控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及紅外壁障的檢測(cè)等功能。主控程序需要實(shí)時(shí)響應(yīng)手機(jī)指令，并根據(jù)指令控制小車的運(yùn)動(dòng)。

【2】手機(jī)APP開發(fā) 開發(fā)手機(jī)APP

通過(guò)藍(lán)牙與智能小車建立連接，并發(fā)送指令給小車，控制小車的移動(dòng)動(dòng)作。手機(jī)APP界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔直觀，方便用戶進(jìn)行操作。

2.3 小車運(yùn)動(dòng)控制流程

【1】初始化

開啟電源后，主控芯片進(jìn)行各個(gè)外設(shè)的初始化設(shè)置，包括藍(lán)牙模塊、LCD顯示屏、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和紅外壁障模塊。

【2】連接手機(jī)APP

通過(guò)手機(jī)APP與藍(lán)牙模塊建立連接，確保手機(jī)與小車之間的通信暢通。

【3】接收指令

主控芯片接收手機(jī)APP發(fā)送的指令，根據(jù)指令判斷小車前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。

【4】控制電機(jī)

根據(jù)接收到的指令，主控芯片通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和速度，以實(shí)現(xiàn)小車的運(yùn)動(dòng)。

【5】避障檢測(cè)

紅外壁障模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)前方障礙物，當(dāng)檢測(cè)到障礙物時(shí)，主控芯片停止發(fā)送電機(jī)指令，以避免碰撞。

【6】顯示狀態(tài)

通過(guò)LCD顯示屏顯示小車的狀態(tài)信息，如電量、當(dāng)前動(dòng)作。

三、源代碼

#include <reg52.h>

// 定義引腳連接
sbit enA = P1^0;  // 電機(jī)A使能引腳
sbit in1 = P1^1;  // 電機(jī)A正轉(zhuǎn)引腳
sbit in2 = P1^2;  // 電機(jī)A反轉(zhuǎn)引腳
sbit enB = P1^3;  // 電機(jī)B使能引腳
sbit in3 = P1^4;  // 電機(jī)B正轉(zhuǎn)引腳
sbit in4 = P1^5;  // 電機(jī)B反轉(zhuǎn)引腳

// 定義紅外壁障引腳連接
sbit obstacle1 = P2^0;  // 紅外壁障模塊1
sbit obstacle2 = P2^1;  // 紅外壁障模塊2

// 定義LCD1602液晶顯示屏引腳連接
sbit rs = P3^0;       // RS引腳
sbit rw = P3^1;       // RW引腳
sbit en = P3^2;       // EN引腳
sbit lcd_d4 = P3^4;   // 數(shù)據(jù)線D4引腳
sbit lcd_d5 = P3^5;   // 數(shù)據(jù)線D5引腳
sbit lcd_d6 = P3^6;   // 數(shù)據(jù)線D6引腳
sbit lcd_d7 = P3^7;   // 數(shù)據(jù)線D7引腳

// 初始化LCD1602液晶顯示屏
void LCD_Init();
// 打印字符串到LCD1602液晶顯示屏指定位置
void LCD_PrintString(unsigned char row, unsigned char col, char *str);
// 發(fā)送命令到LCD1602液晶顯示屏
void LCD_SendCommand(unsigned char command);
// 發(fā)送數(shù)據(jù)到LCD1602液晶顯示屏
void LCD_SendData(unsigned char data);

// 延時(shí)函數(shù)
void delay(unsigned int time) {
    unsigned int i, j;
    for(i = 0; i < time; i++)
        for(j = 0; j < 125; j++);
}

// 初始化函數(shù)
void Init() {
    LCD_Init();  // 初始化LCD1602液晶顯示屏
    // 初始化其他外設(shè)，藍(lán)牙模塊、紅外壁障模塊
}

// 控制電機(jī)A正轉(zhuǎn)
void MotorA_Forward() {
    in1 = 1;
    in2 = 0;
}

// 控制電機(jī)A反轉(zhuǎn)
void MotorA_Backward() {
    in1 = 0;
    in2 = 1;
}

// 控制電機(jī)A停止
void MotorA_Stop() {
    in1 = 0;
    in2 = 0;
}

// 控制電機(jī)B正轉(zhuǎn)
void MotorB_Forward() {
    in3 = 1;
    in4 = 0;
}

// 控制電機(jī)B反轉(zhuǎn)
void MotorB_Backward() {
    in3 = 0;
    in4 = 1;
}

// 控制電機(jī)B停止
void MotorB_Stop() {
    in3 = 0;
    in4 = 0;
}

// 檢測(cè)障礙物
unsigned char ObstacleDetected() {
    // 紅外壁障檢測(cè)代碼，返回檢測(cè)結(jié)果
}

// 主程序
void main() {
    Init();  // 初始化函數(shù)
    
    while(1) {
        // 主程序的邏輯
        
        // 檢測(cè)障礙物
        if (ObstacleDetected()) {
            // 如果檢測(cè)到障礙物，停止電機(jī)運(yùn)動(dòng)
            MotorA_Stop();
            MotorB_Stop();
        }
    }
}

四、總結(jié)

本設(shè)計(jì)介紹了基于STC89C52單片機(jī)的智能小車設(shè)計(jì)方案。通過(guò)與手機(jī)APP的連接，小車可以遠(yuǎn)程控制，并利用紅外壁障模塊實(shí)現(xiàn)避障功能。

基于單片機(jī)的智能小車設(shè)計(jì)

一、項(xiàng)目介紹