基于stm32蓝牙智能小车设计

常见问题 2022-11-02

前言：

本文描述了一个由STM32微处理器、步进电机、蓝牙，L298N等模块构成的。该系统采用STM32微处理器为核心，在MDK环境下进行编程，通知控制L298N模块IN1~IN4引脚的高低电平进而控制电机的转动方向，使小车产生不同的转动模式。控制小车的转动模式通过蓝牙模块来实现，利用手机蓝牙助手和蓝牙模块相通，进而控制小车的各种运转模式。 代码、蓝牙Android apk地址：https://github.com/daohewang/Bluetooth-intelligent-car

整体框架：

下面的图把核心连接部分都画出来了(其他部分按要求接就可以了，Vcc接电源，GND接地即可)，图画的有点丑，希望大家不要介意呀(>-<)

硬件设计：

使用微控制器为STM32F103RC，其芯片引脚如图所示

  1. 芯片上所连接的部分： PC10 -> IN1; PC11 -> IN2; PC12 -> IN3; PD2 -> IN4; 这里芯片上的GPIO口连接是随机的，可以根据自己的方便选择。不过这里要注意的是，IN1和IN2是控制左电机的，IN3和IN4是控制右电机。因为这里我用来驱动电机的是L298N。接线的话左电机接输出A端口，每个孔接一根线，如果要驱动两个左电机的话，也是一样接法，每个孔接一根电机线。右电机接输出B 。 这里要注意的是驱动小车转动需要接外接电源，也就是图片上的12V供电部分。外接电源正极接到12v供电口上，负极接到供电GND上，还有要注意的一点就是还要将开发板上的地接到供电GND上，保证电源和开发板共地。 如图所示：

L298N逻辑电平表

2. JDY 30蓝牙模块 JDY-30 透传模块是基于蓝牙 2.1 协议标准，工作频段为 2.4GHZ 范围，具有信号强、数据传输快、性能稳定等特性。支持蓝牙 SPP 串口协议，内置 PCB 天线，支持 UART 接口，蓝牙 Class 2，数据传输比 BLE 蓝牙快、可达到几十 K 每秒以上的速率。如图3.2所示。

实物图：

引脚功能说明 1 、 UART-TX 串口输出，接开发板上的UART-Rx，电平为 TTL 电平 2 、 UART-RX 串口输入，接开发板上的UART-Tx，电平为 TTL 电平 3 、 VCC 3.3V 电源 4 、 GND 电源地

Android蓝牙助手已经包含到代码代码里了，直接下载即可。使用手机APP蓝牙连接JDY–30蓝牙模块。如图所示

这里的蓝牙助手使用方法要情调一下，可能有些同学不太会，点击右上角的连接按钮，先让手机连上蓝牙模块，一般连上了蓝牙模块上的灯都不会闪烁。以此判断有没有连接上。接着就是编辑键盘的小车的运动方式了，按照下面的来设置就可以了。这里的数字是我代码设置好的，可以按照自己的要求填写。

软件设计：

软件流程图：

首先对前进，后退，左转，右转，停止进行宏定义，单片机接收到蓝牙串口的相应指令，然后在if语句中进行比较，如果有相对应的，触发相对应的宏定义。流程图如图所示。在串口USART1中接收到的数据进行比较，暂停、前进、后退、左转、右转、原地左转，原地右转。启动字符为 “0”，“1”，“2”，“3”，“4”，“5”，“6”。

代码部分：

电机驱动代码

1.motor.h

#ifndef _MOTOR_H

#define _MOTOR_H

void MotorInit(void);

void Turnleft(void);

void Turnright(void);

void Turnback(void);

void Turnfront(void);

void Stop(void);

void LefTaround(void);

void RighTaround(void);

#endif

2. motor.c

#include "STM32F10X.h"
#include "motor.h"

void MotorInit(void)
{
	
	//初始化和使能单片机上的GPIO端口，保证可以正常给端口高低电平
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_6);
//	MOTOR_APB_PERIPH_FUNG(MOTOr_APB_PORT , ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD , ENABLE);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_2;
	GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_2);
}


//停止模式
void Stop(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10);
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11);
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);
	GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
}


//左转模式 -> 左电机正转，右电机反转
void Turnleft(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10); 
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11);
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);
	GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
}

//右转模式 -> 左电机反转，右电机正转
void Turnright(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);
	GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
}

//后退模式 -> 左电机反转，右电机反转
void Turnback(void)
{
	
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11);
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);
	GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_8);
	
}

//前进模式 -> 左电机正转，右电机正转
void Turnfront(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10);
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12); 
	GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7);
}

//以左电机为中心原地左转
void LefTaround(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10);
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);
	GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
	
}

//以右电机为中心原地右转
void RighTaround(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);
	GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
	
}

3. main函数

#include "MOTOR.h"
#include "stm32f10x.h"         //官方库
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_it.h"
#include <stdio.h>
/*
#ifdef->endif的内容部分和PUTCHAR_PROTOTYPE{}的内容属于C语言的语法规则引入，
所以头部必须引入#include<stdio.h>,这样子的话C语言的语法就可以完美引用
*/
#ifdef __GNUC__
/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
//中断服务函数  
u8 i;
u8 flag;  //定义一个标志位
void USART1_IRQHandler(void)  
{  
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)      //检查指定的 USART1 中断发生与否
{ 
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);   //清除 USART1 的中断待处理位
GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);                 //设置LED灯作为中断发生与否的指示灯
i=  USART_ReceiveData(USART1);                    //返回 USART1 最近接收到的数据
//if语句的内容部分可以保证蓝牙接收到的flag数据是正确的，如果不加的话会导致接收不到正确的数据
if(i=='0')
{                 
flag=0;
}
if(i=='1')
{
flag=1;
}
if(i=='2')
{
flag=2;
}
if(i=='3')
{
flag=3;
}
if(i=='4')
{
flag=4;
}
if(i=='5')
{
flag=5;
}
if(i=='6')
{
flag=6;
}
}
//		  USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
}
int main(void)
{
//利用中断进行蓝牙的收发
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//使能USART1，GPIOA时钟
// 	USART_DeInit(USART1);  //复位串口1
//  USART1_TX   PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA9
//USART1_RX	  PA.10
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化PA10     
/* USARTx configured as follow:
- Baudrate = 9600 baud  波特率
- Word Length = 8 Bits  数据长度
- One Stop Bit          停止位
- No parity             校验方式
- Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals) 硬件控制流
- Receive and transmit enabled                         使能发送和接收
*/
USART_InitStructure.USART_Baudrate = 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
//Usart1 NVIC 配置
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器
USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口 
MotorInit();
//蓝牙数据接收判断函数
while(1)
{
switch(flag)
{
case 0:  Stop();         break  ;
case 1:  Turnleft();     break  ;
case 2:  Turnright();    break  ;
case 3:  Turnback();     break  ;
case 4:  Turnfront();    break  ;
case 5:  LefTaround();   break  ;
case 6:  RighTaround();  break  ;
default: Stop();         break  ;                                                                                                
}		  
}
}
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
/* Place your implementation of fputc here */
/* e.g. write a character to the USART */
USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
/* 循环等待直到发送结束*/
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)
{}
return ch;
}

以上就是蓝牙智能小车的全部部分了，完整代码可以到我的GitHub上进行下载，下载地址：https://github.com/daohewang/Bluetooth-intelligent-car如果还有问题的话，欢迎下方留言咨询。

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