基于手机蓝牙的遥控小车的设计与制作毕业设计论文.docx
《基于手机蓝牙的遥控小车的设计与制作毕业设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于手机蓝牙的遥控小车的设计与制作毕业设计论文.docx（30页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
基于手机蓝牙的遥控小车的设计与制作毕业设计论文
《通信原理课程设计》任务书
设计题目：
基于手机蓝牙的遥控小车的设计与制作
《通信原理课程设计》任务书
1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：
（1）技术要求：
设计和制作基于手机蓝牙遥控小车行走的系统。
手机蓝牙作为客户端、制作小车的蓝牙模块，并将之作为服务端。
客户端采用Eclipse开发环境，J2ME编程，服务端采用单片机控制。
双方通过串口仿真协议进行通信，单片机驱动直流电机控制小车的前进、倒退，转向和停止的动作。
（2）工作要求：
①查阅参考文献，利用通信原理基本理论，分析系统工作原理，设计系统方框图；
②掌握计算机辅助设计方法，
③熟悉通信系统的利用Multisim等EDA软件进行仿真设计，具备独立设计能力；调试和测量方法；
④掌握电子电路安装调试技术，选择合适的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法，提高分析问题和解决问题的能力。
2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：
设计系统方框图，对系统方框图进行仿真，分析实验结果。
撰写设计说明书，书写格式规范，语言流畅简洁，文字不得少于3000字。
要求图表清晰，分析通彻，有理有据。
3．主要参考文献：
[1]樊昌信.通信原理（第6版）[M].北京：
电子工业出版社,2012,12.
[2]樊昌信,曹丽娜 .通信原理教程（第3版）[M].北京：
国防工业出版社,2006,9.
[3]刘学勇 .详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真[M].北京：
电子工业出版社,2011,11.
[4]张水英 ,徐伟强 .通信原理及MATLAB/Simulink仿真[M].北京：
人民邮电出版社,2012,9.
[5]赵鸿图,茅艳 .通信原理MATLAB仿真教程[M].北京：
人民邮电出版社,2010,11.
[6]赵静 ,张瑾 .基于MATLAB的通信系统仿真[M].北京：
北京航空航天大学出版社,2010,1.
[7]赵谦 .通信系统中MATLAB基础与仿真应用[M].西安：
西安电子科技大学出版社,2010,3.
[8]段吉海 ,黄智伟.基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计[M].北京：
电子工业出版社,2004,8.
[9]赵全利,肖兴达 .单片机原理及应用教程[M].北京:
机械工业出版,2007,6.
[10]金纯 ,林金朝.蓝牙协议及其源代码分析[M].北京:
国防工业出版社,2006,6.
[11]黄智伟 .基于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与分析（修订版）[M].北京：
电子工业出版社,2011,6.
[12]孙屹 ,戴妍峰 .SystemView通信仿真开发手册[M].北京：
国防工业出版社,2004,11.
[13]刘斌.JavaME使用详解——用Eclipse进行移动开发[M].北京:
电子工业出版社,2007,2.
4．课程设计工作进度计划：
序号
起迄日期
工作内容
1
2015.5.5
系统方案设计
2
2015.5.10
利用EDA软件进行仿真设计，软件设计
3
2.15.6.1
硬件设计、调试和测量，排除故障，分析实验结果
4
2015.6.25
整理设计报告
指导教师
李圣
日期：
2015年5月5日
附件：
《通信原理课程设计》设计说明书格式
一、纸张和页面要求
A4纸打印；页边距要求如下：
页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：
标准）。
二、说明书装订页码顺序
（1）任务书
（2）论文正文（3）参考文献，（4）附录
三、课程设计说明书撰写格式
见范例
范例
引言（黑体四号）
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（首行缩进两个字，宋体小四号）
1☆☆☆☆（黑体四号）
正文……（首行缩进两个字，宋体小四号）
1.1（空一格）☆☆☆☆☆☆（黑体小四号）
正文……（首行缩进两个字，宋体小四号）
1.2☆☆☆☆☆☆、☆☆☆
正文……（首行缩进两个字，宋体小四号）
2☆☆☆☆☆☆（黑体四号）
正文……（首行缩进两个字，宋体小四号）
2.1☆☆☆☆、☆☆☆☆☆☆，☆☆☆（黑体小四号）
正文……（首行缩进两个字，宋体小四号）
2.1.1☆☆☆，☆☆☆☆☆，☆☆☆☆（楷体小四号）
正文……（首行缩进两个字，宋体小四号）
（1）……
①……
…………
图1.工作波形示意图（图题，居中，宋体五号）
5结论（黑体四号）
☆☆☆☆☆☆（首行缩进两个字，宋体小四号）
参考文献（黑体四号、顶格）
参考文献要另起一页，一律放在正文后，不得放在各章之后。
只列出作者直接阅读过或在正文中被引用过的文献资料，作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过3人写“etal”。
几种主要参考文献著录表的格式为：
⑴专（译）著：
[序号]著者.书名（译者）[M].出版地：
出版者，出版年：
起~止页码.
⑵期刊：
[序号]著者.篇名[J].刊名，年，卷号（期号）：
起~止页码.
⑶论文集：
[序号]著者.篇名[A]编者.论文集名[C].出版地：
出版者，出版者.出版年：
起~止页码.
⑷学位论文：
[序号]著者.题名[D].保存地：
保存单位，授予年.
⑸专利文献：
专利所有者.专利题名[P].专利国别：
专利号，出版日期.
⑹标准文献：
[序号]标准代号标准顺序号—发布年，标准名称[S].
⑺报纸：
责任者.文献题名[N].报纸名，年—月—日（版次）.
附录（居中,黑体四号）
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（首行缩进两个字，宋体小四号）
（另起一页。
附录的有无根据说明书（设计）情况而定，内容一般包括正文内不便列出的冗长公式推导、符号说明（含缩写）、计算机程序、整体仿真原理图、系统仿真结果图等。
引言
本设计是基于手机蓝牙的遥控小车的设计与制作，蓝牙选择的是android手机的蓝牙，使用的是Eclipse+androidSDKIDE开发环境，使用JAVA语言进行开发。
小车的控制是基于STM32控制器，通过串口接收指令来完成相应的控制。
1手机蓝牙软件设计
1.1简介
蓝牙:
是一种无线技术标准，可实现固定设备，移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。
蓝牙技术最初由爱立信公司于1994年创立，当时是作为RS232数据线的无线替代方案，蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。
1.2通信协议
电缆替代协议（RFCOMM）
RFCOMM是基于ETSI-07.10规范的串行线仿真协议。
它在蓝牙基带协议上仿真RS-232控制和数据信号，为使用串行线传送机制的上层协议提供服务。
点对点协议（PPP）
在蓝牙技术中，PPP位于PFCOMM上层，完成点对点的连接。
1.3基于android手机的蓝牙设计
对android操作系统，在进行蓝牙开发之前需要先获得蓝牙权限。
方法为在AndroidManifest.xml文件中添加
name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
name="android.permission.BLUETOOTH"/>
然后是对软件界面的开发，使用的是RelativeLayout排布方法；完成图如下
UI完成图
2STM32串口通信设计
2.1简介
通用同步异步收发器（USART）提供了一种灵活的方法与使用工业标准NRZ异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。
USART利用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。
它支持同步单向通信和半双工单线通信，也支持LIN（局部互连网），智能卡协议和IrDA（红外数据组织）SIRENDEC规范，以及调制解调器（CTS/RTS）操作。
它还允许多处理器通信。
使用多缓冲器配置的DMA方式，可以实现高速数据通信。
2.2USART功能概述
接口通过三个引脚与其他设备连接在一起（见图248）。
任何USART双向通信至少需要两个脚：
接收数据输入（RX）和发送数据输出（TX）。
RX：
接收数据串行输。
通过过采样技术来区别数据和噪音，从而恢复数据。
TX：
发送数据输出。
当发送器被禁止时，输出引脚恢复到它的I/O端口配置。
当发送器被激活，并且不发送数据时，TX引脚处于高电平。
在单线和智能卡模式里，此I/O口被同时用于数据的发送和接收。
●总线在发送或接收前应处于空闲状态
●一个起始位
●一个数据字（8或9位），最低有效位在前
●0.5，1.5，2个的停止位，由此表明数据帧的结束
●使用分数波特率发生器——12位整数和4位小数的表示方法。
●一个状态寄存器（USART_SR）
●数据寄存器（USART_DR）
●一个波特率寄存器（USART_BRR），12位的整数和4位小数
●一个智能卡模式下的保护时间寄存器（USART_GTPR）
在同步模式中需要下列引脚：
●CK：
发送器时钟输出。
此引脚输出用于同步传输的时钟，（在Start位和Stop位上没有时钟脉冲，软件可选地，可以在最后一个数据位送出一个时钟脉冲）。
数据可以在RX上同步被接收。
这可以用来控制带有移位寄存器的外部设备（例如LCD驱动器）。
时钟相位和极性都是软件可编程的。
在智能卡模式里，CK可以为智能卡提供时钟。
在IrDA模式里需要下列引脚：
●IrDA_RDI:
IrDA模式下的数据输入。
●IrDA_TDO:
IrDA模式下的数据输出。
下列引脚在硬件流控模式中需要：
●nCTS:
清除发送，若是高电平，在当前数据传输结束时阻断下一次的数据发送。
●nRTS:
发送请求，若是低电平，表明USART准备好接收数据
2.3USART编程设计
串口设置的一般步骤可以总结为如下几个步骤：
1）串口时钟使能，GPIO时钟使能
2）串口复位
3）GPIO端口模式设置
4）串口参数初始化
5）开启中断并且初始化NVIC（如果需要开启中断才需要这个步骤）
6）使能串口
7）编写中断处理函数
其中，中断函数为本设计的关键，我们定义发送的指令以Q结尾，向左转为A，向右转为D，前进为W，后退为S，停止位P，所以下位机的程序流程图为：
3系统调试
3.1上位机的调试：
刚开始时，蓝牙APP发送的数据不对，经过检查，发现回调函数不对，更改后正常了。
3.2下位机的调试：
下载好程序进行硬件调试，在串口中断中设置了断点，可发现当有数据从手机中发送过来时，下位机程序进不到串口中断中，后来发现原来是串口通信的TX与RX线没有接对，刚开始时是天真的以为是TX与TX相连，RX与RX相连。
对调连线后，下位机程序正常了。
3.3系统总体调试：
一切正常，但由于实验空间有限，车子运行起来容易撞墙，所以后来又自己新添加了一个超声波测距模块，这样便能很好的防止车子很快就被损坏。
4总结
要有团队合作精神，这次课设能按标准完成就是团队合作很好的表现。
做任何事都要细心，特别是对于编程来说，你的任何一个不注意的错误可能会让你查一天都查不出来
主要参考文献：
[1]赵全利,肖兴达 .单片机原理及应用教程[M].北京:
机械工业出版,2007,6.
[2]樊昌信.通信原理（第6版）[M].北京：
电子工业出版社,2012,12.
[3]金纯 ,林金朝.蓝牙协议及其源代码分析[M].北京:
国防工业出版社,2006,6.
[4]刘斌.JavaME使用详解——用Eclipse进行移动开发[M].北京:
电子工业出版社,2007,2.
附实物图：
附上位机串口中断处理程序：
voidUSART1_IRQHandler（void）//串口1中断服务程序
{
u16set_speed;
u8Rx_lenth;
u8Res;
u8get_order;
#ifdefOS_TICKS_PER_SEC//如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
OSIntEnter（）;
#endif
if（USART_GetITStatus（USART1,USART_IT_RXNE）!
=RESET）//接收中断（接收到的数据是以Q结尾的）
{
Res=USART_ReceiveData（USART1）;//（USART1->DR）;//读取接收到的数据
if（Res=='Q'）
{
Rx_lenth=USART_RX_STA;
if（Rx_lenth<2）
{
get_order=USART_RX_BUF[0];
if（get_order=='D'）
{
if（dir<=1870）
{
dir+=5;
TIM_SetCompare1（TIM4,dir）;
}
else;
//right
}
elseif（get_order=='A'）
{
if（dir>=1830）
{
dir-=5;
TIM_SetCompare1（TIM4,dir）;
}
else;
//left
}
elseif（get_order=='S'）
{
if（speed<=3099）
{
speed+=500;
if（speed>0）
{
GPIO_ResetBits（GPIOA,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5）;
TIM_SetCompare3（TIM1,speed）;
TIM_SetCompare4（TIM1,speed）;
}
else
{
GPIO_SetBits（GPIOA,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5）;
set_speed=-speed;
TIM_SetCompare3（TIM1,set_speed）;
TIM_SetCompare4（TIM1,set_speed）;
}
}
else;
//back
}
elseif（get_order=='W'）
{
if（speed>=-3099）
{
speed-=500;
if（speed>0）
{
GPIO_ResetBits（GPIOA,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5）;
TIM_SetCompare3（TIM1,speed）;
TIM_SetCompare4（TIM1,speed）;
}
else
{
GPIO_SetBits（GPIOA,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5）;
set_speed=-speed;
TIM_SetCompare3（TIM1,set_speed）;
TIM_SetCompare4（TIM1,set_speed）;
}
}
else;
//forward
}
elseif（get_order=='P'）
{
speed=0;
GPIO_SetBits（GPIOA,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5）;//急刹
TIM_SetCompare3（TIM1,3599）;
TIM_SetCompare4（TIM1,3599）;
//stop
}
else
{
USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
}
}
else
{
USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
}
}
else
{
USART_RX_BUF[USART_RX_STA]=Res;
USART_RX_STA++;
if（USART_RX_STA>（USART_REC_LEN-1））
{
USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
}
}
}
附蓝牙程序源码：
xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?
>
android="
android:
layout_width="match_parent"
android:
layout_height="match_parent"
android:
orientation="vertical">
android:
id="@+id/imageButton2"
android:
layout_width="wrap_content"
android:
layout_height="wrap_content"
android:
layout_below="@+id/imageButton3"
android:
layout_toRightOf="@+id/imageButton4"
android:
contentDescription="@string/down"
android:
src="@drawable/ic_down"/>
android:
id="@+id/imageButton3"
android:
layout_width="wrap_content"
android:
layout_height="wrap_content"
android:
layout_below="@+id/imageButton1"
android:
layout_toRightOf="@+id/imageButton2"
android:
contentDescription="@string/right"
android:
src="@drawable/ic_right"/>
android:
id="@+id/imageButton1"
android:
layout_width="wrap_content"
android:
layout_height="wrap_content"
android:
layout_alignParentTop="true"
android:
layout_marginTop="90dp"
android:
layout_toLeftOf="@+id/imageButton3"
android:
contentDescription="@string/up"
android:
src="@drawable/ic_up"/>
android:
id="@+id/imageButton6"
android:
layout_width="wrap_content"
android:
layout_height="wrap_content"
android:
layout_alignLeft="@+id/imageButton3"
android:
layout_below="@+id/imageButton2"
android:
layout_marginLeft="22dp"
android:
layout_marginTop="25dp"
android:
contentDescription="@string/stop"
android:
src="@drawable/ic_stop"/>
android:
id="@+id/imageButton5"
android:
layout_width="wrap_content"
android:
layout_height="wrap_content"
android:
layout_alignLeft="@+id/imageButton4"
android:
layout_alignTop="@+id/imageButton6"
android:
contentDescription="@string/bluetooth"
android:
onClick="onBluetoothButton"
android:
src="@drawable/ic_bluet"/>
android:
id="@+id/imageButton4"
android:
layout_width="wrap_content"
android:
layout_height="wrap_content"
android:
layout_alignParentLeft="true"
android:
layout_below="@+id/imageButton1"
android:
layout_marginLeft="43dp"
android:
contentDescription="@string/left"
android:
src="@drawable/ic_left"/>
获得本地蓝牙的句柄,从而操作手机的蓝牙设备
BluetoothAdaptermBtAdapter=BluetoothAdapter.getDefaultAdapter（）;
主要源码
publicclassMainActivityextendsActivity{
privatefinalstaticintREQUEST_CONNECT_DEVICE=1;
privatefinalstaticStringMY_UUID="00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB";
BluetoothSocket_Socket=null;
BluetoothDevice_device=null;
BluetoothSocket_socket=null;
boolean_discoveryFinished=false;
privateTextViewtext0;
//priv
升级会员 