2022年11月18日 | 如何使用8051微控制器和蓝牙模块构建一个Android手机控制的机器人

在这个项目中，我们将使用8051微控制器和模块构建一个手机控制的。该机器人是使用直流设计的，直流电机的方向将由从安卓应用程序收到的命令控制。机器人的状态被发送回安卓应用程序。该项目还将帮助HC-05蓝牙模块与8051微控制器的接口.

所需组件：

8051 微控制器 （AT89S52）

HC-05 蓝牙模块

L293D

机器人底盘

直流电机 （2）

轮子 （2）

脚轮

跳线

蓝牙终端安卓应用

电路图：

 

8051 微控制器：

8051微控制器是一种8位微控制器，具有128字节的片上，4K字节的片上，两个，一个串行端口和四个8位端口。8052微控制器是8051微控制器的扩展。在这个项目中，我们使用AT89S52微控制器。下表显示了8051名家庭成员的比较。

 

特征	8051	8052
只读存储器（以字节为单位）	4K	8K
内存（字节）	128	256
定时器	2	3
I/O 引脚	32	32
串行端口	1	1
中断源	6	8

 

HC-05 蓝牙模块：

HC-05 是一个串行蓝牙模块.可以使用 AT 命令对其进行配置。它可以在三种不同的配置（主、从、环回）下工作。在我们的项目中，我们将它用作从属。HC-05模块的特点包括：

典型灵敏度为-80dBm。

默认波特率：9600bps，8个数据位，1个停止位，无奇偶校验。

自动配对 N 码：“1234”默认 PIN 码

它有 6 个引脚。

Vcc 和 Gnd 引脚用于为 HC-05 供电。

Tx 和 Rx 引脚用于与微控制器通信。

用于激活 HC-05 模块的使能引脚。当它为低时，模块被禁用

状态引脚行为状态指示灯。当它未与任何其他蓝牙设备配对/连接时，LED 会持续闪烁。当它与任何其他蓝牙设备连接/配对时，LED 会以 2 秒的恒定延迟闪烁。

L293D 电机驱动器 IC：

L293D 是一款双 H 桥电机驱动器 IC。它充当，L293D 的输出驱动直流电机。它包含两个内置的H桥电路。在共模运行模式下，它可以在两个方向上同时驱动两个直流电机。下表显示了L293D IC的引脚说明。

 

引脚说明

 

引脚编号	名字	功能
1	启用 1，2	电机 1 的使能引脚
2	输入 1	输入 1 用于电机 1
3	产出 1	电机 1 的输出 1
4	格德	接地 （0V）
5	格德	接地 （0V）
6	产出 2	电机 2 的输出 1
7	输入 2	输入 2 用于电机 1
8	Vcc 2	电机电压（5V）
9	启用 3，4	电机 1 的使能引脚
10	输入 3	输入 1 用于电机 2
11	产出 4	电机 1 的输出 2
12	格德	接地 （0V）
13	格德	接地 （0V）
14	产出 4	电机 2 的输出 2
15	输入 4	输入 2 用于电机 2
16	Vcc 1	电源电压 （5V）

 

安卓手机控制机器人的工作：

在这个智能手机控制的机器人中，android应用程序的用户通过HC-05模块将数据发送到8051微控制器。在8051微控制器中比较接收到的数据，并做出相应的决定。下表显示了不同接收字符的电机方向和机器人状态。

 

接收的字符	电机 1	电机 2	机器人现状
f	向前	向前	向前迈进
b	向后	向后	向后移动
r	向前	向后	向右移动
l	向后	向前	向左移动
s	关闭	关闭	停止

 

蓝牙终端应用程序允许我们蓝牙终端。此应用程序支持双向通信，此应用程序与大多数设备兼容。

以下步骤显示了如何安装和使用此应用。

1.在您的安卓手机上下载并安装蓝牙终端应用程序。

2.安装应用程序后，打开应用程序并打开蓝牙。

3.选择设备，然后单击连接选项。连接成功后，我们可以开始向HC-05模块发送数据。

查看下面的代码说明，了解 8051 微控制器如何发送和接收字符以旋转所需的电机。

代码说明：
该项目的完整 C 程序和演示在本项目结束时给出。代码被分成有意义的小块，并在下面解释。

对于与 8051 微控制器的 L293D 接口，我们必须定义 L293D 连接到 8051 微控制器的引脚。电机1的In1引脚连接到P2.0，电机1的In2引脚连接到P2.1，电机2的In1引脚连接到P2.2，电机2的In2引脚连接到P2.3

sbit m1f=P2^0; // in1 pin of motor1
sbit m1b=P2^1; // in2 pin of motor1
sbit m2f=P2^2; // in1 pin of motor2
sbit m2b=P2^3; // in2 pin of motor2
接下来，我们必须定义一些在程序中使用的函数。延迟功能用于创建指定的时间延迟。Txdata功能用于通过串口传输数据。Rxdata功能用于从串口接收数据。

void delay(unsigned int) ; //funcon for creaTIng delay
char rxdata(void); //funcTIon for receiving a character through serial port of 8051
void txdata(unsigned char); //funcTIon for sending a character through serial port of 8051

在代码的这一部分中，我们将配置8051微控制器进行串行通信。TMOD加载了定时器1模式2（自动重新加载）的0x20。SCON 寄存器加载了 8 个数据位、1 个停止位和接收启用的0x50。TH1寄存器加载了波特率为每秒9600位的0xfd。TR1=1 用于启动计时器。

TMOD=0x20; 
SCON=0x50; 
TH1=0xfd; 
TR1=1; 
在代码的这一部分中，rxdata 函数的返回字符存储在变量 's' 中以供进一步使用。
s=rxdata(); //receive serial data from hc-05 bluetooth module
在代码的这一部分中，我们必须将接收到的字符与不同方向的预分配字符进行比较。如果接收到的字符是“f”，则机器人必须向前移动。这是通过使 m1f、m2f 引脚高而 m1b、m2b 引脚低来实现的。完成此操作后，接下来我们必须将机器人的状态发送到Android应用程序。这是在 txdata 功能的帮助下完成的。对收到的不同字符重复相同的过程，并做出相应的决定。表1显示了机器人不同运动方向的m1f，m1b，m2f，m2b的不同值。

if(s=='f') //move both the motors in forward direction
{
m1f=1;
delay(1);
m1b=0;
delay(1);
m2f=1;
delay(1);
m2b=0;
delay(1);
for(i=0;msg1[i]!='';i++) //send status of robot to android app through bluetooth
{
txdata(msg1[i]);
}
}
 

 

M1F	M1B	M2F	M2B	电机 1 旋转	电机 2 旋转	机器人现状
1	0	1	0	向前	向前	前进
0	1	0	1	反向	反向	向后移动
1	0	0	1	向前	反向	向右移动
0	1	1	0	反向	向前	向左移动
0	0	0	0	停止	停止	停止

 

这是您可以通过使用 8051 微控制器控制四个电机来向任何方向旋转机器人汽车。

/*this program is for controlling a robot using bluetooth and android app*/



#include



unsigned char ch1;

unsigned char s;



sbit m1f=P2^0; // in1 pin of motor1

sbit m1b=P2^1; // in2 pin of motor1

sbit m2f=P2^2; // in1 pin of motor2

sbit m2b=P2^3; // in2 pin of motor2



void delay(unsigned int) ; //function for creating delay

char rxdata(void); //function for receiving a character through serial port of 8051 

void txdata(unsigned char); //function for sending a character through serial port of 8051 



void main(void)

{

unsigned char i;

unsigned char msg1[]={"robot is moving forward"};

unsigned char msg2[]={"robot is moving backward"};

unsigned char msg3[]={"robot is moving right"};

unsigned char msg4[]={"robot is moving left"};

unsigned char msg5[]={"robot is stopped"};



TMOD=0x20; //timer 1 , mode 2 , auto relo

SCON=0x50; //8bit data , 1 stop bit , REN enabled

TH1=0xfd; //timer value for 9600 bits per second(bps)

TR1=1; 



while(1) //repeat forever

{

s=rxdata(); //receive serial data from hc-05 bluetooth module

if(s=='f') //move both the motors in forward direction

{

m1f=1;

delay(1);

m1b=0;

delay(1);

m2f=1;

delay(1);

m2b=0;

delay(1);

for(i=0;msg1[i]!='';i++)

{

txdata(msg1[i]);

} 



}



else if(s=='b') 

{

m1f=0;

delay(1);

m1b=1;

delay(10);

m2f=0;

delay(10);

m2b=1;

delay(10);

for(i=0;msg2[i]!='';i++) 

{

txdata(msg2[i]);

}

}



else if(s=='r')

{

m1f=1;

delay(1);

m1b=0; 

delay(10);

m2f=0;

delay(10);

m2b=1;

delay(10);

for(i=0;msg3[i]!='';i++) 

{

txdata(msg3[i]);

} 

}



else if(s=='l')

{

m1f=0;

delay(1);

m1b=1;

delay(1);

m2f=1;

delay(1);

m2b=0;

delay(1);

for(i=0;msg4[i]!='';i++)

{

txdata(msg4[i]);

} 

}



else if(s=='s') 

{

m1f=0;

delay(1);

m1b=0;

delay(1);

m2f=0;

delay(1);

m2b=0;

delay(1);

for(i=0;msg5[i]!='';i++)

{

txdata(msg5[i]);

}

}

txdata('n'); 



}

}



char rxdata()

{

while(RI==0); //wt till RI becomes HIGH

RI=0; //make RI low

ch1=SBUF; //copy received data 

return ch1; //return the received data to main function.

}



void txdata(unsigned char x)

{

SBUF=x; //copy data to be transmitd to SBUF

while(TI==0); //wait till TI becomes high

TI=0; //mae TI low for next transmission

}



void delay(unsigned int z)

{

unsigned int p ,q;

for(p=0 ; p
{

for(q=0 ; q<1375 ; q++); //repeat for 1375 times

}

}