[13]。電路圖如圖3.4所示。圖3.4避障電路3.4藍(lán)牙接口電路設(shè)計(jì)JDY-31藍(lán)牙模塊采用藍(lán)牙3.0SPP設(shè)計(jì)，具有最大30米的發(fā)射距離。用戶可通過AT命令進(jìn)行設(shè)備名、波特率等參數(shù)的自定義，提供了靈活方便的使用體驗(yàn)。通過串口方式，單片機(jī)能夠與藍(lán)牙模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和接收。在藍(lán)牙模塊接線圖中（如圖3.5所示），RXD和TXD分別連接到單片機(jī)的串口，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)便而高效的通信。這種設(shè)計(jì)不僅使得藍(lán)牙模塊的配置更加可控，還為開發(fā)者提供了更多定制化的選項(xiàng)，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。通過串口通信，單片機(jī)和藍(lán)牙模塊之間實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)交互，為設(shè)備之間的連接和通信提供了可靠的基礎(chǔ)。圖3.5藍(lán)牙接線圖電路4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件開發(fā)環(huán)境KEIL是一套名為"KeilMDK(MicrocontrollerDevelopmentKit)"的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），用于嵌入式系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)。KEILMDK提供了一整套工具，包括編譯器、調(diào)試器、模擬器和微控制器仿真器等，支持多種不同的微控制器架構(gòu)。其中，KeilC51是專門用于8051單片機(jī)的編譯器，而KeilMDK-ARM適用于ARM架構(gòu)的微控制器。在KEIL平臺(tái)上，開發(fā)者可以使用C或匯編語言編寫嵌入式系統(tǒng)的代碼，并通過KEIL提供的調(diào)試器和仿真器進(jìn)行代碼調(diào)試和性能分析。這使得嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)更為高效和方便?？傮w而言，KEIL平臺(tái)是一個(gè)被廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境，為開發(fā)者提供了全面的工具支持，幫助他們更輕松地進(jìn)行嵌入式軟件和硬件的開發(fā)。4.2主程序設(shè)計(jì)單片機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，而在本次設(shè)計(jì)中單片機(jī)的核心作用是協(xié)調(diào)和處理各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)。本文在程序開發(fā)過程中主要采用C語言完成各種信息數(shù)據(jù)的編程。KEIL軟件是設(shè)計(jì)過程中選擇的主要編程工具。在設(shè)計(jì)過程中，首先根據(jù)信息的不同分類編寫各個(gè)模塊，在完成編程后將其存儲(chǔ)在編譯器中。在系統(tǒng)執(zhí)行過程中，程序構(gòu)架流程圖的建立需要在清晰認(rèn)識(shí)課題的基礎(chǔ)上進(jìn)行，劃分模塊并完成各模塊功能，按特定順序連接獨(dú)立模塊，最終形成總體程序。系統(tǒng)程序構(gòu)建后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，程序先初始化控制電機(jī)IO口，初始化串口，接收手機(jī)APP發(fā)過來的控制命令。系統(tǒng)程序流程圖如圖4.1所示。圖4.1主程序流程圖4.3行駛控制程序TB6612FNG電機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)著眼于實(shí)現(xiàn)小車的多向運(yùn)動(dòng)控制。通過STC89C52單片機(jī)編寫相應(yīng)程序代碼，實(shí)現(xiàn)與TB6612FNG的通信和控制。軟件設(shè)計(jì)主要側(cè)重于前進(jìn)、后退、暫停、左右轉(zhuǎn)等方向控制。通過調(diào)整TB6612FNG的PWM信號(hào)和方向引腳，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車電機(jī)的準(zhǔn)確控制，使其能夠在不同方向上靈活移動(dòng)。P11，P12控制左邊電機(jī)，P13，P14控制右邊電機(jī)，控制狀態(tài)如下：前進(jìn)狀態(tài)：P11高電平，P12低電平，P13高電平，P14低電平；后退狀態(tài)：P12高電平，P11低電平，P14高電平，P13低電平；右轉(zhuǎn)狀態(tài)：P11高電平，P12低電平，P13低電平，P14低電平；左轉(zhuǎn)狀態(tài)：P13高電平，P14低電平，P11低電平，P12低電平；停止?fàn)顟B(tài)：P13低電平，P14低電平，P11低電平，P12低電平；行駛流程圖如圖4.2，判斷行駛狀態(tài)，根據(jù)上面狀態(tài)輸出控制信號(hào)。圖4.2行駛流程圖4.3避障程序設(shè)計(jì)E18-D80NK紅外避障傳感器的程序設(shè)計(jì)主要涉及單片機(jī)的編程，以讀取傳感器的輸出并做出相應(yīng)的控制。通過檢測(cè)三個(gè)光電避障傳感器E18-D80NK傳感器的數(shù)字輸出，當(dāng)檢測(cè)到障礙物時(shí)（紅外光被遮擋），表示有障礙物；反之，表示沒有障礙物。如圖4.3所示。圖4.4避障流程圖4.5藍(lán)牙與手機(jī)APP設(shè)計(jì)AppInventor是一款由Google開發(fā)，由MIT實(shí)踐出品的免費(fèi)可視化開發(fā)環(huán)境，用于編寫原生Android應(yīng)用程序。它為無編程經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)者提供了便利，結(jié)合了MIT的“BlocksProgramming”可視化概念和GoogleAndroid應(yīng)用程序編程模型。該環(huán)境由常見的拼圖塊組成，包括活動(dòng)（系統(tǒng)界面）、繪圖、按鈕、事件、多媒體、文本輸入框等，甚至支持更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如集合等。AppInventor自動(dòng)檢測(cè)應(yīng)用程序錯(cuò)誤，并生成手機(jī)模擬器和編譯，方便開發(fā)者。設(shè)計(jì)APP主要過程如下：AppInventor是一個(gè)簡(jiǎn)單易用的可視化開發(fā)工具，用于創(chuàng)建Android應(yīng)用程序，無需編寫復(fù)雜的代碼。以下是使用AppInventor設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單APP的基本步驟：步驟1：訪問AppInventor，打開瀏覽器，訪問AppInventor官方網(wǎng)站。步驟2：創(chuàng)建新項(xiàng)目，登錄后，點(diǎn)擊"Create"按鈕創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目。輸入項(xiàng)目名稱，然后點(diǎn)擊"OK"。步驟3：界面設(shè)計(jì)，在左側(cè)的“Palette”面板中，選擇需要的組件，如按鈕、文本框、圖片等。將組件從“Palette”拖動(dòng)到手機(jī)屏幕的“Viewer”中，安排它們的位置和大小。步驟4：組件屬性設(shè)置，選中一個(gè)組件，然后在右側(cè)的“Properties”面板中設(shè)置其屬性，如文本內(nèi)容、圖片等。對(duì)按鈕等交互組件設(shè)置事件處理程序，如點(diǎn)擊事件等。步驟5：邏輯設(shè)計(jì)點(diǎn)擊左側(cè)“Blocks”按鈕，進(jìn)入邏輯設(shè)計(jì)界面。在“Blocks”界面中，使用積木塊（Blocks）來設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的邏輯，例如處理按鈕點(diǎn)擊、數(shù)據(jù)操作等。步驟6：保存和發(fā)布在AppInventor中，點(diǎn)擊“Projects”按鈕返回項(xiàng)目列表。點(diǎn)擊“Save”按鈕保存項(xiàng)目。APP設(shè)計(jì)界面如圖4.6所示。圖4.5APP設(shè)計(jì)界面5系統(tǒng)測(cè)試5.1硬件焊接檢測(cè)在智能玩具小車的硬件電路調(diào)試檢測(cè)中，焊接是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。焊接的質(zhì)量直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和性能。針對(duì)藍(lán)牙遙控模塊、E18-D80NK紅外避障傳感器和TB6612FNG電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的焊接情況的檢測(cè)與調(diào)試。對(duì)于藍(lán)牙遙控模塊的焊接，需要確保與主控制器和電源的連接牢固可靠。通過使用萬用表檢測(cè)各引腳之間的連接情況，驗(yàn)證焊點(diǎn)的質(zhì)量。此外，通過示波器監(jiān)測(cè)信號(hào)線的波形，確保藍(lán)牙模塊能夠正確地接收和發(fā)送信號(hào)；對(duì)E18-D80NK紅外避障傳感器的焊接進(jìn)行檢測(cè)。通過萬用表測(cè)量電源引腳和信號(hào)引腳的連接狀態(tài)，確保傳感器正常供電并與主控制器連接暢通。通過模擬障礙物測(cè)試，驗(yàn)證傳感器在檢測(cè)到障礙物時(shí)輸出數(shù)字信號(hào)的準(zhǔn)確性；對(duì)TB6612FNG電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的焊接進(jìn)行檢測(cè)。通過檢查電機(jī)連接是否牢固，以及與主控制器的通信是否正常，確保電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊能夠按照指令精準(zhǔn)地控制小車的運(yùn)動(dòng)。通過測(cè)量電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出的PWM信號(hào)，驗(yàn)證電機(jī)的速度和方向控制是否準(zhǔn)確。整個(gè)焊接調(diào)試過程中，需要密切關(guān)注焊點(diǎn)的質(zhì)量，防止因焊接不良導(dǎo)致的連接問題。通過逐一檢測(cè)每個(gè)模塊的焊接情況，確保硬件電路的連接牢固可靠，是保障智能玩具小車整體性能穩(wěn)定運(yùn)行的重要步驟。5.2功能調(diào)試在智能玩具小車設(shè)計(jì)中，硬件調(diào)試是確保各個(gè)模塊協(xié)同工作、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能的關(guān)鍵步驟。本論文的硬件調(diào)試包括藍(lán)牙遙控模塊、E18-D80NK紅外避障傳感器和TB6612FNG電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的集成與優(yōu)化。首先，對(duì)藍(lán)牙遙控模塊進(jìn)行調(diào)試。確保藍(lán)牙模塊與手機(jī)成功配對(duì)，并能夠穩(wěn)定地接收遙控指令。通過串口通信調(diào)試，保證藍(lán)牙模塊正確解析指令并將其傳遞給主控制器，實(shí)現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)程操控。其次，對(duì)E18-D80NK紅外避障傳感器進(jìn)行調(diào)試。通過監(jiān)測(cè)傳感器的數(shù)字輸出，驗(yàn)證其在檢測(cè)到障礙物時(shí)能夠準(zhǔn)確輸出信號(hào)。根據(jù)實(shí)際環(huán)境調(diào)整傳感器的靈敏度和閾值，確保避障功能的可靠性。最后，調(diào)試TB6612FNG電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。驗(yàn)證模塊能夠根據(jù)主控制器的指令精準(zhǔn)控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，包括前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等操作。調(diào)整電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的參數(shù)，使小車的運(yùn)動(dòng)更為平穩(wěn)和靈活。在整個(gè)硬件調(diào)試過程中，采用示波器、邏輯分析儀等工具對(duì)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，確保各模塊之間的信號(hào)傳遞穩(wěn)定可靠。通過逐步調(diào)試每個(gè)模塊，不斷優(yōu)化參數(shù)和邏輯，保證智能玩具小車在實(shí)際應(yīng)用中能夠穩(wěn)定、靈活地響應(yīng)用戶的遙控指令，同時(shí)具備良好的避障性能。硬件調(diào)試的成功實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)智能玩具小車系統(tǒng)的性能提升和用戶體驗(yàn)至關(guān)重要。6結(jié)論在智能玩具小車設(shè)計(jì)的研究中，我們充分運(yùn)用了藍(lán)牙遙控技術(shù)、E18-D80NK紅外避障傳感器以及TB6612FNG電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，致力于提高小車的遠(yuǎn)程操控性能和避障能力。本論文通過深入的硬件和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一款創(chuàng)新性強(qiáng)、功能豐富的智能科技玩具。選擇了TB6612FNG電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車直流電機(jī)的高效控制，使得小車的運(yùn)動(dòng)更為平穩(wěn)。同時(shí)，引入了E18-D80NK紅外避障傳感器，使小車能夠智能感知周圍環(huán)境，提高了避障的智能性和可靠性。在軟件開發(fā)方面，我們充分利用KEIL平臺(tái)，編寫了嵌入式系統(tǒng)程序，實(shí)現(xiàn)了藍(lán)牙通信模塊的遠(yuǎn)程控制功能。通過圖形化編程工具如AppInventor，設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單直觀的手機(jī)應(yīng)用界面，使得兒童能夠輕松上手，享受遙控的樂趣。通過整合藍(lán)牙遙控和紅外避障傳感器的程序，實(shí)現(xiàn)了小車多功能協(xié)同作業(yè)，進(jìn)一步提升了用戶體驗(yàn)。綜合而言，展開辟了新的方向。展望未來，可以通過不斷引入新的傳感器、優(yōu)化算法，進(jìn)一步提升小車的感知能力和智能化水平。同時(shí)，可以考慮與教育機(jī)構(gòu)合作，將智能小車引入STEM教育領(lǐng)域，為兒童提供更為豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。智能小車的目的在于利用先進(jìn)的自主導(dǎo)航和感知技術(shù)，執(zhí)行各種任務(wù)以提高工作效率和安全性。這些任務(wù)包括運(yùn)輸與物流、探索與勘察、農(nóng)業(yè)與園藝、城市交通與運(yùn)輸、配送服務(wù)以及科學(xué)研究。通過自動(dòng)化執(zhí)行任務(wù)，智能小車可以有效管理庫存、探索危險(xiǎn)環(huán)境、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、改善城市交通流量、提供快速配送服務(wù)，并在科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行探索和數(shù)據(jù)收集。智能小車的發(fā)展代表著人工智能和機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，為各個(gè)領(lǐng)域的自動(dòng)化和智能化提供了重要支持。

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