前言

一、材料清单

二、系统概述

三、硬件设计

1、HC-SR04超声波模块

2、HC-05/06蓝牙模块

3、L298n电机驱动模块

四、代码

1、引脚设置

2、遥控部分

3、超声波报警部分

总结

前言

进行基于STM32 HAL库设计的多功能小车，通过蓝牙连接手机进行小车的前进、后退、左转、右右等基本行动。搭载超声波测距仪，检测到前方有障碍物时，连接蜂鸣器进行报警提示，从而通过蓝牙设备进行路径的调整。

一、材料清单

元器件清单

1、stm32c8t6最小系统板x1

2、L298n电机驱动模块x2

3、直流电机x4

4、HC-06蓝牙模块x1

5、蜂鸣器x1

6、LEDx1

7、小车底板x1

8、杜邦线若干

9、HC-SR04超声波模块x1

10、12V电源x1

11、USB转TTL模块x1

12、12V转5V、3.3V电源模块x1

二、系统概述

小车主要由电机系统、单片机、蓝牙系统、超声波测距系统、蜂鸣器等系统组成。基于STM32将程序下载到电机中，从而实现小车的运动。利用蓝牙系统HC-06，将小车的运动与手机蓝牙连接起来，调节蓝牙系统的步骤：给蓝牙上电、有线串口连接、蓝牙引脚连接、打开串口调试助手，输入指令。系统检测距离的原理是通过单片机发出40 kHz的方波脉冲信号后，检测接收端是否能够接收到遇障碍物反射的回波。单片机利用收到回波所用的时间得到的声速计算出距离，同时显示出当前距离。测量距离范围为2～450cm。可距离显示，误差小，精度高。蜂鸣器预警和距离采样频率动态变化，距离越远，采样越慢。

三、硬件设计

硬件设计主要包括以下几个模块：超声波收发系统、蓝牙接收系统、L298n电机驱动模块。

1、HC-SR04超声波模块

HC-SR04超声波测距模块可提供 2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到 3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。

基本工作原理：

(1)采用I\O 触发测距，给最少10us 的高电平信号。

(2)模块自动发送8 个40KHZ 的方波，自动检测是否有信号返回。

(3)有信号返回，通过IO 口ECHO 输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。

2、HC-05/06蓝牙模块

HC-05/06 蓝牙串口通信模块，是基于 Bluetooth Specification V2.0 带 EDR 蓝牙协议的数传模块。无线工作频段为 2.4GHz ISM，调制方式是 GFSK。模块最大发射功率为 4dBm，接收灵敏度-85dBm，板载 PCB 天线，可以实现 10 米距离通信。

由于蓝牙有主从机之分，模块出厂默认为从机模式。如果需要设置为主机，需要通过AT指令对蓝牙进行设置模块与供电系统为3.3V的MCU连接时，串口交叉连接即可（模块的 RX接MCU的TX、模块的TX接MCU的RX）；模块与供电系统为5V 的MCU连接时，可在模块的RX端串接一个220R~1K电阻再接MCU 的TX，模块的TX直接接MCU的RX，无需串接电阻。

3、L298n电机驱动模块

如图，中间的三个接线端从左到右分别为VCC、GND、+5，其中VCC为12V供电，GND为供电地，+5为5V供电；左右两边的接线端分别为输出A和输出B；排针部分引脚分别为ENA、IN1、IN2、IN3、IN4、ENB，其中IN1~4为逻辑输入，ENA和ENB为PWM使能，已经默认被接到5V，若要使用PWM调速可取下跳帽使用。

四、代码

1、引脚设置

PA0	指示灯
PA1	左前轮
PA2	左前轮
PA3	左后轮
PA4	左后轮
PA5	右前轮
PA6	右前轮
PA7	右后轮
PA8	右后轮
PA9	蓝牙RX
PA10	蓝牙TX
PB0	超声波模块ECHO引脚
PB1	超声波模块TRIG引脚
PB3	蜂鸣器

2、遥控部分

#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
//遥控指示灯
#define L1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);
#define L1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);
//小车的电机驱动设置
//定义左前侧车轮驱动
#define CLF1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);
#define CLF1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);
#define CLF2_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);
#define CLF2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
//定义左后侧车轮驱动
#define CLB1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);
#define CLB1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);
#define CLB2_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);
#define CLB2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);
//定义右后侧车轮驱动
#define CRF1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);
#define CRF1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
#define CRF2_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET);
#define CRF2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET);
//定义右后侧车轮驱动
#define CRB1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);
#define CRB1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);
#define CRB2_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
#define CRB2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
//串行通信发送语句
uint8_t Tx_str1[] = "hello world!\r\n";
uint8_t Tx_str2[] = "LEFT!\r\n";
uint8_t Tx_str3[] = "RIGHT!\r\n";
uint8_t Tx_str4[] = "FORWARD!\r\n";
uint8_t Tx_str5[] = "BACKWARD!\r\n";
uint8_t Tx_str6[] = "STOP!\r\n";
uint8_t Rx_dat;
//串行通信返回函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart->Instance == USART1){if(Rx_dat == '1')//左转{CLF1_OFF();CLF2_OFF();CLB1_OFF();CLB2_OFF();CRF1_OFF();CRF2_ON();CRB1_OFF();CRB2_ON();L1_ON();//指示灯闪烁HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str2,sizeof(Tx_str2),10000);//返回LEFTL1_OFF();//指示灯关闭HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1);         }else if (Rx_dat == '2')//右转{CLF1_OFF();CLF2_ON();CLB1_ON();CLB2_OFF();CRF1_OFF();CRF2_OFF();CRB1_OFF();CRB2_OFF();L1_ON();HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str3,sizeof(Tx_str3),10000);返回RIGHTL1_OFF();HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1); }else if (Rx_dat == '3')//前进{CLF1_OFF();CLF2_ON();CLB1_ON();CLB2_OFF();CRF1_OFF();CRF2_ON();CRB1_OFF();CRB2_ON();L1_ON();HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str4,sizeof(Tx_str4),10000);
//返回FORWARDL1_OFF();    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1); }   else if (Rx_dat == '4')//后退{CLF1_ON();CLF2_OFF();CLB1_OFF();CLB2_ON();CRF1_ON();CRF2_OFF();CRB1_ON();CRB2_OFF();L1_ON();HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str5,sizeof(Tx_str5),10000);
//返回BACKWARDL1_OFF();HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1);    }   else if(Rx_dat == '5')//停车{CLF1_OFF();CLF2_OFF();CLB1_OFF();CLB2_OFF();CRF1_OFF();CRF2_OFF();CRB1_OFF();CRB2_OFF();L1_ON();HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str6,sizeof(Tx_str6),10000);//返回STOPL1_OFF();HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1);                }}L1_ON();//指示灯亮HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str1,sizeof(Tx_str1),10000);L1_OFF();//指示灯灭while (1){HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1);   //串口接受函数}
}

3、超声波报警部分

#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"float S1,S2,DISTANCE;
int BEE = 0;#define TRIG_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);                //TRIG引脚拉高
#define TRIG_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);
//TRIG引脚拉低
#define BEE_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);
#define BEE_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);           //蜂鸣器HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);//开启时钟while (1){htim2.Instance->CNT=0;TRIG_OFF();TRIG_ON();HAL_Delay(1);TRIG_OFF();//在TRIG引脚产生小于10us的高电平
//echo引脚/检测是否有信号返回  while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_GPIO_Port,ECHO_Pin)==0);
S1 = htim2.Instance->CNT;while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_GPIO_Port,ECHO_Pin)==1);S2 = htim2.Instance->CNT;        DISTANCE=(S2-S1)*0.034/2;//计算距离printf("DISTANCE   =  %0.1f   cm\r\n",DISTANCE);//串口输出距离if(DISTANCE <= 20)   //判断前方20cm是否有障碍物{while(BEE <= 500)//蜂鸣器报警5s{BEE_ON();HAL_Delay(1);BEE_OFF();HAL_Delay(1);       BEE++;}BEE = 0;}HAL_Delay(500);      }

总结

本系统以STM32为核心系统，实现小车多功能的动作，通过蓝牙系统与手机进行连接从而能够对小车的动作进行操纵，超声波测距能够检测障碍物并且通过蜂鸣器进行报警。

工程文件链接链接：

https://pan.baidu.com/s/1dBYIKyR1CpdSnt1MisBvhA?pwd=he0d
提取码：he0d
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3、L298n电机驱动模块

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2、遥控部分

3、超声波报警部分

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