Робот, управляемый Android с помощью микроконтроллера 8051

В этом проекте мы собираемся построить робота под управлением Android Phone с использованием микроконтроллеров 8051 и модуля Bluetooth. Робот спроектирован с использованием двигателей постоянного тока, а направление двигателей постоянного тока будет контролироваться командами, полученными от приложения Android. Статус робота отправляется обратно в приложение Android. Этот проект также поможет для сопряжения Bluetooth-модуля HC-05 с микроконтроллерами 8051. Мы уже использовали модуль Bluetooth для управления бытовой техникой с 8051.

Необходимые компоненты:

• Микроконтроллер 8051 (AT89S52)
• Модуль Bluetooth HC-05
• Драйвер двигателя L293D
• Шасси робота
• Двигатели постоянного тока (2)
• Колеса (2)
• Колесо с роликом
• Перемычки
• Bluetooth-терминал Android-приложение

Принципиальная электрическая схема:

8051 Микроконтроллер:

Микроконтроллер 8051 - это 8-битный микроконтроллер, который имеет 128 байтов встроенной RAM, 4K байтов встроенной ROM, два таймера, один последовательный порт и четыре 8-битных порта. Микроконтроллер 8052 является расширением микроконтроллера 8051. В этом проекте мы используем микроконтроллер AT89S52. В таблице ниже показано сравнение 8051 члена семьи.

Характерная черта	8051	8052
ROM (в байтах)	4K	8K
RAM (байты)	128	256
Таймеры	2	3
Контакты ввода / вывода	32	32
Серийный порт	1	1
Источники прерывания	6	8

Модуль Bluetooth HC-05:

HC-05 - это последовательный модуль Bluetooth. Его можно настроить с помощью AT-команд. Он может работать в трех различных конфигурациях (Master, Slave, Loop back). В нашем проекте мы будем использовать его как раб. Возможности модуля HC-05 включают:

• Типичная чувствительность -80 дБм.
• Скорость передачи по умолчанию: 9600 бит / с, 8 бит данных, 1 стоповый бит, без контроля четности.
• Пин-код автоматического сопряжения: пин-код по умолчанию «1234»
• Имеет 6 контактов.
• Контакты Vcc и Gnd используются для питания HC-05.
• Контакты Tx и Rx используются для связи с микроконтроллером.
• Контакт включения для активации модуля HC-05. при низком уровне модуль отключен
• Состояние контакта действует индикатор состояния. Когда он не сопряжен / не подключен к какому-либо другому устройству Bluetooth, светодиод постоянно мигает. Когда он подключен / сопряжен с любым другим устройством Bluetooth, светодиод мигает с постоянной задержкой в ​​2 секунды.

Микросхема драйвера двигателя L293D:

L293D - это ИС драйвера двигателя с двойным Н-мостом. Он действует как усилитель тока, выход L293D управляет двигателями постоянного тока. Он содержит две встроенные схемы H-моста. В обычном режиме работы он может управлять двумя двигателями постоянного тока одновременно в обоих направлениях. В таблице ниже показано описание контактов микросхемы L293D. Вот несколько проектов, использующих драйвер двигателя L293D.

Описание контакта

№ контакта	имя	Функция
1	Включить 1,2	Контакт включения для двигателя 1
2	Вход 1	Вход 1 для двигателя 1
3	Выход 1	Выход 1 для двигателя 1
4	Gnd	Земля (0 В)
5	Gnd	Земля (0 В)
6	Выход 2	Выход 2 для двигателя 1
7	Вход 2	Вход 2 для двигателя 1
8	Vcc 2	Напряжение питания двигателей (5В)
9	Включить 3,4	Контакт включения для двигателя 1
10	Вход 3	Вход 1 для двигателя 2
11	Выход 4	Выход 1 для двигателя 2
12	Gnd	Земля (0 В)
13	Gnd	Земля (0 В)
14	Выход 4	Выход 2 для двигателя 2
15	Вход 4	Вход 2 для двигателя 2
16	Vcc 1	Напряжение питания (5 В)

Работа робота, управляемого телефоном Android:

В этом роботе, управляемом смартфоном, пользователь приложения для Android отправляет данные на микроконтроллер 8051 через модуль HC-05. Полученные данные сравниваются в микроконтроллере 8051 и принимается соответствующее решение. В приведенной ниже таблице показано направление двигателей и состояние робота для разных полученных символов.

Полученный персонаж	Мотор 1	Мотор 2	Статус робота
ж	Вперед	Вперед	Движется вперед
б	Назад	Назад	Движется назад
р	Вперед	Назад	Движется вправо
л	Назад	Вперед	Двигается влево
s	Выключено	Выключено	Остановлен

Приложение терминала Bluetooth позволяет нам имитировать терминал Bluetooth. Это приложение поддерживает двунаправленную связь, и это приложение совместимо с большинством устройств.

Следующие шаги показывают, как установить и использовать это приложение.

1. Загрузите и установите приложение Bluetooth-терминал на свой телефон Android. Приложение можно скачать по ссылке ниже.

play.google.com/store/apps/details?id=ptah.apps.bluetoothterminal

2. После установки приложения откройте приложение и включите Bluetooth.

3. Выберите устройство и нажмите кнопку подключения. После успешного подключения мы можем начать отправку данных в модуль HC-05.

Ознакомьтесь с объяснением кода ниже, чтобы увидеть, как символ отправляется и принимается микроконтроллером 8051 для вращения требуемых двигателей.

Объяснение кода:

Полная программа на языке C и демонстрационное видео для этого проекта приведены в конце этого проекта. Код разбит на небольшие значимые фрагменты и объяснен ниже.

Для взаимодействия L293D с микроконтроллером 8051 мы должны определить контакты, на которых L293D подключен к микроконтроллеру 8051. Вывод In1 двигателя 1 подключен к P2.0, вывод In2 двигателя 1 подключен к P2.1, вывод In1 двигателя 2 подключен к P2.2, вывод In2 двигателя 2 подключен к P2.3

сбит m1f = P2 ^ 0; // вывод in1 сбита двигателя1 m1b = P2 ^ 1; // вывод in2 сбита двигателя1 m2f = P2 ^ 2; // in1 пин мотора2 сбит m2b = P2 ^ 3; // вывод in2 двигателя 2

Далее нам нужно определить некоторые функции, которые используются в программе. Функция задержки используется для создания заданной временной задержки. Функция Txdata используется для передачи данных через последовательный порт. Функция Rxdata используется для получения данных из последовательного порта.

недействительная задержка (беззнаковое целое); // функция для создания задержки char rxdata (void); // функция получения символа через последовательный порт 8051 void txdata (unsigned char); // функция для отправки символа через последовательный порт 8051

В этой части кода мы собираемся настроить микроконтроллер 8051 для последовательной связи. Регистр TMOD загружается 0x20 для таймера 1, режим 2 (автоматическая перезагрузка). В регистр SCON загружается 0x50 для 8 бит данных, 1 стоповый бит и разрешен прием. В регистр TH1 загружается 0xfd для скорости передачи 9600 бит в секунду. TR1 = 1 используется для запуска таймера.

TMOD = 0x20; SCON = 0x50; TH1 = 0xfd; TR1 = 1; В этой части кода возвращаемый символ функции rxdata сохраняется в переменной 's' для дальнейшего использования.

s = rxdata (); // получение последовательных данных от модуля bluetooth hc-05

В этой части кода мы должны сравнить полученный символ с заранее заданными символами для разных направлений. Если получен символ "f", то робот должен двигаться вперед. Для этого нужно сделать выводы m1f, m2f высокими, а выводы m1b, m2b - низкими. Как только это будет сделано, мы должны отправить статус робота в приложение для Android. Это делается с помощью функции txdata . Тот же процесс повторяется для разных полученных символов, и решение принимается соответствующим образом. В таблице 1 показаны различные значения m1f, m1b, m2f, m2b для разных направлений движения робота.

if (s == 'f') // двигаем оба мотора вперед {m1f = 1; задержка (1); m1b = 0; задержка (1); m2f = 1; задержка (1); m2b = 0; задержка (1); for (i = 0; msg1! = '\ 0'; i ++) // отправляем статус робота в приложение Android через bluetooth {txdata (msg1); }}

m1f	m1b	m2f	m2b	Двигатель 1 оборот	Двигатель 2 вращения	Статус робота
1	0	1	0	вперед	вперед	Двигаться вперед
0	1	0	1	обеспечить регресс	обеспечить регресс	Движение назад
1	0	0	1	вперед	обеспечить регресс	Двигаясь вправо
0	1	1	0	обеспечить регресс	вперед	Двигаясь влево
0	0	0	0	остановился	остановился	остановился

Таким образом, вы можете вращать машину-робот в любом направлении, управляя четырьмя двигателями с помощью микроконтроллера 8051. Этим роботом также можно управлять с помощью DTMF с 8051, если у вас нет телефона Android.

Также проверьте здесь все проекты робототехники.