Arduino智能小车——蓝牙小车

Arduino智能小车系列教程时空门：

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  上一章我们完成了小车的运动控制，虽然小车已经可以运动，但是不能远程遥控，不够高大上。在这一篇，我们将尝试用手机蓝牙遥控小车。

蓝牙模块

  蓝牙（ Bluetooth® ）：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）。

  我们在此使用的蓝牙模块(HC-05)已经在内部实现了蓝牙协议，不用我们再去自己开发调试协议。这类模块一般都是借助于串口协议通信，因此我们只需借助串口将我们需要发送的数据发送给蓝牙模块，蓝牙模块会自动将数据通过蓝牙协议发送给配对好的蓝牙设备。

串口通信

  由于要借助串口实现蓝牙通信功能，所以我们在此要先了解下Arduino的串口通信。

  Arduino UNO开发板上的串口为0->RX，1->TX,在开发板内部也已经配置好了串口的功能，我们只需调用函数借口即可。以下列出串口通信里面常用的函数，并加以简单解释，详细用法可在用到时自行查询。

开启串行通信接口并设置通信波特率

Serial.begin(speed); 

关闭串口通信

Serial.end();    

判断串口缓冲器是否有数据写入

Serial.available();

读取串口数据

Serial.read();    

返回下一字节(字符)输入数据，但不删除它

Serial.peek();   

清空串口缓存

Serial.flush();    

写入字符串数据到串口

Serial.print();    

写入字符串数据+换行到串口

Serial.println(); 

写入二进制数据到串口

Serial.write();     

read时触发的事件函数

Serial.SerialEvent();

读取固定长度的二进制流

Serial.readBytes(buffer,length);

打印接到数据十进制表示的ascii码

Serial.println(incomingByte, DEC);

蓝牙模块连接

TX： 接Arduino UNO开发板"RX"引脚
RX： 接Arduino UNO开发板"TX"引脚
GND： 接Arduino UNO开发板"GND"引脚
VCC： 接Arduino UNO开发板"5V"或"3.3V"引脚

手机蓝牙助手

  想实现手机蓝牙遥控小车，手机APP是必不可少的，目前网上有很多蓝牙串口助手，省去了我们自己写APP的时间，当然如果朋友你有能力或者想自己DIY的话也可以尝试自己写APP，在这里我推荐大家用这款手机蓝牙助手（百度上搜手机蓝牙串口助手就可以搜到，挺好用的）

  如果不想自己去找的话可以到我的百度网盘下载 [点击这里下载](http://pan.baidu.com/s/1pKClRTL)

  下载并安装后打开APP，在这里可能会提示你有新版本请求更新，建议点击以后再说（暂时不更新），以我的经验，一般点击立即更新都会更新失败。

  进入主界面，左上角会提示"蓝牙未连接"，这个时候我们可以先对蓝牙助手的界面进行自定义设置。点击右下角的三个点（在我这里是这样的，其他手机可能不同，如果没有这三个点可以试着点击手机的功能键），选择“更多”。   然后选择“地面站设置”进入自定义界面，往下拖动，找到“自定义按键[x]”，在此我们对按键[1][2][3][4][6]进行自定义设置。 **  点击自定义按键[1]，将其“显示名称”属性改为“停止”，“点击发送”属性改为“00”，并点击“确定”保存** 同理更改其他按键：

点击自定义按键[2]，将其“显示名称”属性改为“前进”，“点击发送”属性改为“01”，并点击“确定”保存
点击自定义按键[4]，将其“显示名称”属性改为“左转”，“点击发送”属性改为“03”，并点击“确定”保存
点击自定义按键[5]，将其“显示名称”属性改为“后退”，“点击发送”属性改为“02”，并点击“确定”保存
点击自定义按键[6]，将其“显示名称”属性改为“右转”，“点击发送”属性改为“04”，并点击“确定”保存

  以上修改的属性值即为我们点击对应按键之后，蓝牙串口助手自动通过蓝牙发送的数据，与上一篇所定义的小车的几个状态一致，这样方便在Arduino在接收到蓝牙模块的数据后对小车的状态进行控制。

#define STOP      0
#define FORWARD   1
#define BACKWARD  2
#define TURNLEFT  3
#define TURNRIGHT 4

修改后属性如下图

下面就来看看我们修改的效果吧，点击“模式切换”

这时候你就可以看到我们自定义的按键咯，看看修改前后的对比吧。   接下来我们将连接蓝牙，仍然点击右下角的三个点，然后点击“连接”   一般没有连接过蓝牙模块的时候“已配对的设备”下面没有可选择的设备名称，因此我们要点击“扫描新设备”来检测我们的蓝牙模块，扫描成功后蓝牙模块的名称将显示在“已配对的设备”一栏中   点击我们的蓝牙模块的名称，输入密码进行配对。配对成功后在蓝牙串口助手的左上角会显示“蓝牙已连接”字样，恭喜你，这时候你已经连接成功。

小科普：
  蓝牙模块上电（只简单连接"VCC"和"GND"引脚）之后，其他蓝牙设备即可与其连接，一般蓝牙模块默认初始连接密码为"0000"或"1234"，如果连接不上蓝牙，请尽快与厂商或者店家联系。蓝牙模块上电后LED指示灯不断闪亮，当有设备连接预期连接之后会隔一段闪两下，蓝牙串口助手也会有相应已连接的提示。

Arduino代码编写

新建一个工程，将下面代码复制到工程内

#define STOP      0
#define FORWARD   1
#define BACKWARD  2
#define TURNLEFT  3
#define TURNRIGHT 4

int leftMotor1 = 4;
int leftMotor2 = 5;
int rightMotor1 = 6;
int rightMotor2 = 7;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);
  pinMode(leftMotor1, OUTPUT);
  pinMode(leftMotor2, OUTPUT);
  pinMode(rightMotor1, OUTPUT);
  pinMode(rightMotor2, OUTPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  //usart read
  if(Serial.available()>0)
  {
    char cmd = Serial.read();//读取蓝牙模块发送到串口的数据
  
    Serial.print(cmd);
    motorRun(cmd);
      
  }  
}
void motorRun(int cmd)
{
  switch(cmd){
    case FORWARD:
      Serial.println("FORWARD"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, HIGH);
      digitalWrite(leftMotor2, LOW);
      digitalWrite(rightMotor1, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor2, LOW);
      break;
     case BACKWARD:
      Serial.println("BACKWARD"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, LOW);
      digitalWrite(leftMotor2, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor1, LOW);
      digitalWrite(rightMotor2, HIGH);
      break;
     case TURNLEFT:
      Serial.println("TURN  LEFT"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, HIGH);
      digitalWrite(leftMotor2, LOW);
      digitalWrite(rightMotor1, LOW);
      digitalWrite(rightMotor2, HIGH);
      break;
     case TURNRIGHT:
      Serial.println("TURN  RIGHT"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, LOW);
      digitalWrite(leftMotor2, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor1, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor2, LOW);
      break;
     default:
      Serial.println("STOP"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, LOW);
      digitalWrite(leftMotor2, LOW);
      digitalWrite(rightMotor1, LOW);
      digitalWrite(rightMotor2, LOW);
  }
}

  朋友们大概也发现了，这个代码和上一篇的代码基本上相同，只不过增加了串口的内容。

##代码详解
  串口初始化函数，想要通过串口的库函数对串口进行操作，必须在void set_up()函数中对其进行初始化。

Serial.begin(9600);

  在void loop()函数内，加入了检测串口接收内容的函数，并将接收到的命令输入到 void motorRun(int cmd)函数中控制小车运动。

if(Serial.available()>0)
  {
    char cmd = Serial.read();
  
    Serial.print(cmd);
    motorRun(cmd);
  }  

蓝牙小车测试

  下载程序之后，重新连接蓝牙模块，切换到我们自定义的按键界面，快试试蓝牙遥控小车吧。

可能遇到的问题

  由于大家用的手机蓝牙串口助手可能不同，或者软件版本的不同，很容易出现如下的情况：

  好像看起来并没有什么毛病，但是小车就是不会运转。这种情况是因为手机蓝牙串口助手向手机发送的是[ASCII码](https://baike.baidu.com/item/ASCII/309296?fr=aladdin)，虽然打印出来也是0、1、2、3、4，但是在C语言里面这种应该表示为char类型，例如

char cmd = '1';	// ASCII码、字符1
int cmd = 1;	//整型1


#define STOP      0		// 程序中的宏定义
#define FORWARD   1
#define BACKWARD  2
#define TURNLEFT  3
#define TURNRIGHT 4

而在程序里面的宏定义中使用的是整型的1，因此才会出现虽然接收到了信号，但是小车不会动的情况，在这种情况下，需要对其进行特殊处理，将loop函数修改成下面这样，其他程序保持不变：

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  //usart read
  if(Serial.available()>0)
  {
    int cmd = Serial.read();//读取蓝牙模块发送到串口的数据
  	if (cmd != 10)	// 10代表是判断接收到的数据是否是换行符，如果是换行符的话就不控制小车运动
  	{
	    Serial.print(cmd-48);	// 48是ASCII吗中字符‘0‘对应的10进制数，'0','1'等每个字符型的数字减去'0'后即可得到整型的0，1等
	    motorRun(cmd-48);
    }
      
  }  
}

附件

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