基于STM32蓝牙控制小车系统设计（一）

       “基于 stm32f4 的蓝牙控制小车”是一个基于意法半导体与 ARM 公司生产的STM32F4 开发板的集电机驱动模块、电源管理模块、stm32f4 主控模块、蓝牙串口通信模块、android 控制端模块。电机驱动模块使用了两个 L298N芯片来驱动 4 路电机，使能端连接 4 路来自主控板的 PWM 波信号，8 个输入端接主控板的 8 个输出端口；电源管理模块使用了 LM2940-5.0 芯片进行 12V 到5V 的转换，12V 用于电机模块的供电，5V 用于蓝牙模块、传感器等的供电；主控模块采用了 MDK 编辑程序，然后下载到主控板，实现硬件与软件的交互；蓝牙串口通信模块则是采用了 FBT06_LPDB 针插蓝牙模块，与主控板进行串口通信，同时与 android 手机进行通信；android 控制端模块是一个集开启蓝牙、搜索蓝牙、控制小车等功能。用户可以通过 android 控制端进行控制小车的运动，实现一些用户需要的功能和服务。

需求分析：

硬件选型：

电路设计：

软件开发：

系统集成与调试：

系统测试与优化：

生产制造与部署：

        该系统分为电机驱动模块、电源管理模块、主控板、蓝牙通信模块、android 控制端等 5 个模块，如图所示：

        在设计基于STM32的蓝牙控制小车系统时，电源驱动模块起到了为系统各个部分提供稳定电源的作用。以下是关于电源驱动模块的一些步骤和注意事项：

电源需求分析：

选择电源模块：

设计电源部分电路：

布局与连接：

测试与调试：

考虑功耗和效率：

安全性考虑：

电源管理：

        L298N是一款常用的双H桥驱动集成电路，用于直流电机的驱动。它通常采用多引脚封装形式，常见的封装为Multiwatt15或PowerSO20。

Multiwatt15封装：

PowerSO20封装：

       这两种封装形式都能满足大多数基于L298N的电机驱动项目的需求，选择封装形式时需要根据具体的应用场景和系统要求来进行。例如，如果项目对引脚数量有较高要求，或者需要更多的控制功能，可以选择PowerSO20封装；如果项目对封装尺寸有限制，或者控制需求较为简单，可以选择Multiwatt15封装。

        H 桥电路虽然有着诸多的优点，但是在实际制作过程中，由于元件较多，电路的搭建也较为麻烦，增加了硬件设计的复杂度。由于 H 桥电路有诸多的优点，但是在实际制作过程中电路又比较麻烦，因此在本设计中我们采用 H 桥集成电机驱动芯片 L298。L298N 的工作原理和以上介绍的 H 桥相同，引脚图如下图所示：

          L298N 是 ST 公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用 15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达 46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达 3A，持续工作电流为 2A；额定功率 25W。内含两个 H 桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N 芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。L298 的参考电路图如下图所示： L298N的原理图设计通常涉及到与微控制器（如STM32）的连接、电机的连接以及电源供应。

电源供应：

逻辑输入控制：

电机保护：

电机驱动：

电源滤波：

（1）控制板内部带 5V 逻辑电平转换芯片，不需要额外的 5V 供电。 （2）如果 EN1、EN2、EN3、EN4 不接 PWM 调速信号，次脚需要和对应的管教短接。 （3）GND 和 12V 接电机电源，其中 12V 可以接 7V--24V 电平，板子上的电源开关只是控制逻辑 5V 电平的开关，L298 的 12V 电源不受此开关控制。 （4）输出端和输入端一一对应，当输入端为 5V 时，输出端也为高电平，输入端为低电平时输出亦为低电平。