arduino入门-用arduino uno制作基于蓝牙的数据监控系统

一、前言

本文章所制作装置是一个以arduino uno为核心的、基于蓝牙的数据监控系统，其中涵盖包含（1）对舵机的控制（2）读取电位器电压信号（3）蓝牙串口通讯（4）oled显示 四部分内容，仅供教学以及实验使用，不深入探究实用价值。
上文所提及四部分内容单独链接：
（1）对舵机的控制
arduino控制舵机缓慢旋转90°

（2）读取电位器电压信号
arduino读取电压相对值（模拟读取传感器数值）

（3）蓝牙串口通讯
arduino完成两个HC-05蓝牙模块间的配对，实现简单的无线串口通讯

（4）oled显示
arduino控制.96寸oled显示图案、中英文文字、以及变量

一、准备工作

需要准备的材料有：arduino uno、电位器一个、HC-05蓝牙模块两个、舵机一个、0.969寸oled显示屏一个、面包板一个、usb转ttl串口模块一个、杜邦线若干
需要准备的软件：串口调试助手

二、接线图

总接线图如下图所示：

接线图略显复杂，但是其实大部分都是正负极的接线，若把正负极去掉，既可以简单明了的看出接线的规则：

传感器接口	单片机接口
蓝牙 RX	arduino TX
蓝牙 TX	arduino RX
电位器信号口	arduno A1引脚
舵机信号口	arduino 9号引脚
oled SCL	arduino A5引脚
oled SDA	arduino A4引脚

即：

三、数据监控系统代码

代码为前言提到的四个部分代码的组合，可以阅读其四个部分的文章了解详情。
代码如下：

#include <U8g2lib.h>                       //u8g2库
#include <Servo.h>                         //舵机库
Servo myservo;                             //定义舵机命名其为myservo
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_SW_I2C u8g2(U8G2_R0,SCL,SDA);   //配置构造函数      
int a=10;                                  //定义变量a代表传感器数值

void setup() 
{
    
    
    u8g2.begin();                          //启动u8g2驱动程序
    myservo.attach(9);                     //设置舵机控制引脚为9号 
    rotation(5);                           //舵机旋转至5°
    face();                                //显示logo
    delay(1000);                           //显示logo持续一秒钟
    Serial.begin(9600);                    //打开串口，设置波特率9600
}
 
void loop() 
{
    
    
    a=analogRead(A1);                      //读取电位器数值，模拟传感器数据，将其值赋给变量b
    Serial.println(a);                     //将b在串口中打印，（从而通过蓝牙传输到电脑中）
    if(a>900)                              //如果传感器数值大于阈值900，则舵机旋转115°（模拟警报动作）
    {
    
    
        rotation(120);                     //舵机旋转至120°
    }
    else
    {
    
    
        rotation(5);                       //小于阈值，则舵机旋转至5°
    }
    letter(a);                             //显示变量数值 
}


void face()
{
    
    
    u8g2.clearBuffer();                                    //清空显示屏缓存
    
    u8g2.drawCircle(56,40,8,U8G2_DRAW_LOWER_LEFT);         //画四分之一圆，圆心坐标（56,44），半径8
    u8g2.drawCircle(56,40,8,U8G2_DRAW_LOWER_RIGHT);        //画四分之一圆
    u8g2.drawCircle(72,40,8,U8G2_DRAW_LOWER_LEFT);         //画四分之一圆
    u8g2.drawCircle(72,40,8,U8G2_DRAW_LOWER_RIGHT);        //画四分之一圆
    u8g2.drawCircle(56,41,8,U8G2_DRAW_LOWER_LEFT);         //加粗画四分之一圆
    u8g2.drawCircle(56,41,8,U8G2_DRAW_LOWER_RIGHT);        //加粗画四分之一圆
    u8g2.drawCircle(72,41,8,U8G2_DRAW_LOWER_LEFT);         //加粗画四分之一圆
    u8g2.drawCircle(72,41,8,U8G2_DRAW_LOWER_RIGHT);        //加粗画四分之一圆
    u8g2.drawLine(40,18,20,30);                            //画斜线，两端点坐标分别是（40，18）（20,30）
    u8g2.drawLine(88,18,108,30);                           //画斜线
    u8g2.drawLine(40,17,20,29);                            //加粗画斜线
    u8g2.drawLine(88,17,108,29);                           //加粗画斜线
    
    u8g2.sendBuffer();                                     //加载以上内容
}

  void letter(int a)
{
    
       
    u8g2.clearBuffer();                                    //清空显示屏缓存
    
    //int8_t a=u8g2.getMaxCharHeight();                      //获取最大高度
    //int8_t b=u8g2.getMaxCharWidth();                       //获取最大宽度
    
    u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_t_chinese2);            //设置字体
    u8g2.drawUTF8(20,17,"智能检测系统");                    //显示文字，左下角位置坐标为（20，17）
    u8g2.drawUTF8(50,34,"：");                             //显示:，左下角坐标为（50,34）
    u8g2.drawUTF8(0,34,"位移为:");
    u8g2.setCursor(64,34);                                 //设置将要打印变量的左下角坐标
    u8g2.drawUTF8(0,34,"位移为:");
    u8g2.print(a);                                         //打印变量a
     
    u8g2.sendBuffer();                                     // 加载以上内容
  }

void rotation(int angle)                //舵机旋转函数，输入目标角度angle
{
    
    
  int anglex=myservo.read();          //读取舵机实际角度，将其值赋给anglex
    if(angle>anglex)                    //如果实际角度小于目标角度，则逐渐增大角度至目标角度为止
    {
    
    
        for(int i=anglex;i<angle;i++)
        {
    
    
          myservo.write(i);   
            delay(15);
        } 
    }
    else if(angle<anglex)               //如果实际角度大于目标角度，则逐渐减小角度至目标角度为止
    {
    
    
        for(int i=anglex;i>angle;i--)
        {
    
    
          myservo.write(i);  
            delay(15); 
        }
    }  
}

四、系统调试

**常见问题
（1）设置完毕蓝牙扔无法配对：
解决方法：
首先确保蓝牙配置正确，即量蓝牙密码相同、地址已设置、波特率一致
若配置正确，则假设使用到的蓝牙分别为A和B，先对A进行断电重启，等待数秒，查看是否配对成功；若不成功则对B进行断电重启，等待数秒直至配对成功。
（2）arduino上传出错
先拔掉蓝牙两根数据线再进行上传即可
（3）oled不亮
arduino断电重启等待数秒

调试完毕后可以实现如下功能：
（1）开机显示logo图案一秒钟
（2）旋转电位器，可以看到oled上的数值动态变化
（3）数值大于900，则舵机转到120°位置
（4）数值小于900，舵机自动旋转回5°原点位置
（5）打开串口通讯助手，可以看到数值同步通过蓝牙传输到电脑当中（可以编写电脑程序来对传输来的数据进行监控、分析以及处理）
调试完毕后效果如下：
启动效果：

启动完毕：

旋转电位器：

蓝牙通讯：