基于51單片機(jī)藍(lán)牙控制照明系統(tǒng)

1、摘要隨著社會(huì)的發(fā)展人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，照明在能耗中所占的比例日益增加,因而照明節(jié)能也日顯重要?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外普及使用的節(jié)能開(kāi)關(guān)基本有聲控型、觸摸型、感光型等。這幾種開(kāi)關(guān)各有自己的弊端，如聲控型不適合環(huán)境嘈雜場(chǎng)所、感光型開(kāi)關(guān)在無(wú)人期間不能自動(dòng)關(guān)閉。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（microcontroller unit）， 常用英文字母的縮寫mcu表示單片機(jī)，單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。單片機(jī)由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)（最小系統(tǒng)）。和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)缺少了外圍設(shè)備等

2、。概括地講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。單片機(jī)由僅有cpu的專用處理器芯片發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和cpu集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成到復(fù)雜的對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。本文利用所學(xué)51單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)和藍(lán)牙2.0通信技術(shù)設(shè)計(jì)完成一套無(wú)線遙控家電開(kāi)關(guān)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)詳細(xì)地講述了51單片機(jī)控制原理和單片機(jī)編程技術(shù)，hc-06藍(lán)牙通信技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)。整個(gè)系統(tǒng)以stc89c52單片機(jī)為核心，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)

3、hc-06藍(lán)牙指令的解析與繼電器開(kāi)關(guān)控制指令的發(fā)出。 藍(lán)牙通信單元采用工業(yè)級(jí)的hc-06藍(lán)牙模塊來(lái)完成，藍(lán)牙模塊在整個(gè)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)藍(lán)牙指令的接收和傳輸；家電開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制部分采用4路繼電器開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，繼電器開(kāi)關(guān)是典型的弱電信號(hào)控制型照明系統(tǒng)開(kāi)關(guān)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、藍(lán)牙、照明系統(tǒng)abstractwith the development of society, people's quality of life is becoming more and more demanding, and the proportion of lighting in the energy consumption

4、 is increasing. now the popularity of energy-saving switch at home and abroad, the basic use of voice control, touch type, sensitive type, etc. these switches have their own drawbacks, such as voice type is not suitable for noisy environment, photosensitive switch can not be automatically shut down

5、during the unmanned. as the single chip computer is a typical embedded micro controller (microcontroller unit), usually abbreviated as mcu english letters single-chip microcontroller also known as single-chip microcontroller, it is not the completion of a logic function of the chip, but a computer s

6、ystem integrated into a chip. the single chip microcomputer is composed of an arithmetic device, a controller, a memory, an input and output device, which is equivalent to a microcomputer. compared with the computer, scm, such as the lack of peripherals. generally speaking: a chip is a computer. the

7、 utility model has the advantages of small size, light weight, low cost and convenient conditions for learning, application and development. at the same time, learning to use the mcu is to understand the principle and structure of the computer the best choice.scm is widely used in the field of indus

8、trial control. single chip processor developed by only cpu dedicated chip. the first idea is to integrate a large number of peripherals and cpu in a single chip, so that the computer system is smaller, more easily integrated into the complex requirements of the control of the volume of equipment. in

9、 this paper, we design a set of wireless remote control switch system based on the 51 basic knowledge of mcu and the technology of bluetooth and 2. this design describes in detail the 51 single-chip microcomputer control principle and single-chip programming technology, hc-06 bluetooth communication

10、 technology and automation control technology. the whole system is based on stc89c52 single chip microcomputer, and the analysis of the hc-06 bluetooth command and the control of the relay switch control instructions. bluetooth communication unit using hc-06 bluetooth module to complete the industri

11、al level, the bluetooth module is responsible for bluetooth instruction in the whole system of receiving and transmission; automatic control appliance switch using 4 way relay switch to achieve the relay switch control is a typical type of weak current signal lighting system switch.keywords: mcu, bl

12、uetooth, lighting system摘要1abstract11緒論41.1 課題研究的背景41.2 課題的研究意義52 體統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)62.1 選擇單片機(jī)62.2 藍(lán)牙設(shè)備72.3 檢測(cè)光照82.4 繼電器83 硬件的設(shè)計(jì)93.1 系統(tǒng)硬件概述93.2 cpu的介紹93.3 主接線圖設(shè)計(jì)103.4 藍(lán)牙通信模塊設(shè)計(jì)104 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)114.1 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)114.2 程序仿真124.2.1 keil簡(jiǎn) 介125 系統(tǒng)測(cè)試155.1 藍(lán)牙通信模塊測(cè)試155.2 單片機(jī)最小電路測(cè)試16總結(jié)16參考文獻(xiàn)18致謝191緒論 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，教育在全社會(huì)愈加被關(guān)注和重視，

13、校園規(guī)模也隨著受教育者的數(shù)量增加而不斷擴(kuò)大，教室的數(shù)量也大幅度增加。為使師生有舒適的教學(xué)和學(xué)習(xí)的環(huán)境，無(wú)論是教室的面積、設(shè)施和照度，校方在力所能及的范圍內(nèi)，都付出了十分的努力。但由于學(xué)校開(kāi)放型的管理模式，以及全員的節(jié)能意識(shí)的淡薄，高校的教室在白天室內(nèi)照度很高的情況下，仍然普遍存在開(kāi)燈作業(yè)；即使室內(nèi)無(wú)人或人數(shù)很少的情況下，也是全部開(kāi)啟室內(nèi)照明。夜間許多教室，即使僅有幾個(gè)學(xué)生在教室自習(xí)，但室內(nèi)照明全部開(kāi)啟，絕不會(huì)有師生因?yàn)橹挥猩贁?shù)人而僅開(kāi)幾盞燈。長(zhǎng)明燈比比皆是，人走不熄燈的現(xiàn)象到處存在。這種有形和無(wú)形的浪費(fèi)，給校方的水電支出帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)。學(xué)校的水電支出約占全校經(jīng)費(fèi)支出的1415，電費(fèi)支出占據(jù)較

14、重比例。其中主要能耗浪費(fèi)較大的是：教室照明和空調(diào)的使用。而教室照明的浪費(fèi)源自予長(zhǎng)明燈、白天亮燈、不合理使用照明以及舊燈管的不及時(shí)更換。單片機(jī)的出現(xiàn)至今已經(jīng)有30多年的歷史了。微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，促進(jìn)微型計(jì)算機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，單片機(jī)（單片微型計(jì)算機(jī)）的應(yīng)用已經(jīng)滲透到廣泛滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、軍事、交通、通信等相關(guān)行業(yè)，而且也深入到家電、娛樂(lè)、藝術(shù)、社會(huì)文化等各個(gè)領(lǐng)域，并掀起了一場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)革命。單片微型計(jì)算機(jī)就是將中央處理單元、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。因此一塊芯片就構(gòu)成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域、智能儀器儀表、尖端武器、日常生

15、活中最廣泛使用的計(jì)算機(jī)。1.1 課題研究的背景隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、控制等技術(shù)的發(fā)展,智能建筑的發(fā)展越來(lái)越迅猛。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)智能建筑存在效率低、能耗高的現(xiàn)象。就智能建筑的照明系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，許多地方的燈經(jīng)常是從早到晚開(kāi)著的，不管這些房間或樓道是否有人，也不管有多少人。或者，當(dāng)自然光照度很好時(shí)，燈不能及時(shí)關(guān)閉；反之，當(dāng)自然光照度難以滿足人的需求時(shí)，又不能及時(shí)打開(kāi)燈光。這種照明方式，不僅造成能源的浪費(fèi)，而且不能滿足人對(duì)照明的基本需求，同時(shí)也給人的視力造成了很大的影響。現(xiàn)代照明除了滿足人的基本生活、學(xué)習(xí)要求之外，將更注重能量的節(jié)省和使用上的便利，以及滿足人類工程學(xué)的個(gè)性方面的要求。特別是近年來(lái)大廈內(nèi)利

16、用計(jì)算機(jī)工作的人員比例上升，不同視覺(jué)要求的工作的數(shù)量和復(fù)雜程度大大增加。所以要做到合理、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，首先應(yīng)采用先進(jìn)成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，如電光源、燈具、照明控制系統(tǒng)。因此，適應(yīng)不同個(gè)人和工作需要，結(jié)合自動(dòng)調(diào)節(jié)與手動(dòng)調(diào)節(jié)的智能化照明系統(tǒng)已經(jīng)成為必不可少了。目前國(guó)內(nèi)大部分家用電器開(kāi)關(guān)仍舊是傳統(tǒng)的機(jī)械式按鍵開(kāi)關(guān)。原因是傳統(tǒng)式的電器開(kāi)關(guān)開(kāi)發(fā)周期短，制作成本低，方案成熟，因而在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上都是傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)占據(jù)著主要的市場(chǎng)份額。然而，隨著人們生活條件的逐步提高，家用電器的價(jià)格不斷降低，使得大部分家庭都能夠負(fù)擔(dān)的起這些家電的使用，但是當(dāng)人們把一個(gè)個(gè)新的家電從市場(chǎng)搬到家后會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的問(wèn)題，就是室內(nèi)電

17、源開(kāi)關(guān)有限，必需外接電源插板方可使用，這使得家用電器使用的便利性大打折扣，重新裝修布線又會(huì)帶來(lái)很大的金錢投入，正因?yàn)槿绱?，最近幾年?lái)很多公司已經(jīng)開(kāi)始投入研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)綜合性、智能化、便捷性、無(wú)線遙控家電開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)，智能化家電開(kāi)關(guān)與傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)有著本質(zhì)上的區(qū)別，智能化家電開(kāi)關(guān)采用繼電器控制，完全脫離了實(shí)際的傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)，繼電器開(kāi)關(guān)的存在已經(jīng)有了很長(zhǎng)一段時(shí)間了，在很多遙控家電開(kāi)關(guān)中已經(jīng)得到了普及和應(yīng)用。目前市場(chǎng)上傳統(tǒng)的遙控家電開(kāi)關(guān)已經(jīng)不能滿足人們的對(duì)家電控制的要求了，傳統(tǒng)的遙控器具有單一性，每種遙控器只能控制一種家用電器，隨著家用電器的逐步增加，使得眾多的遙控器很難去分辨，因而綜合性、多用途的遙控器將是為

18、了發(fā)展的方向。在國(guó)外，20世紀(jì)末無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)以及得到推廣和應(yīng)用，比國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)早了近20年，美國(guó)最早的藍(lán)牙遙控開(kāi)關(guān)并未用在家用電器上，而是用在工業(yè)的計(jì)算機(jī)上，我們熟知的筆記本電腦的藍(lán)牙文件上傳功能，藍(lán)牙無(wú)線打印功能這些都是早期的典型藍(lán)牙傳輸?shù)膽?yīng)用。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)被眾多的手機(jī)廠商所應(yīng)用，正是由于手機(jī)藍(lán)牙的應(yīng)用，使藍(lán)牙技術(shù)由傳統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用發(fā)展到了日常應(yīng)用，各種手機(jī)藍(lán)牙控制設(shè)備也逐步被開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用。1.2 課題的研究意義目前利用普通開(kāi)關(guān)來(lái)控制電燈開(kāi)關(guān)的方法有兩種：?jiǎn)慰亻_(kāi)關(guān)和雙聯(lián)雙控開(kāi)關(guān)。前者只起燈的單一地點(diǎn)控制通斷作用；后者可實(shí)現(xiàn)二地可控制電燈通斷作用。人們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常遇到以

19、下情況，躺在床上看書(shū)或看電視時(shí)，書(shū)可以隨手放在枕頭邊電視可以用手中的遙控器來(lái)開(kāi)關(guān)，但是燈電燈如何方便的控制呢？現(xiàn)有的常見(jiàn)開(kāi)關(guān)有如下缺點(diǎn)：（一）不方便；（二）不安全，有時(shí)為了方便開(kāi)關(guān)進(jìn)行私接電線這樣很不安全。（三）控制地點(diǎn)少，最多只能實(shí)現(xiàn)兩地控制。為了解決以上問(wèn)題，在設(shè)計(jì)過(guò)程中想到了生活中無(wú)處不在的無(wú)線技術(shù)，如無(wú)線鼠標(biāo)、無(wú)線耳機(jī)、無(wú)線路由器、無(wú)線遙控器、無(wú)線收音機(jī)等等，其實(shí)無(wú)線技術(shù)主要有調(diào)頻無(wú)線技術(shù)、紅外無(wú)線技術(shù)和藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)三種。其中藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)實(shí)際上是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)。說(shuō)得通俗一點(diǎn)，是藍(lán)牙技術(shù)使現(xiàn)代一些易攜帶的移動(dòng)通信設(shè)備和電腦設(shè)備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線上因特網(wǎng)，其實(shí)際

20、應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車等家電，組成一個(gè)巨大的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。紅外無(wú)線技術(shù)是設(shè)備或者系統(tǒng)通過(guò)紅外輻射傳遞數(shù)據(jù)的一種無(wú)線技術(shù)。調(diào)頻無(wú)線技術(shù)也最早使用的無(wú)線電技術(shù)。只要利用這三種技術(shù)中的一種我們就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制電燈開(kāi)關(guān)了。2 體統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1 選擇單片機(jī)單片機(jī)為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，選擇一款合適的單片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成功與否起著至關(guān)重要的作用，目前市場(chǎng)上單片機(jī)種類型號(hào)千差萬(wàn)別，從基礎(chǔ)的8位單片機(jī)到高端的64位單片機(jī)，價(jià)格從幾元到上百元不等，如此眾多的單片機(jī)，如何才能選擇一款適合本設(shè)計(jì)的型號(hào)呢？首先要從設(shè)計(jì)的功能上著手，由于系統(tǒng)功能相對(duì)較少，只是實(shí)現(xiàn)與gsm模塊的通信

21、以及繼電器控制指令的發(fā)出，因而不需要選擇引腳多的太高端的單片機(jī)；其次要考慮到設(shè)計(jì)的成本要求，目前市場(chǎng)上8位單片機(jī)相比16位以上單片機(jī)具有很好的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，考慮到8位單片機(jī)完全能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的功能要求，因而本設(shè)計(jì)首選單片機(jī)是8位單片機(jī)；最后還需要考慮到單片機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中程序編譯調(diào)試的可操作性以及實(shí)用性，鑒于以上各種原因考慮，本設(shè)計(jì)最終選擇市場(chǎng)上較為普及的8位單片機(jī)作為系統(tǒng)的單片機(jī)mcs-51單片機(jī)應(yīng)用最廣泛的型號(hào)， 現(xiàn)在以其為代表介紹其參數(shù)。at89c51單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存

22、儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行i/o口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過(guò)片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是cpu加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有以下幾部分： n 1.微處理器 該單片機(jī)中有一個(gè)8位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量的處理。 n 2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 片內(nèi)為128個(gè)字節(jié)，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)，用來(lái)存儲(chǔ)程序在運(yùn)行期間的工作變量、運(yùn)

23、算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 n 3.程序存儲(chǔ)器由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲(chǔ)器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲(chǔ)器，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)。 n 4.中斷系統(tǒng) 具有5個(gè)中斷源，2級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)。 n 5.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 片內(nèi)有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 具有四種工作方式。  6.串行口 1個(gè)全雙工的串行口，具有四種工作方式?？捎脕?lái)進(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行i/o口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能

24、更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。 n 7.4個(gè)并行8位i/o口 分別為p1口、p2口、p3口、p4口 特殊功能寄存器 共有21個(gè)，用于對(duì)片內(nèi)的個(gè)功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)具有特殊功能的ram區(qū)。2.2 藍(lán)牙設(shè)備藍(lán)牙通信模塊我們采用的是移摩通訊的hc-06藍(lán)牙模塊，該藍(lán)牙模塊具有成本低、體積小、收發(fā)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。模塊采用bluetooth2.1,遵循v2.1+edr藍(lán)牙規(guī)范，可以與安卓智能手機(jī)完美通信，可編程i/o口。供電電源為：+5vdc 80ma。主要引腳如下：（1）atus：藍(lán)牙狀態(tài)輸出，持續(xù)高電平表示數(shù)據(jù)

25、鏈路已經(jīng)連通?？梢越訂纹瑱C(jī)的io口來(lái)查詢藍(lán)牙的狀態(tài)。這個(gè)status不是必須連接的。（2）vcc：電源接口，接5v必須連接。（3）gnd：電源負(fù)極必須連接。（4）txd：數(shù)據(jù)輸出接口，需要連接單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入接口，一般單片機(jī)io的名稱為rx或者rxd。（5）rxd：數(shù)據(jù)接收接口，需要連接單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送接口，一般單片機(jī)io的名稱為tx或者txd。2.3 檢測(cè)光照方案一、采用光敏二極管或三極管等光傳感器件把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字 電平，然后直接接入單片機(jī)io引腳。 方案二、采用光敏電阻把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓值（模擬值），然后通過(guò)運(yùn) 放后給單片機(jī)輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)。由于光敏電阻屬于純阻性

26、器件，所以采用方案一。2.4 繼電器(1) 繼電器為單刀雙擲，一個(gè)公共端、一個(gè)常開(kāi)端、一個(gè)常閉端。(2) 低電平吸合，高電平釋放，吸合是指示燈亮，釋放時(shí)指示燈滅。(3) vcc為系統(tǒng)電源，jd_vcc為繼電器電源。默認(rèn)發(fā)5v繼電器，插上跳線帽即可。(4) 接線說(shuō)明：vcc：系統(tǒng)電源正極，gnd：系統(tǒng)電源負(fù)極，in1-in2:繼電器控制端口3 硬件的設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)硬件概述系統(tǒng)以單片微型計(jì)算機(jī)為核心外加多種接口電路組成，共有六個(gè)主要部分：c51芯片、光信號(hào)采集電路、人體信號(hào)采集電路、延時(shí)選擇電路、輸出控制電路、藍(lán)牙控制模塊。藍(lán)牙模塊fbt-06，兩路繼電器模塊srd-05vdc-sl-c，電燈

27、杜邦線等。繼電器為單刀雙擲，一個(gè)公共端、一個(gè)常開(kāi)端、一個(gè)常閉端，最大輸出為直流30/10a、交流250/10a。電源輸出是ac220v變dc5v。在使用時(shí)由于藍(lán)牙模塊出現(xiàn)問(wèn)題，因此我們借用了實(shí)驗(yàn)室中的hc-06。通過(guò)三個(gè)部分來(lái)完成這套無(wú)線控制開(kāi)關(guān)。第一個(gè)是信號(hào)傳輸?shù)乃{(lán)牙模塊部分，第二個(gè)是進(jìn)行下達(dá)指令的單片機(jī)部分、第三個(gè)是完成執(zhí)行任務(wù)的繼電器部分。3.2 cpu的介紹本系統(tǒng)采用了atmel公司mcs-51系列單片機(jī)中的at89c51芯片，它是低壓高性能cmos 8位微處理器，帶有4k字節(jié)flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部ram，15個(gè)io口線，兩個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全

28、雙工串行通信口。3.3 主接線圖設(shè)計(jì)主控制器采用at89c51單片機(jī)作為微處理器，at89c51是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（cpu）和flash 存儲(chǔ)單元。3.4 藍(lán)牙通信模塊設(shè)計(jì)目前市場(chǎng)上主流的藍(lán)牙為2.0的藍(lán)牙模塊，同時(shí)市場(chǎng)上基于安卓系統(tǒng)的藍(lán)牙手機(jī)也均采用藍(lán)牙2.0作為藍(lán)牙通信設(shè)備，目前只有蘋果操作系統(tǒng)的手機(jī)和個(gè)別的高端手機(jī)上面采用藍(lán)牙4

29、.0的藍(lán)牙接口，考慮到通用性和兼容性，系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙2.0模塊作為系統(tǒng)藍(lán)牙的設(shè)計(jì)方案。常用的藍(lán)牙2.0標(biāo)準(zhǔn)的模塊有hc-06和hc-06兩種，下面通過(guò)對(duì)兩種藍(lán)牙模塊的介紹和對(duì)比論證，選擇其中一款藍(lán)牙模塊作為系統(tǒng)的藍(lán)牙通信設(shè)計(jì)方案。方案一：采用hc-06藍(lán)牙模塊，hc-06藍(lán)牙模塊是一款高性能的藍(lán)牙主從一體串口通信模塊，它可以和多種帶藍(lán)牙功能的電腦、手機(jī)、pad等智能終端進(jìn)行配對(duì)，該模塊支持非常寬的波特率范圍：4800-1382400，并且可兼容5v和3.3v單片機(jī)系統(tǒng)，使用方便連接靈活具有較高的性價(jià)比，同時(shí)hc-06為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，性能穩(wěn)定、可靠性較高。方案二：采用hc-06藍(lán)牙模塊，hc-

30、06藍(lán)牙為從設(shè)備，他可以與其它2.0標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙設(shè)備之間進(jìn)行通信，但是它只能作為從設(shè)備，沒(méi)法充當(dāng)主設(shè)備來(lái)使用，同時(shí)hc-06為普通消費(fèi)級(jí)別的芯片，在可靠性和穩(wěn)定性上比hc-06稍差一些，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格相比hc-06較低，在一些低端的應(yīng)用場(chǎng)合已經(jīng)對(duì)成本控制要求較高的場(chǎng)合應(yīng)用較為普及。通過(guò)對(duì)上述兩種方案的比較，由于系統(tǒng)藍(lán)牙通信作為整個(gè)系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，充分考慮到穩(wěn)定度的要求，系統(tǒng)最終采用hc-06藍(lán)牙模塊作為系統(tǒng)藍(lán)牙通信設(shè)計(jì)的方案選擇。系統(tǒng)藍(lán)牙通信模塊子程序主要完成手機(jī)藍(lán)牙指令的接收以及和單片機(jī)直接的數(shù)據(jù)通信等，此部分程序的完成是整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵所在。圖為系統(tǒng)藍(lán)牙通信子程序流程圖。

31、4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)軟件部分的主要任務(wù)是完成對(duì)光照檢測(cè)電路和對(duì)熱釋電傳感器信號(hào)處理電路的輸出信號(hào)進(jìn)行處理。在光照較強(qiáng)時(shí)，系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)光照檢測(cè)電路的輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。光照較弱時(shí)，系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理電路的輸出狀態(tài)vo進(jìn)行檢測(cè)。若室內(nèi)有人時(shí)vo為高電平，系統(tǒng)控制照明設(shè)備點(diǎn)亮并按設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行延時(shí)。在延時(shí)時(shí)間內(nèi)再一次檢測(cè)到有人時(shí)，則系統(tǒng)又按設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行延時(shí)；若在延時(shí)時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到室內(nèi)無(wú)人時(shí)，則系統(tǒng)控制照明設(shè)備熄滅并重新對(duì)信號(hào)處理電路的輸出狀態(tài)vo進(jìn)行檢測(cè).4.2 程序仿真4.2.1 keil簡(jiǎn)介隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)

32、展，keil軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)mcs-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持keil。該軟件是美國(guó)keil software公司出品的軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其允許用戶使用匯編或者c語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)mcs-51單片機(jī)（或與msc-51指令兼容的其它單片機(jī)）的應(yīng)用軟件。功能上，keil c51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uvision）將這些部份組合在一起。外觀上采用全windows界面，容易上手。性能上，即便是使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，其生成的目標(biāo)代碼效率也非

33、常高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊。 主要模塊程序/* 實(shí)驗(yàn)名 * 使用的io : p2* 實(shí)驗(yàn)效果 : 將接收到發(fā)送回電腦上面。*注意 ：*/#include<reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar flag,busy; uchar a;uchar receivedata; sbit relay1=p20;sbit relay2=p21;void sendstring(uchar *s);void senddata(uchar date)

34、;void usartconfiguration();/* 函數(shù)名 : main* 函數(shù)功能 : 主函數(shù)* 輸入 : 無(wú)* 輸出 : 無(wú)*/void main() relay1=1; /繼電器1賦初值 relay2=1; /繼電器2賦初值usartconfiguration();sendstring("cdef"); / 發(fā)送字符串while(1)if(flag=1) senddata(a);flag=0;switch(a) case 0xcc:relay1=1;relay2=1;break; case 0xdd:relay1=0;relay2=1;break; case

35、0xee:relay1=1;relay2=0;break; case 0xff:relay1=0;relay2=0;break; /* 函數(shù)名 :usartconfiguration()* 函數(shù)功能 :設(shè)置串口* 輸入 : 無(wú)* 輸出 : 無(wú)*/void usartconfiguration()scon=0x50;/設(shè)置為工作方式1tmod=0x20;/設(shè)置計(jì)數(shù)器工作方式2pcon=0x80;/波特率加倍th1=0xf9;/計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置，注意波特率是9600的tl1=0xf9;es=1;/打開(kāi)接收中斷ea=1;/打開(kāi)總中斷tr1=1;/打開(kāi)計(jì)數(shù)器 void sendstring(uchar

36、 *s) while(*s) /檢測(cè)字符串結(jié)束標(biāo)志 senddata(*s+); /發(fā)送當(dāng)前字符 void senddata(uchar date) while (busy); /等待前面的數(shù)據(jù)發(fā)送完成 busy=1; sbuf=date; /寫數(shù)據(jù)到uart數(shù)據(jù)寄存器 /* 函數(shù)名 :usart()* 函數(shù)功能 : 中斷函數(shù)* 輸入 : 無(wú)* 輸出 : 無(wú)*/ void usart() interrupt 4th1=0xf9;/計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置，注意波特率是9600的tl1=0xf9; if (ri) ri = 0;/清除接收中斷標(biāo)志位 a=sbuf;/將接收到的數(shù)據(jù)放入到發(fā)送寄存器 fla

37、g=1; if (ti) ti = 0; /清除ti位 busy = 0; /清忙標(biāo)志 5 系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試，英文是system testing。是將已經(jīng)確認(rèn)的軟件、計(jì)算機(jī)硬件、外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)等其他元素結(jié)合在一起，進(jìn)行信息系統(tǒng)的各種組裝測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試，系統(tǒng)測(cè)試是針對(duì)整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)試，目的是驗(yàn)證系統(tǒng)是否滿足了需求規(guī)格的定義，找出與需求規(guī)格不符或與之矛盾的地方，從而提出更加完善的方案。系統(tǒng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之后要經(jīng)過(guò)調(diào)試找出錯(cuò)誤原因和位置，然后進(jìn)行改正。是基于系統(tǒng)整體需求說(shuō)明書(shū)的黑盒類測(cè)試，應(yīng)覆蓋系統(tǒng)所有聯(lián)合的部件。對(duì)象不僅僅包括需測(cè)試的軟件，還要包含軟件所依賴的硬件、外設(shè)甚至包括某些數(shù)據(jù)、某些支持軟

38、件及其接口等。由于測(cè)試模塊較多這里舉例藍(lán)牙模塊與單片機(jī)最小電路測(cè)試5.1 藍(lán)牙通信模塊測(cè)試藍(lán)牙模塊電路設(shè)計(jì)焊接好后，為了保證模塊能夠正常使用，首先要測(cè)試一下藍(lán)牙模塊收發(fā)功能是否正常，具體測(cè)試過(guò)程如下所述。首先hc-06模塊通過(guò)usb轉(zhuǎn)ttl模塊連接到電腦串口，連接方式如圖所示。hc-06模塊出廠設(shè)置為從模式，所以發(fā)送at+role？得到的返回值為+role：0，發(fā)送at+role=1即可設(shè)置模塊為主機(jī)，若返回值為ok應(yīng)答則模塊設(shè)置成功，注意串口調(diào)試助手要勾選發(fā)送新行，這樣就能自動(dòng)發(fā)送回車了。藍(lán)牙模塊與手機(jī)藍(lán)牙之間的設(shè)置與匹配：統(tǒng)hc-05藍(lán)牙模塊設(shè)置為從設(shè)備，手機(jī)藍(lán)牙為主設(shè)備，當(dāng)手機(jī)安裝好藍(lán)牙

39、串口助手后，打開(kāi)藍(lán)牙調(diào)試助手界面，搜索藍(lán)牙設(shè)備，然后選擇鍵盤模式，設(shè)置鍵盤指令即可。5.2 單片機(jī)最小電路測(cè)試單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)完成后，首先要驗(yàn)證一下最小系統(tǒng)電路是否能夠工作，首先要保證晶振正常起震，檢測(cè)晶振起震可以用示波器觀察晶振引腳的輸出波形，觀察是否有震蕩波形輸出，如果晶振起震，最小系統(tǒng)基本就可以工作了，然后單片機(jī)置入相應(yīng)的io 端口控制程序，此時(shí)可以控制一個(gè)簡(jiǎn)單的燈的亮滅來(lái)驗(yàn)證程序是否正常運(yùn)行。除此之外還有驗(yàn)證最小系統(tǒng)的復(fù)位電路是否能夠起到正常復(fù)位的功能。總結(jié)通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作，鞏固了我在大學(xué)4年里學(xué)過(guò)的知識(shí)，尤其是單片機(jī)和c語(yǔ)言編程方面的知識(shí)，同時(shí)也提高了單片機(jī)編程的能力，獲

40、得了軟件調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，并且也了解到了其它相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，不論是對(duì)今后的工作還是學(xué)習(xí)都有著極大的幫助。 此次設(shè)計(jì)完成的作品主要有如下功能和特點(diǎn)：1、系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙完成4路家用電器開(kāi)關(guān)的遙控控制；2、系統(tǒng)可以通過(guò)外置顯示終端實(shí)時(shí)顯示4路開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)，顯示終端可以方便直觀的觀察到控制指令的接收和解析是否正確，便于功能的調(diào)試。3、整個(gè)系統(tǒng)具有功耗低、操作方便、性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用和推廣價(jià)值。同時(shí)由于時(shí)間倉(cāng)促，自己經(jīng)驗(yàn)不足，在理論方面也相應(yīng)存在缺陷，在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中也存在著一些問(wèn)題，現(xiàn)總結(jié)如下：1、電子電路的設(shè)計(jì)中對(duì)各種影響因素的考慮不夠完全，比如在對(duì)系統(tǒng)電源部分的處理不夠完善，早期系統(tǒng)工作不是很穩(wěn)定。2、沒(méi)有擴(kuò)展更多電路，如室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)功能，通訊接口電路與上位機(jī)（pc機(jī)）進(jìn)行通訊，上位機(jī)顯示功能從而將大量的商品數(shù)據(jù)存于上位機(jī)，然后通過(guò)串口或并口通訊與系統(tǒng)相連，達(dá)到遠(yuǎn)距離監(jiān)控的目的。3、對(duì)各種實(shí)用芯片價(jià)格了解不夠，在選擇上有欠缺，如所選的顯示終端價(jià)格較貴，從而使設(shè)計(jì)成本有所提高。通過(guò)此次遠(yuǎn)程家電開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和總結(jié)對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作帶來(lái)了積極的影響。參考文獻(xiàn)1 李朝青單片機(jī)原理及接口技術(shù)m北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20052 康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分(第五版) m北京：高等教育出版社, 20053 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）m北