基于單片機(jī)的手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

基于單片機(jī)的手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)摘要在日常生活中時常有隨身貴重物品丟失的情況，花費(fèi)大量的時間和精力去尋找丟失物品也讓人十分苦惱；在日常外出的時候，行走在嘈雜的人群中，家中的老人或小孩難免有走丟的情況發(fā)生。所以本文中就設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的手機(jī)藍(lán)牙防丟器來解決上述問題。

本設(shè)計(jì)的總體構(gòu)成主要由STC89C52RC單片機(jī)、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、藍(lán)牙模塊、聲光報(bào)警電路組成。通過藍(lán)牙模塊HC-05進(jìn)行串口通信，再由89C52單片機(jī)對接收到的串口數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)手機(jī)與藍(lán)牙子板斷開連接就由單片機(jī)控制聲光報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警?；虍?dāng)手機(jī)不知所蹤時，只要手機(jī)與藍(lán)牙子板還在連接狀態(tài)中，也可通過藍(lán)牙防丟設(shè)備上的按鈕進(jìn)行對手機(jī)的反向查找，按下藍(lán)牙主板上的按鈕，手機(jī)就會發(fā)出警報(bào)聲并震動，這樣就能成功實(shí)現(xiàn)手機(jī)的小范圍內(nèi)找回。藍(lán)牙防丟設(shè)備主要由單片機(jī)進(jìn)行控制和藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)通信，突出并利用了藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸通信的實(shí)時性和高效性，才得以使藍(lán)牙防丟設(shè)備具備了強(qiáng)抗擾，低耗能，易攜帶的優(yōu)點(diǎn)以及防丟器最基本的要求：實(shí)用性和精準(zhǔn)性。關(guān)鍵詞：STC89C52RC單片機(jī)，手機(jī)藍(lán)牙，防丟設(shè)備，無線通信Anti-lossdesignofmobilephonebluetoothbasedonMCUAbstractIndailylife,peopleoftenlosetheirvaluables.Andinthedailyout,walkinginthenoisycrowd,thefamilyoftheelderlyorchildrenwillinevitablygetlost.Therefore,thispaperdesignsamobilephonebluetoothanti-lossdevicebasedonsingle-chipmicrocomputertosolvetheaboveproblems.TheoverallcompositionofthedesignismainlycomposedofSTC89C52RCsingle-chipmicrocomputer,resetcircuit,clockcircuit,bluetoothmodulecircuit,sound-lightalarmcircuitandpowersupplymodule.Hc-05throughthebluetoothmoduleforserialcommunication,andthen89C52MCUdockingreceivedserialdataforprocessing,whenthephoneandthebluetoothsub-boarddisconnectionbytheMCUcontrolsound-lightalarmcircuitforalarm.Orwhenthemobilephoneismissing,aslongasthemobilephoneandthebluetoothboardarestillconnected,youcanalsoreversesearchthemobilephonethroughthebuttononthebluetoothanti-lossdevice,pressthebuttononthebluetoothmotherboard,themobilephonewillsendoutanalarmsoundandvibration,sothatthemobilephonecanbesuccessfullyrecoveredwithinasmallrange.Bluetoothanti-lossdeviceismainlycontrolledbysingle-chipmicrocomputerandrealizescommunicationwithbluetoothmodule.Ithighlightsandmakesuseofthereal-timeandhighefficiencyofbluetoothdatatransmissioncommunication,sothatthebluetoothanti-lossdevicehastheadvantagesofstronganti-interference,lowenergyconsumption,easytocarryandthemostbasicrequirementsofanti-lossdevice:practicabilityandaccuracy.Keywords:STC89C52RCMCU,mobilephoneBluetooth，Anti-lostdevice,wirelesscommunication目錄第1章緒論 11.1研究意義 11.2研究現(xiàn)狀 11.3研究內(nèi)容及本文結(jié)構(gòu) 31.4擬實(shí)現(xiàn)的功能介紹與操作過程 4第2章控制系統(tǒng)主要器件的選擇 52.1主控器件STC89C52RC單片機(jī) 52.1.1主要特性 72.1.2引腳功能 82.1.3串口通信 102.1.4SPI通信 132.2藍(lán)牙模塊HC-05 142.2.1HC-05的特點(diǎn) 162.2.2HC-05與52單片機(jī)接線與基本測試 162.3小結(jié) 17第3章硬件電路設(shè)計(jì)及其原理 173.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路及其原理圖 183.1.1復(fù)位電路 183.1.2時鐘電路 203.1.3電源電路 203.2聲光報(bào)警系統(tǒng)電路 213.2.1本設(shè)計(jì)中聲光報(bào)警電路的意義 213.2.2電路構(gòu)成元件 213.2.3電路原理 223.3按鍵輸入電路 223.4小結(jié) 23第4章程序設(shè)計(jì)與編寫 234.1系統(tǒng)程序流圖 234.2主程序編寫 244.3定時程序編寫流程圖 254.4按鍵中斷程序編寫流程圖 26第5章系統(tǒng)制作與調(diào)試 285.1硬件部分焊接與測試 285.1.1藍(lán)牙HC-05與單片機(jī)連接基本測試 285.1.2藍(lán)牙子板按鍵測試 295.1.3HC-05模塊測試 295.2手機(jī)藍(lán)牙功能測試 305.3整體測試 325.4成品展示 33總結(jié)與展望 36參考文獻(xiàn) 37第1章緒論本設(shè)計(jì)制作的是一款基于單片機(jī)的藍(lán)牙防丟器系統(tǒng)。在以前發(fā)生物品丟失的情況，我們可能甚至連物品時何時在何地遺落都無從得知，與猶如刻舟求劍或者地毯式搜索的方法相比，在藍(lán)牙防丟器問世后這一問題就得到了更合理的解決方案，藍(lán)牙防丟控制系統(tǒng)具有便攜，精準(zhǔn)，即時性的優(yōu)點(diǎn)，與當(dāng)今電子通信設(shè)備所需的基本要求完全契合。本藍(lán)牙防丟設(shè)備主要由STC89C52實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和控制，和藍(lán)牙無線通信模塊和聲光報(bào)警電路組成。1.1研究意義在快節(jié)奏的數(shù)字信息時代的日常生活中，相信不止一兩個人曾有過丟失重要隨身物品和財(cái)產(chǎn)的懊悔經(jīng)歷，這種令人狂躁且無奈的感受實(shí)在讓人不想再經(jīng)歷第二次?；蚴窃谕夤浣致糜螘r由于外界嘈雜的環(huán)境就十分有可能遺落貼身的貴重物品。為了消除這一事件出現(xiàn)的可能，這時身邊就需要一個高效便捷的守衛(wèi)，那就是藍(lán)牙防丟設(shè)備，一個手機(jī)藍(lán)牙防丟器就能讓你從丟東西的煩惱中解脫，還能對物品進(jìn)行快速找回，十分便捷且實(shí)用。本文所指的藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)，就是通過設(shè)計(jì)制作一個藍(lán)牙子板與手機(jī)進(jìn)行藍(lán)牙連接，當(dāng)兩設(shè)備相隔超過一定距離就會使藍(lán)牙連接斷開，這時藍(lán)牙子板和手機(jī)都會進(jìn)行報(bào)警來提醒查看物品。方法直接明了，這樣的藍(lán)牙防丟功能，確實(shí)是有存在的必要，難免我們會有找不到所需物品的時候。更多的，該藍(lán)牙控制裝置不僅能用于物品的防丟找回，還能用于解決防止老人和小孩走丟的人身安全問題，將防丟子機(jī)攜帶在老人或小孩的身上，當(dāng)子機(jī)與本人手機(jī)藍(lán)牙連接斷開時，手機(jī)就會報(bào)警來及時提醒你與他們已離開超過一定距離。此設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，可以一定程度上減少物品丟失及老人小孩走丟的問題。所以藍(lán)牙防丟設(shè)備具有強(qiáng)大而廣泛的實(shí)際生活作用，藍(lán)牙防丟系統(tǒng)的研究具有很大的市場價值。1.2研究現(xiàn)狀目前藍(lán)牙防丟設(shè)備按市場分類，現(xiàn)在市場上流行的藍(lán)牙防丟器可分為兩種，第一種是物品防丟，即可對隨身攜帶的貴重物品進(jìn)行保護(hù)；第二種是老人小孩防走丟;即用于防止老人和小孩與使用者離開超過一定距離而走丟。對物品防丟這類的防丟器來說，其外觀大致相同，多呈掛件狀或貼片狀且便于攜帶，但是用于老人小孩放走丟設(shè)備的防丟器的外觀形狀就不計(jì)其數(shù)了，形式五花八門，最主要的是更方便攜帶。這樣小巧輕便的外形設(shè)計(jì)十分貼近生活實(shí)際，所以藍(lán)牙智能防丟器將擁有很好的市場。目前藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（BluetoothSIG）宣布市場主流藍(lán)牙防丟器正式采用藍(lán)牙4.0技術(shù)。藍(lán)牙4.0比之前版本有了飛躍的提升，相較之前的版本其最大的特點(diǎn)就是具備超低功耗，提供了更強(qiáng)大的續(xù)航能力。在十年以前傳統(tǒng)藍(lán)牙就已經(jīng)廣泛應(yīng)用與車載，手機(jī)，電腦，至今藍(lán)牙的應(yīng)用領(lǐng)域又將再一次得到全面提升。藍(lán)牙4.0技術(shù)的全面上線將把藍(lán)牙通信技術(shù)應(yīng)用到人們更多的日常生活之中，更多方便生活的智能家居也將漸漸進(jìn)入人們的視線。然后本設(shè)計(jì)的題目是基于單片機(jī)的手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)，最主要的器件就是單片機(jī)，它是整個系統(tǒng)的控制中心，幾乎所有的控制電路都建立在它的基礎(chǔ)上。本設(shè)計(jì)所采用的單片機(jī)為52系列。單片機(jī)（MCU是英文“MicroControlUnit”的縮寫）是一種基于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，將各種精密原件（定時/計(jì)數(shù)器、CPU、中斷系統(tǒng)、時鐘元件、集成和輸入輸出接口電路等等）集成在一塊芯片的微型計(jì)算機(jī)。它憑借著質(zhì)輕體小價廉等優(yōu)點(diǎn)深受人們喜愛，因?yàn)樗募尤?，使我們生活更加的方便與快捷。單片機(jī)的發(fā)展：第一款單片機(jī)是Intel公司在1976年推出的，它是一款8位的MCS-48系列單片機(jī)，因?yàn)樗尚院?，使用便利、價格便宜等特點(diǎn)，一經(jīng)推出就得到了大眾的好評，這為單片機(jī)后來的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。后來，在這件事的激勵下，世界各地的廠家都研發(fā)出了屬于自己的單片機(jī)產(chǎn)品。直到80年代末，單片機(jī)的種類已經(jīng)多達(dá)三百多個。此外，日本的NEC、日立，韓國的LG公司也相繼推出來自己的系列。而我國大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)生產(chǎn)起步較晚，但MCU作為所有多功能儀器設(shè)備的心臟，我們不能坐以待斃，多年來，在我國廣大研發(fā)人員的共同努力下，我國如今也有了自己生產(chǎn)設(shè)計(jì)大規(guī)模集成電路芯片的能力，生產(chǎn)了某些優(yōu)于國外同類產(chǎn)品的單片機(jī)，而且價格便宜。單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用：在教育業(yè)的應(yīng)用：除了單片機(jī)質(zhì)輕體小價廉等優(yōu)點(diǎn)，它還因?yàn)樗墓δ芏啵`活性強(qiáng)，小功率大作用等特點(diǎn)，在教育行業(yè)也得到了廣泛的使用，其中最具代表性的就是課堂上的投影儀。因?yàn)樗募尤?，使課堂更加的生動，讓同學(xué)們上課的同時，能夠更加直接的學(xué)到老師所講的知識，提高了學(xué)習(xí)的效率。教育事業(yè)因?yàn)樗募尤耄玫搅丝焖俚陌l(fā)展。在生活方面的應(yīng)用：在這個快速發(fā)展的時代，人們的生活節(jié)奏也愈發(fā)的加快，這時方便快捷的單片機(jī)就成為了人們的好伙伴。由于它的加入，人們的生活質(zhì)量得到了提高，比如我們平常使用的吸塵器、電磁爐、洗衣機(jī)等，為我們大大縮短了日常家務(wù)所花費(fèi)的時間，更加的符合我們當(dāng)今的“快”時代的節(jié)奏，改善了我們的生活品質(zhì)。在醫(yī)療方面的應(yīng)用：無論何時，醫(yī)療都是我們至關(guān)重要的領(lǐng)域，評價一個國家是否先進(jìn)，第一個便是看的它的醫(yī)療技術(shù)。在醫(yī)療方面，最重要的莫過于可靠和快捷兩點(diǎn)，而單片機(jī)恰恰擁有著這方面的“天賦”，超聲診斷儀、監(jiān)護(hù)儀等設(shè)備由于單片機(jī)的加入大大提高了它們的可靠性和精準(zhǔn)度。單片機(jī)如今已經(jīng)成為醫(yī)療設(shè)備不可或缺的一部分。在科研方面的應(yīng)用：現(xiàn)如今是一個科技高速發(fā)展的時代，科研技術(shù)始終決定著一個時代的經(jīng)濟(jì)最高峰。其中，單片機(jī)也加入了它們的大家庭，單片機(jī)作為一個微型計(jì)算機(jī)，被廣泛應(yīng)用在科研的一些控制系統(tǒng)上，為科研工作提供便利的同時，也帶動著科研技術(shù)一起發(fā)展。1.3研究內(nèi)容及本文結(jié)構(gòu)本文主要研究用于解決物品丟失和老人小孩走丟問題的手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)，本藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)由STC89C52單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的控制，再由單片機(jī)最小電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的基本運(yùn)作，藍(lán)牙模塊HC-05進(jìn)行串口通信。主要研究如何使用C52單片機(jī)對藍(lán)牙模塊的數(shù)據(jù)接收并處理后再對聲光報(bào)警電路進(jìn)行控制，并通過單片機(jī)與手機(jī)藍(lán)牙的雙向控制實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙防丟設(shè)備的主要功能。其中藍(lán)牙模塊我選用了HC-05，一款最常見且穩(wěn)定可靠的藍(lán)牙模塊來完成藍(lán)牙串口的數(shù)據(jù)傳輸以實(shí)現(xiàn)無線通信。實(shí)際操作步驟：第一步我們先打開手機(jī)藍(lán)牙并進(jìn)入手機(jī)藍(lán)牙防丟器這一手機(jī)應(yīng)用，然后搜索藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行與藍(lán)牙子板的匹配，當(dāng)顯示設(shè)備成功連接時，這時STC89C52處理數(shù)據(jù)然后通過藍(lán)牙模塊HC-05接收并發(fā)送信號給藍(lán)牙子板，手機(jī)與藍(lán)牙子板即時發(fā)送數(shù)據(jù)保持實(shí)時通信。如果手機(jī)與藍(lán)牙子板距離過遠(yuǎn)就會使連接中斷，藍(lán)牙子板就會閃爍報(bào)警燈并發(fā)出報(bào)警聲，手機(jī)也會同樣如此，這時您就可以立即查看裝有藍(lán)牙主板的隨身物品是否丟失，如有就可根據(jù)藍(lán)牙防丟設(shè)備的報(bào)警聲尋找貴重物品或及時報(bào)警。當(dāng)手機(jī)不知所蹤時，也可通過藍(lán)牙防丟設(shè)備上的按鈕進(jìn)行對手機(jī)的反向查找，按下藍(lán)牙主板上的按鈕，只要在藍(lán)牙連接范圍內(nèi)手機(jī)就會發(fā)出警報(bào)聲，以此來實(shí)現(xiàn)雙向找回。此論文的第一章為緒論，介紹了現(xiàn)在生活日益趨于智能化的發(fā)展現(xiàn)狀，以及藍(lán)牙防丟器的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景，敘述了本設(shè)計(jì)的研究背景和研究意義，指出了本設(shè)計(jì)的中心：單片機(jī)在各行各業(yè)的重要性。第二章是對藍(lán)牙防丟設(shè)備的主要控制系統(tǒng)和器件的介紹，選用了基于52單片機(jī)的中央控制芯片，以藍(lán)牙模塊HC-05進(jìn)行藍(lán)牙串口的數(shù)據(jù)傳輸來實(shí)現(xiàn)無線通信，并且對上述元件功能特點(diǎn)作了詳細(xì)的闡述。第三章是對系統(tǒng)中所涉及的硬件電路方面即單片機(jī)控制最小系統(tǒng)電路的組成，以及實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能的聲光報(bào)警電路，綜合分析了上述電路的功能原理及工作特點(diǎn)。第四章是關(guān)于根據(jù)各個硬件結(jié)構(gòu)，以及所實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)出所需要的系統(tǒng)框圖，最后編寫出相應(yīng)C語言程序。1.4擬實(shí)現(xiàn)的功能介紹與操作過程本設(shè)計(jì)需要解決物品丟失或老人小孩走丟的問題，設(shè)計(jì)選擇了C52單片機(jī)對藍(lán)牙模塊的數(shù)據(jù)接收并處理后再對聲光報(bào)警電路進(jìn)行控制，并通過單片機(jī)與手機(jī)藍(lán)牙的雙向控制實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙防丟設(shè)備的主要功能。關(guān)于本手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)，具體擬定實(shí)現(xiàn)有兩種功能：1.報(bào)警功能：當(dāng)手機(jī)和藍(lán)牙子板的距離超過一定距離時，藍(lán)牙連接會斷開，這是藍(lán)牙子板會報(bào)警，手機(jī)會震動和報(bào)警，重新連接上后，停止報(bào)警。當(dāng)藍(lán)牙子板與手機(jī)連接成功時，紅色指示燈閃爍；當(dāng)藍(lán)牙連接失敗時，指示燈熄滅。2.查找功能：手機(jī)和藍(lán)牙子板可進(jìn)行雙向查找，按下手機(jī)上的按鍵，藍(lán)牙子板上的蜂鳴報(bào)警器會響，實(shí)現(xiàn)查找丟失物品的功能；按下藍(lán)牙子板上的按鈕，手機(jī)會震動和發(fā)出報(bào)警聲，實(shí)現(xiàn)查找手機(jī)的功能。具體操作過程如下：第一步先打開手機(jī)藍(lán)牙并進(jìn)入手機(jī)藍(lán)牙防丟器這一手機(jī)應(yīng)用，然后搜索藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行與藍(lán)牙子板的匹配，當(dāng)顯示設(shè)備成功連接時，這時STC89C52處理數(shù)據(jù)然后通過藍(lán)牙模塊HC-05接收并發(fā)送信號給藍(lán)牙子板，手機(jī)與藍(lán)牙子板即時發(fā)送數(shù)據(jù)保持實(shí)時通信。如果手機(jī)與藍(lán)牙子板距離過遠(yuǎn)就會使連接中斷，藍(lán)牙子板就會閃爍報(bào)警燈并發(fā)出報(bào)警聲，手機(jī)也會同樣如此，這時使用者就可以立即查看裝有藍(lán)牙主板的隨身物品是否丟失，如有就可根據(jù)藍(lán)牙防丟設(shè)備的報(bào)警聲尋找貴重物品或及時報(bào)警。第2章控制系統(tǒng)主要器件的選擇一個完整的手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)備需要由單片機(jī)模塊、藍(lán)牙模塊和電源模塊電路組成，其中，單片機(jī)選擇使用STC89C52RC，這是較89C51單片機(jī)來說，更低功耗，抗干擾，處理速度更快的單片機(jī)，集成性高，體積小，這符合藍(lán)牙防丟設(shè)備小巧便攜的造型要求，其代碼與之前的的89C51單片機(jī)的C語言語句相同。藍(lán)牙模塊選擇HC-05藍(lán)牙模塊。藍(lán)牙HC-05是主從藍(lán)牙串行端口模塊，相較其他幾款藍(lán)牙模塊使用更方便且直接。建立連接時，兩個藍(lán)牙設(shè)備利用同一個通道進(jìn)行通信，即同一個串口，當(dāng)一個設(shè)備發(fā)射送數(shù)據(jù)時也可接受數(shù)據(jù)，另一個也是如此。本設(shè)計(jì)是STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，基于藍(lán)牙HC-05綜合實(shí)現(xiàn)所有功能。系統(tǒng)框圖如下圖：圖1總控制過程系統(tǒng)框圖2.1主控器件STC89C52RC單片機(jī)這次設(shè)計(jì)我們選用的STC89C52單片機(jī)與51主要的區(qū)別就是它經(jīng)歷了許多的改進(jìn)，在51的基礎(chǔ)上擁有更多51所不具有的功能。52單片機(jī)需要的工作電壓是5v左右，而51是3v左右。而且52的內(nèi)部存儲器有8k的空間而51只有4k。它同時有512字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，32位的輸入輸出口線。并具有全雙工串行口的功能。綜合它的這些優(yōu)點(diǎn)，我們最終選擇它作為本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的單片機(jī)。C52單片機(jī)的特點(diǎn)：（1）它能將許多精密的元器件集成在一塊小小的電路板上，所以它的集成度很高，并因?yàn)檫@個原因?qū)е铝怂捏w積也不大。它的可靠性十分的高。單片機(jī)可以把各個功能的精密部件都集中在芯片里面，因?yàn)樗厥獾膬?nèi)部總線結(jié)構(gòu)，部件之間的連接線大大減少，因此提高了單片機(jī)抵抗外界干擾的能力。此外，因?yàn)樗捏w積小，讓它也適合在環(huán)境條件不好的地方工作。（2）它的系統(tǒng)擴(kuò)展，單片機(jī)的系統(tǒng)配置都比較典范,可以形成各種大小規(guī)模的控制應(yīng)用系統(tǒng)來用到生活里面。（3）它擁有強(qiáng)大的控制功能。為了滿足工業(yè)中精益求精的控制要求，因此人們通過用單片機(jī)指令系統(tǒng)具有非常豐富的傳輸指令、輸入輸出口的邏輯操作和它的優(yōu)秀的位處理功能，來滿足他們所想要達(dá)到的效果。并且單片機(jī)的邏輯控制功能以及它的運(yùn)行速度均高于同類產(chǎn)品。（4）它具有優(yōu)異的性能價格比，簡單來說就是，它的性能可以達(dá)到很高的要求，在同類產(chǎn)品中，這樣的元件價格十分昂貴，但是單片機(jī)的價格卻比較便宜，相比之下，它的性能價格比就遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同類的產(chǎn)品。（5）外部總線增加了I2C（Inter-IntegratedCircuit）及SPI(SerialPeripheralInterface)等串行總線的方式。從而進(jìn)一步縮小了單片機(jī)的體積，增強(qiáng)了它的適應(yīng)工作環(huán)境的條件，也就是對工作環(huán)境要求的下降，簡化了單片機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。（6）它擁有消耗系統(tǒng)的功率低，并且需要的工作電壓比較低的特點(diǎn)，因此便于生產(chǎn)便攜式而且小巧式的產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)的功能是由單片機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)的。C52單片機(jī)（MCU）是一種基于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，將各種精密原件（定時/計(jì)數(shù)器、CPU、中斷系統(tǒng)、時鐘元件、集成和輸入輸出接口電路等等）集成在一塊芯片的微型計(jì)算機(jī)【1】。封裝圖如下圖：圖2STC89C52單片機(jī)引腳圖2.1.1主要特性STC89C52RC單片機(jī)與89C51單片機(jī)對比來看，是更低功耗，抗干擾，處理速度更快的單片機(jī)【3】。其使用代碼與之前的的89C51單片機(jī)的C語言語句相同且通用。C52單片機(jī)的特點(diǎn)如下：1.89C52單片機(jī)為增強(qiáng)版，可自由選擇6或12時鐘每機(jī)械周期進(jìn)行工作。2.工作電壓：5.6V～3.0V（5V單片機(jī)）。3.89C52單片機(jī)的工作頻率范圍為0～40MHz，但其工作時的真實(shí)頻率最大可到48MHz【18】。4.單片機(jī)的數(shù)據(jù)儲存空間大小為8K字節(jié)。5.片上集成512字節(jié)RAM。6.具有EEPROM功能，即斷電后單片機(jī)內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)不會丟失。7.具有看門狗功能。（看門狗（WDT）是一個定時器，也就是每過一段設(shè)定時間就需要將定時器重置進(jìn)行記時。起到重置單片機(jī)的作用。）8.單片機(jī)具有T0、T1、T2三個16位的定時器/計(jì)數(shù)器。定時裝置與計(jì)數(shù)裝置相同，更準(zhǔn)確說明那就是計(jì)數(shù)裝置，因?yàn)槎〞r裝置相應(yīng)功能是利用計(jì)算其時鐘脈沖的數(shù)目來完成。9.89C52單片機(jī)還帶有通用異步串行口（UART）。STC89C52RC單片機(jī)的工作模式【4】：斷電模式：平均功耗<0.15μA,能通過外部中斷將單片機(jī)重新開始工作?？臻e模式：典型功耗2mA。正常工作模式：典型功耗4Ma～7mA。2.1.2引腳功能STC89C52RC引腳功能說明：VCC（40引腳）：接電源VSS（20引腳）：接地P0口：可以用于輸入/輸出，作為編程時原碼的輸入口和校驗(yàn)時原碼的輸出口；P1口：標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出口；P1口除了作輸入輸出口外還具有下表的一些復(fù)用備選功能：引腳號功能特性P1.0T2（定時器/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)輸入），時鐘輸出P1.1T2EX（定時器/計(jì)數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）表一P1.0和P1.1引腳復(fù)用功能P2口：可以當(dāng)作輸入輸出口，也可以作為擴(kuò)展系統(tǒng)時的地址總線。P3口：有兩方面基本用途，一方面可以用作標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出口，另一方面可用于實(shí)現(xiàn)一些特殊功能。P3口除了用作正常的I/O口線之外，更廣泛和重要的功能在于其備選功能即次要功能，如下表所示；端口引腳管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口〕P3.1TXD（串行輸出口〕P3.2INTO（外中斷0〕P3.3INTO（外中斷l(xiāng))P3.4TO（定時／計(jì)數(shù)器0)P3.5Tl（定時／計(jì)數(shù)器l)P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）表二單片機(jī)P3口的特殊功能更多的，當(dāng)進(jìn)行FlashROM編程時，P3口還用于接收發(fā)送部分控制信息。RST：復(fù)位信號輸入?！狝LE/PROG：地址鎖存的允許端，也可用于編程脈沖的引入；地址鎖存控制信號，在訪問外部信號時，能夠?qū)⒌?位數(shù)據(jù)鎖存起來。在完成Flash程序編寫時，該端子也能夠作為脈沖信號。——ALE能夠用固定頻率輸出信號，能夠看成定時裝置或者時鐘信號。但是應(yīng)該特別注意，在對外部信號存儲裝置進(jìn)行訪問時，ALE將被越過。PSEN：程序存儲器的允許端；—EA/VPP：可分為兩種情況，EA=0時，只訪問外部程序存儲器。EA=1時，訪問內(nèi)部程序存儲器。在進(jìn)行編程時，用作電源輸入端口【16】?！猉TAL1/XTAL2：用于外接晶振。2.1.3串口通信本手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)的通信原理是基于串口通信的無線通訊，串口通信的原理是單片機(jī)按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。盡管比按字節(jié)（byte）收發(fā)的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)，它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。圖3串口通信原理圖本設(shè)計(jì)中單片機(jī)與藍(lán)牙模塊HC-05采用全雙工、同步的通信方式。根據(jù)確定的按位順序傳輸一個信息的每個數(shù)據(jù)的通信方法就是串口通信。根據(jù)信息按順序傳輸?shù)姆较蜻M(jìn)行分類，串行通信可以進(jìn)一步分為全雙工工、雙工和單工。單工串口通信只能向一個單方向轉(zhuǎn)移;半雙工串口通信可以雙向傳輸。如果信息可以雙向按順序傳輸，就稱之為全雙工通信【6】。按照信息按順序傳輸?shù)姆较蚩煞譃橄聢D三種串口通信方式：圖4三種串口通信方式在89C51單片機(jī)系列中，串行通信過程一般采用異步接收/傳輸數(shù)據(jù)，傳輸端數(shù)據(jù)由TXD輸出，接收端數(shù)據(jù)由RXD輸入。并帶有兩個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一個是傳輸緩沖區(qū)，另一個是作為接收緩沖區(qū)【14】。單片機(jī)中的Scon寄存器會根據(jù)數(shù)據(jù)而進(jìn)行選擇、接收和傳輸一個串行狀態(tài)來控制串行通信的全過程，數(shù)據(jù)大小是一個字節(jié)地址98H和一個地址位98H到9fh來指示串行狀態(tài)。操作方法0由硬件在第8位的傳輸端位置設(shè)置。同時在其他操作模式中，硬件在停止位傳輸?shù)拈_始處進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)Ti=1時，請求進(jìn)行數(shù)據(jù)存取。CPU在中斷反應(yīng)之后傳輸下一幀數(shù)據(jù)。無論在哪一種系統(tǒng)中，ti都必須通過軟件來消除。RI是一個接收到后進(jìn)行中斷的標(biāo)志位，一般通過硬件設(shè)置并由軟件擦除。在操作方法0中，這時RI由硬件排在接收端第8位。在其他操作系統(tǒng)中，則由由硬件設(shè)置，同時接收停止位。如果RI=1,CPU請求中斷來請求數(shù)據(jù)采集。但是在操作方法1中，如果SM2=1但是沒有接收到生效的停止位時，RI就不應(yīng)被重置。需要注意的是在任何一種操作方法中，RI都需要通過軟件進(jìn)行清除。并且當(dāng)系統(tǒng)重置時，scon的狀態(tài)將被移除。（1）工作方式0當(dāng)SM0=0和SM1=0時，串行通信模式選擇操作模式0。接收/傳輸為8位數(shù)據(jù)，傳輸方式是地位數(shù)據(jù)優(yōu)先。幀格式如下：……..D0D1D2D3D4D5D6D7…….（2）工作方式1在進(jìn)行SM0=0和SM1=1的工作情況下，若確定串行選擇操作系統(tǒng)1，這時數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈蕰啥〞r/計(jì)數(shù)器T1和T2的溢出率決定，由系統(tǒng)確認(rèn)并設(shè)置。幀格式如下：起始位0D0D1D2D3D4D5D6D7停止位1當(dāng)執(zhí)行編寫SBUF的命令時，這時“1”寫入寄存器的第9個位置，并通知它在傳輸控制器中會有一個傳輸請求。在正常工作狀態(tài)中，傳輸過程開始于一些機(jī)械循環(huán)的開始，將在16分頻計(jì)數(shù)器內(nèi)部更改為下一個全翻轉(zhuǎn)之后(所有“1”更改為“0”)。因此，每個傳輸處理不是與“SBUF”寫入同步。方式2和方式3它們的數(shù)據(jù)傳輸過程基本一致。只是波特率不同，還需要將RI重置(RI=1)，才能使輸入的數(shù)據(jù)生效。獨(dú)具特征的89C51系列單片機(jī)的通信串口的特征需要包括第九位的通信形式。因此，添加到串行通信中的第9位可用作輸入的特殊標(biāo)志。于是一個的單片機(jī)就可以與其他單片機(jī)進(jìn)行通信，而不會干擾一個沒有尋址的單片機(jī)，這樣的多臺通信系統(tǒng)必須以規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸方式工作，并通過軟件保障其工作。2.1.4SPI通信SPI的通信原理簡單來說就是以主從的方式工作，本設(shè)計(jì)中的C52單片機(jī)與藍(lán)牙模塊HC-05就是以C52為主機(jī)，HC-05為從機(jī)的SPI串口通信方式。使用SPI通信的的原因是其只占用了芯片的四個管腳，更節(jié)約管腳便于PCB布局，并且是一種全雙工、同步的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ趴偩€。具體主從設(shè)備的連接原理圖如下：圖5SPI通信主從機(jī)連接原理圖SPI是串行外接口（serialperipheralinterface)的縮寫。SPI是一種高速、全雙工,同步的通信總線【12】。這使得更多的芯片都使用了這一種通信協(xié)議,例如,at91rm9200等。SPI總線系統(tǒng)有多種標(biāo)準(zhǔn)和外國產(chǎn)品直接接口,這一接口的通用接口的4四條串行線：SCLK、MISO、SS、INT。SPI通信有四種不同的模式。SPI通信很可能在某些模式下進(jìn)行對應(yīng)配置，這些模式可以提供四種不同的設(shè)備，而這些模式是不能更改的。于是就設(shè)定將主設(shè)備SPI模式配置為通過CPL(時鐘極性)和CPA(時鐘相位)控制主設(shè)備的通信模式。具體情況如下：Mode0：CPOL=0，CPHA=0Mode1：CPOL=0，CPHA=1

Mode2：CPOL=1，CPHA=0

Mode3：CPOL=1，CPHA=1時鐘極性CPOL是用來確定slck狀態(tài)是空閑狀態(tài)或是有效狀態(tài)，時鐘相位的作用是確定CPHA是下一個用來配置數(shù)據(jù)樣本的邊沿。Cpol=0表示當(dāng)SCLK=0時為空閑狀態(tài)，有效狀態(tài)為處于高電平時。Cpol=1表示當(dāng)sck=1時為空閑狀態(tài)，有效狀態(tài)為sck處于低電平時。CPHA=0表示數(shù)據(jù)樣本是第一個邊沿，數(shù)據(jù)傳輸是第二個邊沿。CPHA=1表示數(shù)據(jù)樣本為第二條邊沿，數(shù)據(jù)傳輸為第一條邊沿。圖6SPI主線數(shù)據(jù)傳輸時序借助此通信手段使得SPI通信的數(shù)據(jù)通信方法就不同于一般的串行通信,這樣一個傳輸系統(tǒng)的優(yōu)勢,就在于一位位單個的傳輸數(shù)據(jù),而正常的串行通信設(shè)備單次只能傳輸8位數(shù)據(jù),不能停止,這由于SCK線是由主控制設(shè)備進(jìn)行控制的,在沒有時鐘跳變時,從設(shè)備不收集或傳送數(shù)據(jù)【15】。

SPI芯片的選擇可以擴(kuò)展16個外部設(shè)備。當(dāng)PCs輸出=NPCs，說明需要4-16個NPCs0-3編碼器，編碼器需要4-16個編碼器。當(dāng)輸入NPCs0-3，輸出可用于選擇16個外接設(shè)備。2.2藍(lán)牙模塊HC-05目前市面上的藍(lán)牙模塊有：HC-05、BT08B、CC2541等。本次設(shè)計(jì)選用HC-05藍(lán)牙模塊的理由是，HC-05主要用于短范圍的藍(lán)牙數(shù)據(jù)通信?？梢苑奖愕睾碗娔X手機(jī)的藍(lán)牙設(shè)備連接，避免了繁瑣的線纜連接，能直接代替串口線。該模塊廣泛應(yīng)用于藍(lán)牙車載免提，藍(lán)牙GPS，智能家居，藍(lán)牙打印機(jī)等多方面領(lǐng)域。其中BT08B藍(lán)牙模塊只是從機(jī)，且通常用于與電腦等PC端連接；CC2541與HC-05為主從一體模塊，且均可用于與PC的藍(lán)牙通信和手機(jī)藍(lán)牙通信。HC-05模塊可設(shè)置為主機(jī)或從機(jī)，主機(jī)能和從機(jī)配對通信，從機(jī)于從機(jī)之間或主機(jī)與主機(jī)之間不能通信。本設(shè)計(jì)中的HC-05藍(lán)牙模板就扮演從機(jī)的角色。HC-05與手機(jī)藍(lán)牙設(shè)備配對成功后，只需要當(dāng)作固定波特率的串口來使用即可【2】。圖7HC-05原理圖藍(lán)牙模塊HC-05的工作原理：手機(jī)通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紿C-05上，HC-05再通過串口通信與C52單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。簡單來說HC-05就是一個藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口的設(shè)備，直接對串口數(shù)據(jù)進(jìn)行編程即可，因?yàn)樗兴{(lán)牙通信過程都被封裝起來了，不需要接觸到。在本設(shè)計(jì)中藍(lán)牙模塊HC-05通過SPI通信與單片機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，同時再通過其本身的藍(lán)牙無線傳輸與手機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。具體工作流程圖如下：串口通信藍(lán)牙傳輸串口通信藍(lán)牙傳輸手機(jī)藍(lán)牙HC-05單片機(jī)手機(jī)藍(lán)牙HC-05單片機(jī)圖8HC-05工作流程藍(lán)牙模塊HC-05與C52單片機(jī)的連接方式如下圖所示，其中TX和RX端口分別為數(shù)據(jù)輸出引腳和數(shù)據(jù)輸入引腳。TXRXHC-05TXRXHC-05TXRXC52單片機(jī)圖9HC-05與單片機(jī)連線2.2.1HC-05的特點(diǎn)HC-05特點(diǎn)：??采用CSR主流藍(lán)牙芯片，遵循藍(lán)牙V2.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。?輸入電壓:3.3V--3.6V,禁止超過4.5V。（3）?波特率為1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200Bd/s?用戶可設(shè)置【17】。（4）核心模塊尺寸為：27mm?13mm?2mm。（5）?工作電流：配對時，30~40mA。配對成功未通信：2~8mA。通信中：8mA。（6）?通訊距離：正常使用情況8米作用，空曠環(huán)境下10米。2.2.2HC-05與52單片機(jī)接線與基本測試HC-05模塊的基本測試連線過程很簡單，首先將藍(lán)牙模塊的RX端口連到單片機(jī)的TX端口，再將藍(lán)牙模塊的TX端口連到52單片機(jī)的RX端口，單片機(jī)的TX、RX端口的引腳可直接從單片機(jī)的引腳圖找到【10】。正確接線后，開始對HC-05進(jìn)行基本測試，首先向單片機(jī)中寫入程序，程序見附錄F：該程序?yàn)樽詈唵蔚臏y試程序，利用藍(lán)牙接收手機(jī)發(fā)來的信息，控制P1.3口輸出高或者低電平，以測試是否正確接收到信息。測試成功后將HC-05與52單片機(jī)成功連線即可通過編寫程序使單片機(jī)通過串口通信協(xié)議對藍(lán)牙發(fā)送接收數(shù)據(jù)，然后由單片機(jī)接收藍(lán)牙串口數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和控制。2.3小結(jié)本章主要介紹分析了手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)備的主控制器件STC89C52單片機(jī)的主要特性、引腳功能、串口通信原理、SPI通信原理以及藍(lán)牙模塊HC-05的基本功能和使用方式。將HC-05與52單片機(jī)成功連線即可通過編寫程序使單片機(jī)通過串口通信協(xié)議對藍(lán)牙發(fā)送接收數(shù)據(jù)，藍(lán)牙子板成功接收到串口數(shù)據(jù)后再進(jìn)行響應(yīng)并傳回?cái)?shù)據(jù)到單片機(jī)，單片機(jī)通過對數(shù)據(jù)的處理后控制聲光報(bào)警系統(tǒng)工作。硬件電路設(shè)計(jì)及其原理基于C52單片機(jī)的藍(lán)牙防丟設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)有晶振電路、藍(lán)牙模塊電路、聲光報(bào)警電路、電源電路等；藍(lán)牙模塊電路實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙串口的通信功能，通過串口通信協(xié)議對藍(lán)牙發(fā)送接收數(shù)據(jù)，藍(lán)牙板接收到收據(jù)后發(fā)送給控制單片機(jī)，單片機(jī)通過對數(shù)據(jù)的處理后控制聲光報(bào)警系統(tǒng)工作，完成報(bào)警。系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制主要由AT89C52RC芯片完成；無線通信部分如串口數(shù)據(jù)發(fā)送和接受由藍(lán)牙HC-05完成。根據(jù)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)以下系統(tǒng)原理圖4和系統(tǒng)框圖5。圖10系統(tǒng)原理圖圖11系統(tǒng)框圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路及其原理圖要使一個單片機(jī)工作起來，其最小系統(tǒng)的構(gòu)成為：圖12單片機(jī)最小系統(tǒng)電路框圖3.1.1復(fù)位電路在所有單片機(jī)芯片中都具有復(fù)位電路，復(fù)位電路本質(zhì)上起著初始化單片機(jī)電路的作用，當(dāng)單片機(jī)生成或重新啟動單片機(jī)時，復(fù)位電路對單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。在具體操作中，當(dāng)stc89C52單片機(jī)復(fù)位引腳引入小于5ms的高電平時，單片機(jī)內(nèi)開始復(fù)位操作(如果連續(xù)引入高電平，則在此之后循環(huán)復(fù)位。復(fù)位電路分為三種形式:電動自動復(fù)位、手動開關(guān)復(fù)位和混合復(fù)位【8】。在手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)中選擇了手動按鍵復(fù)位中的電平復(fù)位，通過RST(9)連接電源VCC實(shí)現(xiàn)。復(fù)位電路內(nèi)部電路詳見下圖：圖13STC89C52按鍵手動復(fù)位電路如圖，當(dāng)開關(guān)K2按下時，根據(jù)分壓作用，單片機(jī)RST管腳會輸入一個高電平，從而觸發(fā)單片機(jī)復(fù)位操作。除此之外，在單片機(jī)的P0端應(yīng)外接上拉排阻，因?yàn)槠綍rP0端輸出高電平時候是屬于高阻態(tài)，而不是5V電壓，即處于懸空狀態(tài)，輸出的并不是高電平，所以要想給它的負(fù)載提供電流，必須在P0端接一個上拉電阻，從而讓電源通過上拉電阻給負(fù)載供電。按鍵復(fù)位電路里面，電阻R2的數(shù)值大多是較小的，僅僅為幾十歐姆，在按下復(fù)位按鈕之后，電容C1快速通過電阻R2進(jìn)行放電，放電完成后VR=（R6*Vcc）/（R1+R2），由于R2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R6，電壓VR與VCC基本相同，讓RST端子電壓信號成為高電平信號，把復(fù)位鍵復(fù)原之后，整個流程同上。本次設(shè)計(jì)使用的就是手動按鍵復(fù)位。3.1.2時鐘電路時鐘電路就是一個振蕩電路，在STC89C52芯片中存在一個高增益方向的發(fā)達(dá)器，里面的XTAL1接線端和XTAL2接線端就是放大裝置上面的信號輸入以及信號輸出，為了讓相關(guān)電路穩(wěn)定可靠，應(yīng)該連接晶體振蕩裝置或者陶瓷振蕩裝置，此類裝置電路相應(yīng)輸出信號能夠傳輸?shù)絻?nèi)部相應(yīng)時序部分電路。其作用在電路中是用來產(chǎn)生一個正弦波信號，為單片機(jī)進(jìn)行各種工作提供時間基準(zhǔn)，它決定著單片機(jī)的運(yùn)行處理數(shù)據(jù)的執(zhí)行速度。電路的時鐘信號主要通過這兩種方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部振蕩方式，另一種是外部振蕩方式。下圖為內(nèi)部時鐘電路圖，圖中電容C3用于穩(wěn)定頻率，電容C2用于快速起振，通常使用的電容大小都為30pF。晶振的振蕩頻率典型值有24MHz、12MHz和6MHz，所以本次選用的是內(nèi)部振蕩方式。圖14STC89C52內(nèi)部時鐘電路3.1.3電源電路J1為DC電源接口，外部電插入DC電源接口，然后經(jīng)過自鎖開關(guān)SW1，來給整個電路供電，其中自鎖開關(guān)SW1內(nèi)部的5管腳為輸出電壓端，連接各個電路的電壓輸入端。當(dāng)接入外部電源后，按下自鎖開關(guān)，電路通電，燈亮，進(jìn)入手動控制模式。考慮到手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)所需要的實(shí)用性和便攜性，單片機(jī)通常由5V的直流電作為控制電路的電源供給，為便于攜帶，選擇了USB接口的插口，可與手機(jī)插頭、充電寶、電腦的USB端口進(jìn)行連接以供電。具體內(nèi)部電源電路如下圖：圖15單片機(jī)電源內(nèi)部電路與單片機(jī)電源連接示意圖3.2聲光報(bào)警系統(tǒng)電路要實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)最基本的功能，最重要的過程在于單片機(jī)對聲光報(bào)警電路的控制，于是需要對聲光報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析。3.2.1本設(shè)計(jì)中聲光報(bào)警電路的意義當(dāng)藍(lán)牙子板與手機(jī)之間的距離超過一定距離（正常環(huán)境下9米左右），設(shè)備之間的藍(lán)牙連接就會斷開，這時藍(lán)牙子板上的單片機(jī)就會控制聲光報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警以提醒使用者進(jìn)行找回，或是當(dāng)手機(jī)APP上按下按鈕后，在手機(jī)與藍(lán)牙子板已連接的狀態(tài)下，聲光報(bào)警系統(tǒng)也會進(jìn)行報(bào)警。所以為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的基本功能，那么系統(tǒng)中就需要一個聲光報(bào)警電路。3.2.2電路構(gòu)成元件一個常規(guī)的聲光報(bào)警電路通常由一個發(fā)光二極管、一個蜂鳴器、一個三極管（本設(shè)計(jì)選擇了PNP型）和兩個1K的電阻構(gòu)成，再將其與單片機(jī)的端口進(jìn)行連接就能實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警的功能。3.2.3電路原理在下面的電路圖中，為了保證能在觸發(fā)報(bào)警的情況下，聲音和光源是同時發(fā)出的，于是在電路中選擇將蜂鳴器與發(fā)光二極管進(jìn)行并聯(lián)。在電路圖中可以看到本次使用的是一個PNP三極管，PNP三極管在這電路中本身就相當(dāng)于一個開關(guān)。當(dāng)沒有觸發(fā)報(bào)警的情況時，單片機(jī)不會傳遞信號給報(bào)警電路，三極管就會處于不導(dǎo)通狀態(tài)，于是報(bào)警電路就沒有電源供電，最終蜂鳴器不會發(fā)出聲音，指示燈也不會閃爍報(bào)警【11】。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警情況時，單片機(jī)就會實(shí)時傳遞出一個信號，使三極管導(dǎo)通，從而報(bào)警電路導(dǎo)通就會觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警和指示燈閃爍報(bào)警。圖16聲光報(bào)警電路3.3按鍵輸入電路本次設(shè)計(jì)之中，我們采用單獨(dú)的按鍵來控制單片機(jī)中信號的輸入，以此來實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙子板對手機(jī)的反向查找功能。本次設(shè)計(jì)中的按鍵K1直接與單片機(jī)的P15端口連接。原理就是當(dāng)K1按下時單片機(jī)的P15端口的高電平被拉低，單片機(jī)檢測到這一情況發(fā)生，就立即通過串口通信給HC-05發(fā)送數(shù)據(jù)，再由HC-05通過藍(lán)牙傳輸給手機(jī)從而使手機(jī)報(bào)警進(jìn)行找回。我們在本次設(shè)計(jì)中判斷是否有功能按鍵按下時，是看對應(yīng)的單片機(jī)的輸入輸出口的電平高低。我們把按鍵的一端接地，將按鍵的另一邊與單片機(jī)的輸入輸出端口連接，這樣單片機(jī)就能檢測到來自按鍵的信號。具體的工作流程就是在平時沒有按鍵被按下的時候，單片機(jī)上相應(yīng)的連接端口是保持在一個高電平的。但是一旦按鍵被按下的時候，因?yàn)榘存I有一邊是接的地，所以會強(qiáng)制把單片機(jī)上相應(yīng)端口的高電平拉低，這個時候單片機(jī)檢測到這種情況發(fā)生，從而對系統(tǒng)進(jìn)行控制，之后單片機(jī)的上拉電阻會把這個端口的低電平又變回高電平，等待下一次信號的變化。本設(shè)計(jì)按鍵電路原理圖如下：圖17按鍵輸入電路3.4小結(jié)本章主要介紹了本手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)的硬件控制電路的各個子電路以及其工作原理和作用，由構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路和聲光報(bào)警電路組成。當(dāng)兩設(shè)備成功進(jìn)行藍(lán)牙連接后，當(dāng)C52接收到藍(lán)牙子板通過藍(lán)牙模塊串口發(fā)送的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行處理后控制聲光報(bào)警系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)備的基本報(bào)警功能。程序設(shè)計(jì)與編寫4.1系統(tǒng)程序流圖藍(lán)牙無線通信系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制，單片機(jī)通過串口通信協(xié)議對藍(lán)牙發(fā)送接收數(shù)據(jù)，當(dāng)C52單片機(jī)接收到藍(lán)牙子板通過藍(lán)牙模塊串口發(fā)送的數(shù)據(jù)后，單片機(jī)進(jìn)行處理后控制聲光報(bào)警系統(tǒng)?？偝绦蚩驁D如下：圖18總程序框圖4.2主程序編寫在本次手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)里，我們根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能來設(shè)計(jì)程序。在本設(shè)計(jì)里我們以常見的板子報(bào)警功能程序?yàn)橹黧w，圍繞這個主程序，我們加入反向查找模式的程序，按鍵電路控制高低電平輸出和LED燈狀態(tài)的程序等等子程序。設(shè)計(jì)的程序由兩種組成：一是進(jìn)行連接狀態(tài)控制的中斷程序，二是功能按鍵處理程序。主程序流程圖如下：圖19主程序流程圖4.3定時程序編寫流程圖圖20定時程序流程圖定時函數(shù)用于當(dāng)手機(jī)與藍(lán)牙子板斷開連接時報(bào)警。因此定時中斷的程序是十分重要的。在程序我們讓定時開始，它便在我們設(shè)定的初始狀態(tài)開始計(jì)數(shù)。如果在程序開始的時候，我們沒有設(shè)置TH0和TL0的值，那么它們的值都是0，在本設(shè)計(jì)中將設(shè)置時鐘頻率為12MHz，那么此時機(jī)器周期為1us，記滿TH0和TL0就需要215個數(shù)，如果再計(jì)數(shù)的話，計(jì)數(shù)器就會溢出，這時就會產(chǎn)生一個中斷。還需要先給TH0和TL0裝上一個初值，在這個初值的基礎(chǔ)上記滿50000個數(shù)后，定時器再計(jì)數(shù)就會溢出，此時剛好就是50ms中斷一次，我們寫程序時認(rèn)為產(chǎn)生20次50ms的定時器中斷后便認(rèn)為是1s的時間，這樣便可精確的控制定時的時間在我們想要的時間上。開始4.4按鍵中斷程序編寫流程圖開始串口數(shù)據(jù)暫存變量串口數(shù)據(jù)暫存變量手動置0手動置0單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)發(fā)送查找命令發(fā)送查找命令圖21按鍵中斷程序流程圖在本次設(shè)計(jì)中，功能按鍵的處理程序是用中斷處理，我們用單獨(dú)的按鍵來控制功能的實(shí)現(xiàn)方法是用單片機(jī)相應(yīng)的輸入輸出口來實(shí)時監(jiān)控相應(yīng)連接端口的電平高與低，當(dāng)檢測到電平變低之后，就認(rèn)為有功能按鍵被按下。當(dāng)C52單片機(jī)檢測到低電平后立即通過串口通信向HC-05發(fā)送數(shù)據(jù)再通過藍(lán)牙通信發(fā)送查找命令，以此來實(shí)現(xiàn)對手機(jī)的反向查找功能。本設(shè)計(jì)是通過單片機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)具體的所有功能，其中源程序的目的是通過C語言的定時、中斷、循環(huán)語句來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對通過藍(lán)牙串口接收到的數(shù)據(jù)的處理來控制聲光報(bào)警系統(tǒng)中蜂鳴器的工作以及發(fā)光二極管的導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)備的所有功能。源程序詳見附錄E。該手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)計(jì)的主程序就是用Keil進(jìn)行編寫的。硬件與軟件的設(shè)計(jì)一般都要分別借助一些軟件的幫助才能夠?qū)崿F(xiàn)，如我們通常用作電路設(shè)計(jì)與制版的Protel，MCS-51程序開發(fā)工具KEIL等等。我們選用此款軟件進(jìn)行程序編寫主要是因?yàn)檫@幾點(diǎn)：Keil的開發(fā)環(huán)境主要是基于80C51內(nèi)核的軟件開發(fā)平臺。他有很多功能，比如各種軟硬件的開發(fā)與仿真的功能，生成目標(biāo)代碼的功能，還有編譯程序的功能，可以說它的功能是很多并且適用的。而且這款軟件在編寫程序的方面和生成程序的效率方面都已經(jīng)有了較高的水平[13]。它的開發(fā)環(huán)境與很多的集成開發(fā)環(huán)境比較相同，Keil的集成開發(fā)環(huán)境也是用工程的方法來管理文件。在一個工程文件當(dāng)中，源程序（C51程序、匯編程序）、頭文件等都可以進(jìn)行統(tǒng)一的管理。安裝并選擇運(yùn)行KEIL51，一般使用KEIL來編寫程序時，在某些方面和其他的程序編寫軟件有相似之處：(1)首先要新建一個C語言的源程序。(2)然后在文件里用想要的程序語言來進(jìn)行編寫程序。(3)程序?qū)懞弥螅c(diǎn)擊軟件內(nèi)部的試運(yùn)行按鍵來運(yùn)行寫好的程序看是否在編寫的過程中語言有錯誤，并且進(jìn)行相應(yīng)的改正，直到運(yùn)行成功我們在運(yùn)用這個程序的過程中一般分為以下幾步:首先是要建立一個文件夾，然后在打開軟件，建立一個新的文件在文件夾里，此時軟件會讓你選擇要哪一類的單片機(jī)，我們就選擇STC系列的STC89C52RC。然后點(diǎn)擊一個空白頁，點(diǎn)擊保存，注意這里文件要用.c作為文件的后綴名，因?yàn)槲覀兪怯肅語言進(jìn)行編寫的。然后右擊project中的sourcegroup1，點(diǎn)擊加文件進(jìn)入這里，選中我們剛開始改的后綴為.c的文件，就可以進(jìn)行相應(yīng)程序的編寫了。第5章系統(tǒng)制作與調(diào)試5.1硬件部分焊接與測試本設(shè)計(jì)采用的是萬用板進(jìn)行模塊的安裝，將各個模塊調(diào)整固定在合適的位置上，焊接固定，按設(shè)計(jì)好的硬件電路圖進(jìn)行分模塊焊接，然后焊接電阻電容等元器件，最后根據(jù)電路圖用導(dǎo)線在焊點(diǎn)之間進(jìn)行相應(yīng)的連線。焊接過程中最大的問題就是元器件被燒毀。因?yàn)殡娙?、電阻等這些小器件很容易受到高溫影響出現(xiàn)問題，在焊接的過程中，因?yàn)榇中拇笠庖约凹记刹皇炀殞?dǎo)致燒壞了幾塊元器件。另外元器件焊接時，由于各個元件的大小不同，導(dǎo)致焊接時萬用板不容易固定，這時只能讓同學(xué)幫忙固定，完成元器件的焊接。5.1.1藍(lán)牙HC-05與單片機(jī)連接基本測試測試項(xiàng)目：測試藍(lán)牙HC-05模塊是否正確接受到手機(jī)發(fā)來的信息。測試方法：向單片機(jī)中寫入程序，程序詳見附錄F，通過控制單片機(jī)P1.3口輸出高或者低電平，以測試是否正確接收到信息。測試預(yù)期：HC-05能夠正確接受到手機(jī)發(fā)來信息，串口輸出正確。測試過程：將手機(jī)和HC-05藍(lán)牙連接，想單片機(jī)中寫入程序，在電腦上查看HC-05的串口輸出。圖22測試結(jié)果圖測試結(jié)果：結(jié)果與預(yù)期相同，HC-05能夠正確接收手機(jī)發(fā)來的信息，說明藍(lán)牙模塊HC-05工作正常。5.1.2藍(lán)牙子板按鍵測試測試項(xiàng)目：兩設(shè)備藍(lán)牙連接狀態(tài)下，按下藍(lán)牙子板上的按鈕，手機(jī)是否報(bào)警。測試方法：按下按鍵，觀察手機(jī)是否報(bào)警。測試過程：按下按鍵后手機(jī)立即發(fā)聲報(bào)警并震動。測試結(jié)果：手機(jī)正常報(bào)警，說明按鍵和該部分程序編寫是沒問題的。5.1.3HC-05模塊測試測試項(xiàng)目：藍(lán)牙子板與手機(jī)藍(lán)牙成功連接后，子板上的指示燈是否閃爍。測試方法：將手機(jī)藍(lán)牙與藍(lán)牙子板連接，觀察指示燈。測試過程：先將藍(lán)牙子板連接電源，手機(jī)打開應(yīng)用進(jìn)行藍(lán)牙連接。圖23藍(lán)牙未連接時圖24藍(lán)牙成功連接后測試結(jié)果：當(dāng)未連接時指示燈閃爍，成功連接后指示燈熄滅，說明藍(lán)牙模塊HC-05正常工作。5.2手機(jī)藍(lán)牙功能測試測試項(xiàng)目：當(dāng)從手機(jī)藍(lán)牙防丟器應(yīng)用軟件上按下按鈕后，藍(lán)牙子板報(bào)警。測試方法：直接從手機(jī)上按下按鈕，觀察藍(lán)牙子板是否報(bào)警。測試過程：先將手機(jī)藍(lán)牙與藍(lán)牙子板連接，然后在手機(jī)上應(yīng)用軟件上按下按鈕。圖25手機(jī)按鈕按下前圖26手機(jī)按鈕按下后測試結(jié)果：當(dāng)手機(jī)按鈕按下，藍(lán)牙子板的蜂鳴器立即報(bào)警并有燈光閃爍。手機(jī)查找功能正常。5.3整體測試測試項(xiàng)目：手機(jī)與藍(lán)牙子板藍(lán)牙連接斷開，藍(lán)牙子板和手機(jī)是否報(bào)警。測試方法：把手機(jī)與子板分開一定距離使藍(lán)牙連接斷開，觀察子板和手機(jī)是否報(bào)警。測試預(yù)期：連接斷開時，藍(lán)牙子板蜂鳴器響且燈閃爍。測試過程：將兩設(shè)備遠(yuǎn)離超過十米，連接斷開后，藍(lán)牙子板立刻聲光報(bào)警，手機(jī)報(bào)警且震動。圖27藍(lán)牙正常連接時圖28藍(lán)牙連接斷開后測試結(jié)果：結(jié)果與預(yù)期相同，說明設(shè)計(jì)的總體功能的實(shí)現(xiàn)是可行的。最后測試了手機(jī)與藍(lán)牙防丟子板的藍(lán)牙連接范圍，即報(bào)警臨界距離，具體數(shù)據(jù)見表三：表三防丟設(shè)備報(bào)警臨界距離測試目標(biāo)值（米）9測量值（米）7.2測量平均值=7.4米誤差值=︱目標(biāo)值－測量平均值︱=1.6米5.4成品展示如下圖所示：圖29設(shè)計(jì)成品蜂鳴器C52單片機(jī)開關(guān)與電源復(fù)位按鍵晶振電路下載端口HC-05按鍵電路蜂鳴器C52單片機(jī)開關(guān)與電源復(fù)位按鍵晶振電路下載端口HC-05按鍵電路圖30實(shí)物介紹總結(jié)與展望本次畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文從2019年3月與指導(dǎo)老師選定課題，中途經(jīng)過一個月的實(shí)物制作，到5月末論文的撰寫完成，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文已經(jīng)接近尾聲，總體來說設(shè)計(jì)的實(shí)際工作效果良好，能夠基本解決物品丟失和老人小孩走丟的問題，成功實(shí)現(xiàn)了本文之前擬定的所有功能，在測試過程中也無其他故障或異常。由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，尤其是在程序編寫的過程中，由于對C語言知識的掌握不夠熟練，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的功能始終無法正常實(shí)現(xiàn)，最終經(jīng)過老師和同學(xué)的指點(diǎn)解惑才完成了程序的編寫。還有在實(shí)務(wù)的焊接過程中，因?yàn)樯蠈W(xué)期才在實(shí)習(xí)過程中學(xué)習(xí)了電路焊接課程，于是制作過程還是較為順利。至此，經(jīng)過對手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)備的理論研究和實(shí)際制作的基本完成，但是實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，通過測試后本設(shè)計(jì)均可實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，本次設(shè)計(jì)所有元件的花費(fèi)也較少，整體來說設(shè)計(jì)確實(shí)是具有一定的實(shí)用性的。但本設(shè)計(jì)的明顯不足也在于其實(shí)用性，首先由于電源需要5V直流供電，于是就無法使用紐扣電池等微型電源來為設(shè)備供電，導(dǎo)致設(shè)備加上電源的總體積大小不便于攜帶，還不夠貼近實(shí)際生活。藍(lán)牙子板的本身的體積過大，只能裝在包或口袋中。若將萬用板裁掉一部分能稍微改善，最主要的解決辦法還是需要更合理的電路排版和更微型的處理器，體積比89C52單片機(jī)更小，更微型的藍(lán)牙模塊，以及更高效和微型電源供給，最好的解決方案是使用太陽能充電或是無線充電。顯然目前主流的市場藍(lán)牙防丟器已經(jīng)抓住了商機(jī)并對上述短板進(jìn)行了改進(jìn)已經(jīng)研究制作出如單片機(jī)大小的防丟設(shè)備。隨著科技的不斷發(fā)展，以后的手機(jī)藍(lán)牙防丟設(shè)備必定將更加微型，大小如紐扣一般并能夠貼附在各種物品上，其藍(lán)牙連接傳輸數(shù)據(jù)范圍更遠(yuǎn)，系統(tǒng)控制更精確，續(xù)航能力更強(qiáng)。參考文獻(xiàn)[1]馬忠梅等.單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2006[2]錢志鴻等.藍(lán)牙技術(shù)原理開發(fā)與應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2006[3]李群芳，肖看，張士軍.單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社.2010[4]張毅剛.新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2008[5]喻宗泉.藍(lán)牙技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2006[6]吳國經(jīng)等.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].中國電力出版社.2004[7]唐俊翟等.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].冶金工業(yè)出版社.2003[8]趙桂欽.電路與電子技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社.2010[9]\t"/item/%E7%94%B5%E8%B7%AF%E5%8E%9F%E7%90%86/_blank"吳建華.電路原理[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2009[10]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)（第四版）[M].清華大學(xué)出版社.2010[11]趙家貴.電子電路設(shè)計(jì)[M].中國計(jì)量出版社.2005[12]李全利.單片機(jī)原理及應(yīng)用[S].清華大學(xué)出版社.2008[13]王港元.電子技能基礎(chǔ)[S].成都科技大學(xué)出版.2005[14]夏路易.單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].北京希望電子出版社.2005[15]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2005[16]許泳龍等.單片機(jī)原理及運(yùn)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2005[17]Vizimuller,P.‘RFdesignguide-systems,circuits,andequations’(ArtechHouse,Boston,MA,1995)[6]R.Dye,“VisualObject-OrientatedProgramming,”Dr.DobbsMacintoshJournal,Sept.1st.1991.[18]AT89C51DATASHEEPPhilipsSemiconductors1999.dec 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