1、1单片机与嵌入式系统基于 AVR 单片机的“智能+手机蓝牙控制开关及相关电器”专业：电子信息科学与技术年级：2013 级姓名：王德坤学号：20131421102一 摘要 利用所学 51 单片机基础知识结合自动控制技术和蓝牙 2.0 通信技术设计完成一套无线遥控开关系统。整个系统以 STC89C52 单片机为核心，单片机实现 HC-05 蓝牙指令的解析与继电器开关控制指令的发出。 蓝牙通信单元采用工业级的 HC-05 蓝牙模块来完成，蓝牙模块在整个系统中负责蓝牙指令的接收和传输；家电开关的自动控制部分采用继电器开关来实现，继电器开关是典型的弱电信号控制型开关。二 设计原理采用手机蓝牙终端进行遥控
2、控制，系统通过手机蓝牙实现家用电器开关的遥控开启和关闭，采用此方案进行设计的硬件框图如图所示三.设计过程采用直流电源同时增加 LDO 电源管理芯片进行系统的稳压，由于系统单片机需要直流 5V 电压供电，HC-05 蓝牙模块需要 3.3V 直流电源供电，因而系统采用单一的电源不能同时满足单片机和蓝牙模块的电压需求，系统电源管理电路需要增加5V 和 3.3V 的电压管理芯片，系统采用直流 9V 供电，5V 电压输出采用 LM7805 稳压芯片稳压后输出给单片机及板上的 5V 电压系统供电，3.3V 的电压采用RT9193-3.3V 稳压输出给系统的 HC-05 蓝牙模块供电。系统电源电路主要包括
3、5V稳压输出电路，5V 转 3.3V 稳压电路，电源滤波电路和电源输出指示电路。系统9V 转直流 5V 电压部分电路如图 a 所示，5V 转 3.3V 稳压电路如图 b 所示。51 单片机控制终端智能手机终端HC-05 蓝牙模块 继电器开关3图 a 图 b采用 HC-05 蓝牙模块，HC-05 蓝牙模块是一款高性能的蓝牙主从一体串口通信模块，它可以和多种带蓝牙功能的电脑、手机、PAD 等智能终端进行配对，该模块支持非常宽的波特率范围：4800-1382400，并且可兼容 5V 和 3.3V 单片机系统，使用方便连接灵活具有较高的性价比，同时 HC-05 为工业级产品，性能稳定、可靠性较高。图
4、HC-05 通信模块电路图4蓝牙模块电路设计焊接好后，为了保证模块能够正常使用，首先要测试一下蓝牙模块收发功能是否正常，具体测试过程如下所述。首先 HC-05 模块通过 usb 转 TTL 模块连接到电脑串口，连接方式如图 3-4 所示。图 蓝牙模块与 TTL 模块接线方式图统 HC-05 蓝牙模块设置为从设备，手机蓝牙为主设备，当手机安装好蓝牙串口助手后，打开蓝牙调试助手界面，搜索蓝牙设备，然后选择键盘模式，设置键盘指令即可单片机最小系统电路为整个系统的控制核心，用于控制这个系统的正常运行，单片机最小系统电路主要有 STC89C52 单片机、晶振电路、复位电路组成，此部分电路图如图所示。图
5、单片机最小系统电路图5控制电路采用继电器控制实现。继电器控制电路采用弱电控制强电的工作原理，单片机通过控制继电器的断开和吸合来控制外接家电的通断，具体控制电路如图所示。图 继电器控制电路图系统软件设计采用 C 语言编程，编译环境为 Keil。系统主程序主要包括系统的初始化、蓝牙串口通信、信号的输出控制等，系统主程序流程图如图所示蓝牙是否接收到数据？YN数据是 Y？将空调状态翻转复位YN启动6系统蓝牙通信模块子程序主要完成手机蓝牙指令的接收以及和单片机直接的数据通信等，此部分程序的完成是整个系统软件设计成功与否的关键所在。图 4-2 为系统蓝牙通信子程序流程图。图 系统蓝牙通信子程序流程图四.注
6、意事项1、首先先不要插芯片，要先测量一下各点的电压，尤其是单片机工作电压，蓝牙模块电路工作电压，在保证模块工作电压正常的前提下再安插主要先芯片，不然会烧坏开始开机启动蓝牙模块未匹配指示状态灯判断是否与手机蓝牙终端匹配成功？完成匹配，切换匹配成功指示灯状态N判断是否接收到手机蓝牙终端发送的指令？通过串行通信把数据传输到单片机7芯片或者模块造成不可挽回的损失；2、系统工作之前首先要对蓝牙模块进行测试，保证蓝牙模块能够实现正常的指令收发功能。蓝牙遥控测试主要完成继电器的开启和关闭，手机蓝牙指令“Y”控制继电器的的开启和关闭，手机蓝牙发送指令“Y”一次继电器 1 吸合， ，再次发送指令“Y”继电器断开
7、。五系统源程序（多路继电器控制家电）#include “main.h“#include “LCD12864.h“#include “uart.h“/定义变量/*/主函数/*void main()LCD12864_Reset(); /初始化液晶LCD12864_HAIZI_SET(); /设置为普通模式Relay1 = Relay2 = Relay3 = Relay4 = 0; /初始化设置为 0，不吸合Delay_ms(100);Uart_Init();while(1)Relay1 = Flag_Relay1;Relay2 = Flag_Relay2;Relay3 = Flag_Relay3;
8、Relay4 = Flag_Relay4;if(Flag_Relay1 = 1)LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x80); /设置指针LCD12864_write_word(“冰箱状态：开“);elseLCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x80); /设置指针LCD12864_write_word(“冰箱状态：关“);if(Flag_Relay2 = 1)8LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x90); /设置指针LCD12864_write_word(“空调状态：开“);elseLCD12864_NoWaitI
9、dle_COM_Write(0x90); /设置指针LCD12864_write_word(“空调状态：关“);if(Flag_Relay3 = 1)LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x88); /设置指针LCD12864_write_word(“电视状态：开“);elseLCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x88); /设置指针LCD12864_write_word(“电视状态：关“);if(Flag_Relay4 = 1)LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x98); /设置指针LCD12864_write_w
10、ord(“灯泡状态：开“);elseLCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x98); /设置指针LCD12864_write_word(“灯泡状态：关“);/*/MS 延时函数(12M 晶振下测试)/*void Delay_ms(unsigned int n)unsigned int i,j;for(i=0;in;i+)for(j=0;j123;j+);#include “uart.h“/unsigned char RX_Buffer30;unsigned char Num = 0;bit Flag_Relay1 = 0;bit Flag_Relay2 = 0;bit
11、Flag_Relay3 = 0;bit Flag_Relay4 = 0;unsigned char temp = 0;void Uart_Init() SCON = 0X50; /UART 方式 1；8 位 UARTREN = 1; /不允许串行口接收数据PCON = 0x00; /SMOD=0;波特率不加倍9TMOD = 0x20; /T1 方式 2，用于产生波特率TH1 = 0xFD; /装初值TL1 = 0xFD;TR1 = 1; /启动定时器 1EA = 1; /打开全局中断控制ES = 1; /串行口中断void UartPrintf(unsigned char *p) /发送字符串
12、while(*p)SBUF=*(p+);while(TI=0);TI=0; void UartPrintASCII(unsigned char c) /发送一个字符 TI=0; SBUF=c; while(TI=0); TI=0; void RECEIVE_DATA(void) interrupt 4 using 1 /串口中断 if(RI = 1)temp = SBUF;if(temp = A)Flag_Relay1 = !Flag_Relay1;UartPrintf(“Receive A“);else if(temp = B)Flag_Relay2 = !Flag_Relay2;UartPrintf(“Receive B“);else if(temp = C)Flag_Relay3 = !Flag_Relay3;UartPrintf(“Receive C“);else if(temp = D)Flag_Relay4 = !Flag_Relay4;UartPrintf(“Receive D“);RI = 0;10
