【正文】 成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù) DS18B20的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM指令，最后發(fā)送 RAM指令，這樣才能對 DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。 因?yàn)?本設(shè)計(jì)系統(tǒng) 采用的藍(lán)牙模塊已經(jīng)將此設(shè)計(jì)集成 在其模塊上了 ，所以外圍電路中沒有再外加此部分。 PC 機(jī)中 UART接口輸出的 電平為 TTL電平 ,而串行口的電平為 RS232電平 ， 即 藍(lán)牙模塊與主機(jī)的工作電壓不相匹配，藍(lán)牙模塊的工作電壓為 ，而主機(jī)串口的工作電壓為 5V， 所以藍(lán)牙模塊不能和 PC機(jī)直接實(shí)現(xiàn)相連。 單片機(jī) 系統(tǒng) 的 初始化 主要是實(shí)現(xiàn)對 時(shí)鐘 的 初始化 ,管腳分配 ,串口初始化等 。 開 始初 始 化 串 口設(shè) 置 藍(lán) 牙 模 塊 參 數(shù)初 始 化 藍(lán) 牙 模 塊參 數(shù) 設(shè) 置 是 否 成 功建 立 藍(lán) 牙 連 接波 特 率 是 否 設(shè) 置 成 功設(shè) 置 藍(lán) 牙 模 塊 波特 率是 否 成 功 建 立 藍(lán) 牙 A C L 鏈 路是 否 成 功 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 數(shù) 據(jù)結(jié) 束YNYYYNNN 圖 點(diǎn)對點(diǎn) 藍(lán)牙系統(tǒng) 主 方流程圖 20 主機(jī)接收端 PC主機(jī)和藍(lán)牙 模塊之間 通過 RS232串口 和 UART接口進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸 通信。 雖然蜂鳴器可以響，但是聲音非常的小，估計(jì)是電流太小，通過再次檢查與更改電路，發(fā)現(xiàn)是蜂鳴器自身的原因。 表 溫度測試 測試時(shí)間 參數(shù) 9:00 12:00 15:00 18:00 實(shí)際溫度值 LCD顯示值 PC機(jī)端的顯示值 （ 溫度值 單位： ℃ ； 測試條件 是在數(shù)據(jù)采集端與 PC機(jī)接收端的距離不變 ） 實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)表明：該系統(tǒng)能較為準(zhǔn)確的顯示溫度信息， 并將測試的結(jié)果通過藍(lán)牙無線傳輸發(fā)送給 PC 機(jī)端。 表 穩(wěn)定性 測試 測 試地點(diǎn) 參數(shù) 操場 宿舍 教室 實(shí)驗(yàn)樓 實(shí)際 距離 值 /cm 20 20 20 20 LCD顯示值 /cm 17 16 16 16 PC機(jī)端的顯示值 /cm 17 16 26 16 24 實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)表明：該系統(tǒng)能較為準(zhǔn)確的顯示 距離 信息， 并將測試的結(jié)果通過藍(lán)牙無線傳輸發(fā)送給 PC 機(jī)端。 (2)硬件電路設(shè)計(jì)方面還存在不太穩(wěn)定的問題，以后可以對硬件電路進(jìn)行進(jìn)一步的完善。 通過對本 設(shè)計(jì)系統(tǒng) 的 不斷 研究， 本人 不僅進(jìn)一步學(xué)習(xí) 和鞏固 了 C51單片機(jī) 程序的編寫與調(diào)試，而且通過對 藍(lán)牙模塊、 DYPME007超聲波測距 等 模塊 的學(xué)習(xí) 和 研究 ， 對 無線傳輸?shù)确矫娴?理論 知識 有了初步的了解 。 綜上所述，該設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在誤差允許的范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn) 測距和無線傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)思想。 具體的實(shí)驗(yàn)步驟和 準(zhǔn)確性 測試類似，但改變 發(fā)射模塊與接收模塊 的測試場地或者它們 之間的距離。通過請教同學(xué)，明白了芯片的原理以及具體的連發(fā)，使得可以進(jìn)行通信。然后 單片 機(jī) 接收返回的指令，進(jìn)而對其 判斷后再對是否執(zhí)行指令作出決定。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用的是傳輸層 UART接 口 ，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對藍(lán)牙設(shè)備的控制，進(jìn)而開發(fā)藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)無線傳輸?shù)母鞣N應(yīng)用。 圖 功能框圖 圖 應(yīng)用電路圖 15 BLKMDBC04B藍(lán)牙模塊同時(shí)支持軟 /硬件設(shè)置主從模式，具體方法如下： （ 1）、 PI0(4)—— 軟 /硬件主從設(shè)置口：置低 (或懸空 )為硬件設(shè)置主從模式，置 設(shè)置主從模式；如選擇硬件設(shè)置主從模式，可通過 PIO(5)進(jìn)行設(shè)置；如果選擇軟件設(shè)置主從模式，可以通過 AT命令查詢和設(shè)置，具體方法參考《 BLKMDBC04B藍(lán)牙模塊 AT指令說明》 （ 2）、 PIO(5)—— 硬件主從設(shè)置口： ，接地 (或懸空 )設(shè)置從模式。此芯片非常適用于電池供電的場合。 當(dāng)輸出端一有信號輸出就可以開定時(shí)器計(jì) ，當(dāng)此口變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就可以讀定時(shí)器的值， 這兩次定時(shí)器之間的時(shí)間差就是 此次測距的時(shí)間， 然后就 可算出距離。 單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路以及 AT89S52組成，具體電路如下圖 。 接收端主要通過藍(lán)牙模塊，對另一模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收。 藍(lán) 牙 主 機(jī) 藍(lán) 牙 硬 件基 帶 控 制 器H C I 固 件L M 固 件其 他 高 層 驅(qū) 動(dòng) 程 序H C I 驅(qū) 動(dòng) 程 序物 理 總 線 驅(qū) 動(dòng) 程 序物 理 總 線 固 件物 理 總 線硬 件 圖 藍(lán)牙 較低軟件層概述 圖 在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的 路徑，可以看出 藍(lán)牙 主機(jī) 通過主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序來訪問藍(lán)牙模塊里的主機(jī)控制器 ，運(yùn)行 HCI以上的協(xié)議軟件 。 A p p l i c a t i o n （ 應(yīng) 用 層 ）R F C O M M（ 串 口 仿 真 協(xié) 議 ）S D P（ 服 務(wù) 發(fā) 現(xiàn) 協(xié) 議 ）H C I （ H o s t C o n t r o l l e r I n t e r f a c e ） （ 主 機(jī) 控 制 器 接 口 ）B B （ B a s e B a n d ） （ 基 帶 ）L M P （ L i n k M a n a g e r P r o t o c o l ） （ 鏈 路 管 理 協(xié) 議 ）R F （ R a d i o a n d A n t e n n a ） （ 射 頻 ）L 2 C A P （ 邏 輯 鏈 路 控 制 與 適 配 協(xié) 議 ）A u d i o（ 音 頻 ）數(shù)據(jù)控制T C S（ 電 話 通 信 協(xié) 議 ）數(shù)據(jù) 圖 藍(lán)牙協(xié)議棧 圖中各層協(xié)議都有一定的邏輯關(guān)系，而且 這些 協(xié)議 在 相互配合 工作下 ，共同 實(shí)現(xiàn) 藍(lán)牙無線傳輸?shù)母鞣N 實(shí)際 應(yīng)用。藍(lán)牙技術(shù) 的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 所公布的主要 系統(tǒng)參數(shù) 和 技術(shù)指標(biāo)如 下 表 [4]。 社會(huì)上沒有 公開其 技術(shù) 的 標(biāo)準(zhǔn)， 且 目前 只有 很少的企業(yè) 研發(fā)此技術(shù) ，因此其 應(yīng)用前景并不廣泛。 在信息化的社會(huì)中，基于 無3 線通信 開發(fā)的設(shè)備 已經(jīng) 遍布生活的各個(gè)角落 ， 它們 都有其 自身的 適用領(lǐng)域。如今， 在近距離的無線通信中， 藍(lán)牙技術(shù)很受企業(yè)和社會(huì)的歡迎 。 對于 藍(lán)牙技術(shù)功 耗低，抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性好， 可以 保證通信傳輸?shù)目煽啃缘忍攸c(diǎn) [2]。因此，我們希望 在短距離范圍內(nèi)，能夠采用一種無線傳輸方式建立設(shè)備之間的通信連接 ， 而且 可以在任何地方，隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和傳輸 [1]。 愛立信 在著手研制芯 片 的同時(shí)，很快意識 到 要使 這項(xiàng)技術(shù)最終得到社會(huì)的認(rèn)同 ，必須 首先 得到業(yè)界其他公司的支持與應(yīng)用，且他們需要合作伙伴來共同開發(fā)這項(xiàng)新技術(shù)。畢竟只要能夠滿足人們的需求，并能夠提供便捷， 就可以得到社會(huì)的認(rèn)同。 將其應(yīng)用 在局域網(wǎng)的無線接入 方面 具有很大的優(yōu)勢 ， 但是 由于它不能利用 語音 來進(jìn)行信息 傳輸， 而且相對于 藍(lán)牙技術(shù) 其在體積、功耗和成本方面也存在不足 ， 因此 ，在低成本、小功耗的設(shè)備領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍沒有藍(lán)牙技術(shù)廣泛 [1]。通過對本課題的研究，可以將設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，方便地應(yīng)用于條碼掃描、無線抄表、打印機(jī)等功能 [9]。然而，藍(lán)牙 技術(shù)的 數(shù)據(jù)鏈路和物理層 是任何一個(gè)協(xié)議棧共同享用的 。 從圖中可以看出 HCI 傳輸層 位于 主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序和主機(jī)控制器之間 ，并為它們之間的通信提供接口 。 本設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和無線發(fā)送 ,綜合考慮系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、工作性能、功耗等因素 ,并結(jié)合自己所了解的相關(guān)知識，選擇 了由 美國 Atmel公司 研發(fā) 的 AT89S52芯片 作為數(shù)據(jù)采集端的控制器。 4 硬件電路 各模塊 的 設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)采集端、無線傳輸和 PC機(jī)接收端三個(gè)部分，數(shù)據(jù)采集端和 PC機(jī)數(shù)據(jù)接收端的 整體電路圖分別 見附錄 所示。 超聲波探頭接收到超聲波后，通過聲電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一正弦信號，其頻率為傳感器的中心頻率，即40kHz。 藍(lán)牙模塊需要 了一個(gè) 5V轉(zhuǎn) ，原理圖如圖 。在本 設(shè)計(jì) 中，將單片機(jī)控制 的 藍(lán)牙模塊作為主設(shè)備 ，主動(dòng)去 查詢 周圍藍(lán)牙設(shè)備，發(fā)出連接請求 ， 與 PC機(jī)端 相連的藍(lán)牙模塊 作為從設(shè)備， 實(shí)現(xiàn) 由單片機(jī)端向 PC機(jī)端 數(shù)據(jù) 的傳輸 。 在上述這些過程中，都必須 按照藍(lán)牙規(guī)范規(guī)定的 HCI數(shù)據(jù)包格式 。 單片機(jī) 和 藍(lán)牙模塊 進(jìn)行通信 采用 的是 UART傳送數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式 ， 通過 傳輸 十六 進(jìn)制數(shù) 。 （ 1） 焊接完單片機(jī)最小系統(tǒng)及 LCD液晶模塊后，通過下載簡單的 顯示 程序，調(diào)試發(fā)現(xiàn)，無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，液晶始終無法顯示任何信息，經(jīng)檢查，滑動(dòng)變阻器焊接時(shí)與原設(shè)計(jì)電路不同， 將 LCD第三腳通過滑動(dòng)變阻器接到 VCC后 導(dǎo)致液晶顯示偏壓信號錯(cuò)誤。 （ 3）通過編寫程序， 一步一步地強(qiáng)化功能，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)藍(lán)牙系統(tǒng)建立連接，進(jìn)一步使得 單片機(jī) 控制 藍(lán)牙模塊 發(fā)射幾個(gè)已知 的 數(shù)據(jù)。 雖然能夠進(jìn)行測距和傳輸顯示， 但實(shí)測 距離 值偏小 ， PC機(jī)端顯示與液晶顯示端沒有誤差 。緊接著，在第三章主要針對單片機(jī)控制端數(shù)據(jù)采集端的 設(shè)計(jì)，詳細(xì)地講述了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面的知識及方法。 (5)本設(shè)計(jì)所使用的模塊雖然能夠滿足無線傳輸 ，但它支持的最遠(yuǎn)距離為 10m，而且容易受到外界因素的影響。 整個(gè)測試的過程如圖 ， 。 測試地點(diǎn)的環(huán)境存在著微變。首 先需要對其電路進(jìn)行 檢查 ，在確保沒有錯(cuò)誤以后 ，就可以對系統(tǒng)的程序進(jìn)行編寫和調(diào)試。 開 始初 始 化 串 口設(shè) 置 藍(lán) 牙 模 塊 參 數(shù)初 始 化 藍(lán) 牙 模 塊參 數(shù) 設(shè) 置 是 否 成 功等 待 接 受 請 求 連接 信 號是 否 成 功 建 立 藍(lán) 牙 A C L 鏈 路接 受 主 方 連 接 請求在 超 時(shí) 前 收 到 主 方請 求 連 接 事 件波 特 率 是 否 設(shè) 置 成 功設(shè) 置 藍(lán) 牙 模 塊 波特 率結(jié) 束YNYYYNNN接 收 數(shù) 據(jù)是 否 成 功 接 收 數(shù) 據(jù)YN 圖 點(diǎn)對點(diǎn)藍(lán)牙系統(tǒng) 從 方流程圖 21 6 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析 要完成本次設(shè)計(jì)的 內(nèi)容 ，主要是檢驗(yàn)系統(tǒng)能否通過藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理終端和數(shù)據(jù)采集端無線傳輸 。 所謂數(shù)據(jù)處理就是在上述操作都完成以后，按照藍(lán)牙協(xié)議規(guī)范的要求，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。而在數(shù)據(jù)采集端，單片機(jī)與藍(lán)牙模塊的電平相同，因此與單片機(jī)串口則可以直 接相連。 要使 藍(lán)牙設(shè)備 實(shí)現(xiàn)無線傳輸，需要經(jīng)過一定的 硬件操作 。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形 ， 一般 1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖 。 然而 ，如果兩電極間 沒有 外加電壓，當(dāng) 發(fā)出的 超聲波 經(jīng)發(fā)射回來，被 金屬片共振板接收到， 壓電晶片 就會(huì)發(fā)生 振動(dòng)， 并 將 振動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，此時(shí)該端就成為 超聲波 的 接收器了。 對于系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，無論是硬件部分的電路設(shè)計(jì)，還是軟件方面的控制程序，都是采用模塊化10 的設(shè)計(jì)方法。 主機(jī)控制器傳輸層 是對各不同的物理介質(zhì)分別進(jìn)行定義，有以下四種： （ 1）、 HCI USB傳輸層 （ 2）、 HCI RS232傳輸層 （ 3）、 HCI UART傳輸層 （ 4）、 HCI SD傳輸層 藍(lán)牙設(shè)備之間建立通信，是通過實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙協(xié)議完成的。 (3)應(yīng)用層協(xié)議 應(yīng)用層協(xié)議 ，按照其字面的含義就是針對各種具體應(yīng)用所涉及到的軟件程序和諸多的協(xié)議 。 （ 2） 鏈路控制單元 鏈路控制單元 的主要職 責(zé)是 對 基帶鏈路控制器的規(guī)范 進(jìn)行描述， 完成 基帶協(xié)議和其他底層鏈路程序的運(yùn)行 。 而 將其 應(yīng)用 在 醫(yī)療 設(shè)備 中 還處于 萌芽 階段 ，國內(nèi)外 在這方面的研究都 很少 。然而，利用 紅外通信 技術(shù)的 通信設(shè)備 ，要想建立鏈路來實(shí)現(xiàn)互相通信，它們 中間不能存在任何的阻擋物， 這時(shí)由于紅外技術(shù)只支持視 距傳輸。雖然在現(xiàn)代社會(huì)中， 藍(lán)牙 無線傳輸 技術(shù) 還存在著許多不足 ，但它的 本身技術(shù)優(yōu)勢是顯而易見的 ，而且藍(lán)牙 電子 產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 相對于其他設(shè)備來說是非常 簡單 的 。 這些技術(shù) 被認(rèn)為是無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng)域的重大進(jìn)展之一， 作為一種前景光明的 無線 連接技術(shù)， 可以大大地促進(jìn)未來 社會(huì) 的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù) [1]。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 題目： 基于藍(lán)牙的無線數(shù)據(jù)檢測裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 X X 學(xué) 號 院 系 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 二〇一二 年 五 月 二十 八 日 目 錄 摘要 ........................................