【文章內(nèi)容簡介】 F0 和 TF1 在計數(shù)溢出的那個周期的 S5P2 被置位。它們的值將會一直持續(xù)到下一個周期被電路捕捉下來。此外，定時器 2 還可以被寄存器 T2CON 中的 TF2 和 EXF2 的或邏輯所觸發(fā)。在程序進入中斷服務(wù)之后，這些標(biāo)志位都可以由硬進行件清 0 處理。 藍牙技術(shù) 藍牙技術(shù)的功能 藍牙是一種功耗相當(dāng)?shù)偷臒o線技術(shù)。藍牙技術(shù)最初被開發(fā)出來只是為了以一種無線的方式將手機、電腦、以及各種數(shù)字信息部件的外部設(shè)備連接起來，從而取代各種繁雜的接口連線，并形成一種個人網(wǎng)絡(luò)，使得各種資源可以在被連接起來的設(shè)備之間實現(xiàn)快速便捷的共享。 藍牙技術(shù)擁有非常廣泛的應(yīng)用，可以適用于不同的場合。由于藍牙設(shè)備是通過無線方式而不是有線電纜進行連接的，因此其具有非常優(yōu)良的可移動性。藍牙技術(shù)的無線傳 輸是通過 的載波來實現(xiàn)的的，可以同時連接多個系統(tǒng)和設(shè)備 [10]。此外，設(shè)備之間的連接不需要進行任何額外的設(shè)置和調(diào)試，只要設(shè)備之間的距離達到 10 米（在加大功率后可達到 100 米）之內(nèi)，各個設(shè)備上加載的藍牙設(shè)備就可以進行自動的連接，從而進行各種數(shù)據(jù)和信息的自由交換。藍牙技術(shù)這樣的特點讓人們在使用過程中省去了許多繁雜的設(shè)置工作，從而使得整個過 程變得非常的便捷。 基于藍牙技術(shù)的家用智能控制系統(tǒng)設(shè)計 9 藍牙技術(shù)的特點 在各種短距無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)中，藍牙技術(shù)有著非常明顯的優(yōu)勢。藍牙技術(shù)不僅可以以相當(dāng)便捷的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)和語言的交換，并且其成本和功耗都非常的低。如圖，藍牙技術(shù)不僅可以實現(xiàn)單點和單點之間，還可以實現(xiàn)單點和多點之間的無線連接。這樣，不同的藍牙設(shè)備之間就可以將各種信息快速、方便地進行相互之間的交換。在藍牙實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，我們稱主動發(fā)出數(shù)據(jù)的為主設(shè)備（ Master），相對而言，被動接收數(shù)據(jù)的設(shè)備就成為從設(shè)備（ Slave）。在時分復(fù)用的模式下任何 1臺藍牙設(shè)備 都最多可與 7臺設(shè)備通信。在使用藍牙技術(shù)進行數(shù)據(jù)交換時，不同設(shè)備之 a)點對點 b )點對多點 c)多個微微網(wǎng)組成的分布網(wǎng) 圖 藍牙設(shè)備間的連接方式 間的主從身份只有在各個設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)連接的過程中才生效，只要設(shè)備之間斷開連接，那么其間的主從身份關(guān)系也就隨之被取消。 藍牙技術(shù)的主要特點有： 射頻特性：藍牙技術(shù)工作的頻段為全球通用的 。在這個頻段中不存在權(quán)限的歸屬與使用的問題，也就是說廠家在使用這項技術(shù)時不需要申請就可以進行任意的使用。藍牙技術(shù)采用了時分雙工的方式來實現(xiàn)雙工傳輸?shù)哪康?。藍牙的無限發(fā)射機采用 FM調(diào)制方式，這可以在很大程度上降低設(shè)備的復(fù)雜性和生產(chǎn)成本。 跳頻技術(shù)：藍牙技術(shù)相對于其他通信技術(shù)而言具有非常突出的安全性和抗干擾能力，之所以能夠這樣的根本原因就是藍牙技術(shù)采用了跳頻技術(shù)。藍牙在 ~這一范圍內(nèi)劃分出了 79個頻點，并可以根據(jù)一定的調(diào)頻序列進行跳頻。 TDMA結(jié)構(gòu)：藍牙采用時分復(fù)用多路訪問技術(shù)，其基 帶傳輸速率為 1Mb/s。藍牙系統(tǒng)支持實時的同步定向連接和非實時的異步不定向連接。 基于藍牙技術(shù)的家用智能控制系統(tǒng)設(shè)計 10 軟件的層次結(jié)構(gòu)：藍牙通信系統(tǒng)采用的是多層次式結(jié)構(gòu)的通信協(xié)議。其底層為通用結(jié)構(gòu)，高層則有所不同。從宏觀上講我們可以將軟件的層次結(jié)構(gòu)分為非計算機背景和計算機背景。非計算機背景不需要 HCI（ Host Control Interface）。而計算機背景則需要 HCI實現(xiàn)高 /低的連接。藍牙技術(shù)這樣的特點可以使其擁有非常高地通用性和靈活性。 藍牙技術(shù)的通信協(xié)議 藍牙技術(shù)的技術(shù)協(xié)議由協(xié)議棧所規(guī)定。其可分為四部分：核心協(xié)議（ SDP） 、電纜替代協(xié)議（ RMCOMM）、電話傳輸控制協(xié)議（ TSC）和選用協(xié)議 [11]。 圖 藍牙協(xié)議棧 藍牙協(xié)議棧如圖 。藍牙核心協(xié)議由 SIG制定的藍牙專利協(xié)議組成。對于大部分藍牙設(shè)備來說，想到正常運行核心協(xié)議是必不可缺的部分，其他協(xié)議就要根據(jù)不同應(yīng)用而定?？傊鞣N協(xié)議都是在核心協(xié)議的基礎(chǔ)上相互結(jié)合才構(gòu)成了面向不 同應(yīng)用的協(xié)議。 根據(jù)以上的介紹我們可以很清楚的看到，在藍牙技術(shù)通信協(xié)議的基礎(chǔ)之上，藍牙設(shè)備所構(gòu)成的主從網(wǎng)和分散網(wǎng)連接在一起使得藍牙設(shè)備之間可以無條件的對范圍內(nèi)的任何其他設(shè)備進行人工或者自動地查詢，進而可以實現(xiàn)設(shè)備之間數(shù)據(jù)的相互接收與發(fā)送。 基于藍牙技術(shù)的家用智能控制系統(tǒng)設(shè)計 11 藍牙技術(shù)的應(yīng)用 居家應(yīng)用：在家居產(chǎn)品中，廠家通過在其中加裝藍牙設(shè)備就可以使得各種家居產(chǎn)品告別設(shè)備間繁雜的連接線的煩惱。例如，鼠標(biāo)、鍵盤、打印機、筆記本、藍牙耳機等電子設(shè)備均可以通過藍牙設(shè)備在無線狀態(tài)下使用。這不但可以增加室內(nèi)裝飾的美感，而且還可以為室內(nèi)裝飾增添了更多創(chuàng)意和自由設(shè)計的想象空間。此外，通過把移動設(shè)備和家用電腦通過藍牙技術(shù)的連接可以把開關(guān)設(shè)置，狀態(tài)等信息實時的同步起來，并可以隨時的進行相關(guān)的設(shè)置，用戶也可以隨時隨地的存取最新的信息。由此可見，藍牙設(shè)備不僅可以使居家生活和辦公變得更加輕松和便捷，還可以增加許多生活的 樂趣。例如，我們可以在下班時就打開家中的空調(diào)，在進門之前打開門鎖和室內(nèi)的燈具，我們還可以在 30英尺內(nèi)通過藍牙設(shè)備無線控制和存儲電腦或者音樂播放器中的音樂文件等等。此外，藍牙技術(shù)還可以使用在適配器之中，它可以允許用戶通過相機、手機或者平板電腦向智能電視發(fā)送照片或者視頻，并與朋友分享。 工作應(yīng)用：和居家應(yīng)用相似的是，藍牙技術(shù)的使用使得我們的辦公室中不見了那些凌亂的連接線，取而代之的是整潔的辦公空間，整個辦公室就像一臺高效的機器有條不紊的快速運行著。在這樣的環(huán)境下手機可以和我們的電腦同步和共享各種數(shù)據(jù)和信息，外圍 設(shè)備可以直接與計算機進行高效的數(shù)據(jù)交換，公司的職工可以通過藍牙耳機隨時隨地的接聽電話與他人聯(lián)系，所有的這些都在無線的狀態(tài)下運行，不需要任何連接線進行連接。此外，藍牙技術(shù)在辦公環(huán)境下的運用不僅僅局限于可以讓人們告別雜亂的辦公環(huán)境，它還可以極大程度的提高我們的辦公效率。我們可以通過藍牙設(shè)備來為同事或者客戶進行相關(guān)的演示或者訪問一些文件，郵件等。當(dāng)我們需要進行會議討論的時候只需要各個會議成員連接到藍牙設(shè)備就可以不受地域限制的開始會議討論。在會議中所使用的各種演示文稿等也可以隨時傳輸?shù)接嬎銠C中，這樣可以極大地提高我 們的工作效率，節(jié)約時間成本。 步進電機 步進電機的工作原理 步進電機可以接收脈沖信號然后根據(jù)脈沖信號的不同作出相應(yīng)的角位移，其轉(zhuǎn)軸基于藍牙技術(shù)的家用智能控制系統(tǒng)設(shè)計 12 所轉(zhuǎn)動的角度完全由接收到的脈沖次序以及脈沖個數(shù)所決定。電機輸入的脈沖個數(shù)可以控制轉(zhuǎn)動角度，輸入的脈沖頻率可以控制轉(zhuǎn)動速率 [12]。 步進電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。對于定子而言，主要結(jié)構(gòu)就是 其內(nèi)部的繞組， N相電機就又 N個繞組。步進電機工作時需要遵循一定的“相序”，所謂相序就是電機內(nèi)部繞組的通電順序 錯誤 !未找到引用源。 。轉(zhuǎn)子的主要結(jié)構(gòu)是磁性轉(zhuǎn)軸，當(dāng)繞組在相序的作用下按照一定的規(guī)律進行通電與斷電的時候，轉(zhuǎn)子的周圍將會生成一個有規(guī)律的變化的電磁場，這個磁場會帶動轉(zhuǎn)子進行轉(zhuǎn)動。由于轉(zhuǎn)子總是會趨向于轉(zhuǎn)動到磁阻最小的位置，所以轉(zhuǎn)子將會按照固定的步距角進行 有規(guī)律的轉(zhuǎn)動，從而帶動電機軸的轉(zhuǎn)動。步進電機內(nèi)部實物圖如圖 。 圖 步進電機內(nèi)部實物圖 步進電機的驅(qū)動系統(tǒng) 步進電機的正常運行需要相應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)的支持。步進電機的驅(qū)動系統(tǒng)包含控制器和驅(qū)動器兩部分，而二者的連接又分為串行和并行兩種不同的控制方式。 在串行控制中，控制器中會有脈沖的輸出，然后通過脈沖分配器將并行驅(qū)動信號進行一定的轉(zhuǎn)換，以達到使各個繞組導(dǎo)通或截止的效果 [14]。由此可見，時鐘脈沖的有無決定步進電機的運行或停止，脈沖頻率決定電機的運行速率，方向電平?jīng)Q定運轉(zhuǎn)方向。 在并行控制中，繞組的導(dǎo)通或者截止由控制器所輸出的并行信號直接控制 [15]。在這種情況下將由內(nèi)部軟件程序來取代控制器中脈沖分配器的功能?？偟膩碚f，無論基于藍牙技術(shù)的家用智能控制系統(tǒng)設(shè)計 13 驅(qū)動系統(tǒng)采用串行控制還是并行控制，脈沖分配器這一部分都是整個步進電機驅(qū)動系統(tǒng)不可或缺的。 從應(yīng)用的角度考慮的話，失步和震蕩是步進電機的主要限制條件。而步進電機是否可以全效運行的在很大程度上取決于驅(qū)動器，負載和電機本身的情況，造成這一情況的主要原因是因為步進電機在大多數(shù)情況下的運行方式為開環(huán)運行。 步進電機的正常運行關(guān) 鍵取決于失步和震蕩是否可以得到比較好的解決。就失步而言，在很多時候步進電機都會出現(xiàn)失步的現(xiàn)象，例如啟動或者停止的時候頻率發(fā)生突變，高速運行時電機的輸入頻率超出了電機本身最大運行頻率范圍，以及電機帶動的負載轉(zhuǎn)矩大于電機的啟動轉(zhuǎn)矩等等。解決這一問題的一個很有效的方法就是改善驅(qū)動器的驅(qū)動能力，這樣就能夠在很大程度上降低步進電機失步的概率。除了失步之外，步進電機的另一個需要解決的問題就是電機的低頻振蕩。當(dāng)步進電機改變一次通電狀態(tài)時轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過一個步距角，如果步進電機持續(xù)處在一個低頻脈沖輸入并且電機阻尼較小的時候就會產(chǎn) 生一種持續(xù)衰減的震蕩，在這種情況下轉(zhuǎn)子需要在自由振蕩的頻率下進行數(shù)次震蕩之后才能衰減到一個新的平衡位置，最終停止下來。步進電機每輸入一個脈沖，轉(zhuǎn)子都可能產(chǎn)生一次震蕩。因為轉(zhuǎn)子在每個脈沖輸入時都會從轉(zhuǎn)矩躍變中得到一次能量補充，這種能量就是引起振蕩的直接原因，二者之間大小成正比。而當(dāng)這種脈沖的輸入頻率等于或者接近于電機自由振蕩頻率時電機會出現(xiàn)嚴重的低頻振蕩甚至失步導(dǎo)致無法工作，所以一般情況下不允許步進電機在共振頻率下工作。 其它元器件 除了單片機、藍牙設(shè)備、步進電機等器件之外，本設(shè)計還使用到了直 流電機，繼電器和高亮 LED等。由于這些元器件較為常見且原理簡單，在此就不再贅述。 基于藍牙技術(shù)的家用智能控制系統(tǒng)設(shè)計 14 3 系統(tǒng)設(shè)計 硬件設(shè)計 電源模塊 本裝置由 4組 4節(jié) 5號干電池（ ）進行供電。由于 4節(jié)干電池的電壓之和為 6V，而單片機需要的供電電壓為 5V，因此電源模塊還加裝了 LM2940穩(wěn)壓芯片進行穩(wěn)壓。LM2940穩(wěn)壓芯片是一款高性能穩(wěn)壓芯片，具有穩(wěn)壓效果明顯，發(fā)熱較小，能夠長期穩(wěn)定工作，以及成本低等特性。由于電池輸出的電流不太穩(wěn)定，在穩(wěn)壓芯片輸入與輸出端分別需要加裝兩片 104貼片電容，這樣使電池輸出的電流 將會更加穩(wěn)定，能夠滿足單片機的供電需求，從而使其正常的工作。電源模塊的電路原理圖如圖 。 圖 電源模塊原理圖 主控模塊 該系統(tǒng)的主控板是由 AT89S52單片機設(shè)計而成，其電路圖及 PCB如下圖 。 該系統(tǒng)的主控板采用 AT89S52單片機作為核心控制芯片。 AT89S52單片機是 51系列單片機中較為經(jīng)典的一款。與其他 51系列的單片機一樣擁有 51內(nèi)核、內(nèi)部定時器、外部中斷以及多路的 I/O輸出口，這些配置足以滿足本裝置的需求。此外本裝置還選取了 ，以及增加了復(fù)位電路，通過復(fù)位電路基于藍牙技術(shù)的家用智能控制系統(tǒng)設(shè)計 15 上電容的充放電效應(yīng)，同時使其具有上電復(fù)位的功能。此外，主控模塊還采用了AT89S52單片機的 T