畢業(yè)設(shè)計(jì)――藍(lán)牙家電控制(編輯修改稿)
2025-07-26 13:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 直流電源，SW為系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)，用于控制整個(gè)系統(tǒng)的電源的開(kāi)啟與關(guān)閉，C0為電解電容，一般取值在220uf到680uf之間，此 電解電容是用于濾除電源線上存在的高頻干擾，U1為三端穩(wěn)壓芯片LM7805，LM7805輸入電壓范圍在716V情況下，穩(wěn)定輸出直流5V電壓，能夠很好的保證單片機(jī)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，電容C1和C2分別用于濾除輸出電壓上存下的低頻干擾和高頻干擾，LED為電源指示燈，當(dāng)系統(tǒng)電源輸出正常的情況下LED燈點(diǎn)亮，電阻R1為1K阻值的限流電阻，保證LED在允許的工作電流下工作，避免LED被電流過(guò)高造成的損壞。，VCC為5V電壓輸入，C1為濾波電容，，C13和C14為輸出電壓濾波電容，分別用于濾除高頻和低頻干擾，C12為L(zhǎng)DO電源芯片的啟動(dòng)電容。 HC05藍(lán)牙通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，考慮到通用性和兼容性。，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HC05藍(lán)牙模塊，HC05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：48001382400，使用方便連接靈活具有較高的性?xún)r(jià)比，同時(shí)HC05為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，性能穩(wěn)定、可靠性較高。方案二：采用HC06藍(lán)牙模塊，HC06藍(lán)牙為從設(shè)備，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)HC05為普通消費(fèi)級(jí)別的芯片，在可靠性和穩(wěn)定性上比HC05稍差一些，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格相比HC05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HC05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)牙通信電路采用HC05模塊作為核心，加以外圍電路完成系統(tǒng)藍(lán)牙通信電路的設(shè)計(jì)，藍(lán)牙部分電路設(shè)計(jì)如圖33所示。圖33 HC05通信模塊電路圖如圖33所示，U6為系統(tǒng)藍(lán)牙通信模塊HC05模塊，二極管DD6和電阻RD7為藍(lán)牙模塊工作狀態(tài)指示燈，其工作狀態(tài)有以下三種：一，在模塊上電的同時(shí)把BSKEY引腳設(shè)置為高電平（或接到VCC）此時(shí)D7以亮一秒滅一秒的頻率慢閃，模塊進(jìn)入AT狀態(tài)，此時(shí)波特率為固定的38400。二，在模塊上電的同時(shí)把BSKEY引腳設(shè)置為低電平（或接地），此時(shí)D7以一秒閃爍2次的頻率快閃，表示模塊進(jìn)入可配對(duì)狀態(tài)，如果此時(shí)再將BSKEY引腳電平置高，模塊會(huì)進(jìn)入AT狀態(tài)，但是D7的閃爍頻率不變。三，模塊配對(duì)成功，此時(shí)D7雙閃，一次閃2下，2秒閃一次。系統(tǒng)有了D7指示燈就能夠很直觀的判斷模塊的當(dāng)前狀態(tài)，方便使用。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HC05模塊通過(guò)usb轉(zhuǎn)TTL模塊連接到電腦串口，連接方式如圖34所示。圖34藍(lán)牙模塊與TTL模塊接線方式圖HC05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(chē)了，具體操作界面如圖35所示。圖35藍(lán)牙模塊測(cè)試界面圖統(tǒng)HC05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(pán)模式，設(shè)置鍵盤(pán)指令即可，具體操作過(guò)程可以參考圖36。圖36藍(lán)牙配對(duì)操作演示過(guò)程圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(lèi)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)，具體型號(hào)選擇宏晶科技生產(chǎn)的STC89C52單片機(jī)。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，用于控制這個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，單片機(jī)最小系統(tǒng)電路主要有STC89C52單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路組成，此部分電路圖如圖37所示。圖37 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖系統(tǒng)主控電路由單片機(jī)、時(shí)鐘振蕩電路與復(fù)位電路組成。STC89C52中有一個(gè)構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和 XTAL2分別是該放大器的輸入和輸出端，用于外接晶體振蕩器，，Y1兩端的電容 C4，C5 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。電容C4和C5應(yīng)選擇瓷片電容，至于點(diǎn)熱鬧過(guò)容值的大小沒(méi)有嚴(yán)格的限定，只是電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度的穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，推薦電容使用30pF士l0pF。STC89C52單片機(jī)為高電平復(fù)位使能，在單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)中需要保證上電的時(shí)候能夠復(fù)位單片機(jī)，同時(shí)當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行 過(guò)程中出現(xiàn)出現(xiàn)跑飛或者進(jìn)入死循環(huán)的時(shí)候能夠通過(guò)相應(yīng)的按鍵實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位，因而單片機(jī)復(fù)位需要有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種復(fù)位方式，復(fù)位電路設(shè)計(jì)如圖31所示，其中 S2為復(fù)位按鍵。上電復(fù)位的工作原理為：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過(guò)電阻對(duì)電容C3充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機(jī)開(kāi)始正常工作；按鍵復(fù)位的工作原理為：當(dāng)S1被按下后，電容C3迅速放電,使RST引腳為高電平，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)位。當(dāng)S1彈起后，電源通過(guò)10KΩ的電阻R3放電，電平變?yōu)榈碗娖?，?fù)位停止。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)
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