【導(dǎo)讀】畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。二〇一二年五月二十八日

　　

【正文】 UART接口進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸 通信。 接收數(shù)據(jù)時(shí) ,以與單片機(jī)控制的數(shù)據(jù)采集端 相反 的 過程，將接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼 ,使其變成遵循藍(lán)牙協(xié)議的 HCI數(shù)據(jù)包格式 ，然后RS 232串口 再將接收到的數(shù)據(jù)包傳輸給 PC機(jī)。 其流程圖如圖 。 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(qǐng) 求 連接 信 號(hào)是 否 成 功 建 立 藍(lán) 牙 A C L 鏈 路接 受 主 方 連 接 請(qǐng)求在 超 時(shí) 前 收 到 主 方請(qǐng) 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(duì)點(diǎn)藍(lán)牙系統(tǒng) 從 方流程圖 21 6 系統(tǒng)測(cè)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 。 對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能的調(diào)試是論文內(nèi)容中非常關(guān)鍵的一部分，也是檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能的重要過程。本系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，通過先設(shè)計(jì)、后連接、最后進(jìn)行編程和調(diào)試調(diào)試來實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無線傳輸。 由于 此設(shè)計(jì)系統(tǒng) 包括硬件 部分 和軟件 部分 ， 所以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行 調(diào)試時(shí) 首先要對(duì)系統(tǒng)每個(gè) 模塊的硬件和軟件 分別進(jìn)行 調(diào)試 驗(yàn)證 ， 其次 再 對(duì)整 個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行 調(diào)試 ，從而保證了研究工作的可進(jìn)展性 。 系統(tǒng)的硬件測(cè)試 硬件 測(cè) 試 是為了 完善電路設(shè)計(jì) 和 排除焊接故障 。 從最初各模塊電路的方案選定，到單片機(jī) I/O分配， 到 最終系統(tǒng)完整電路的設(shè)計(jì)過程中，遇到了一些硬件問題，經(jīng)過檢測(cè)調(diào)試，逐一排除。 （ 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(jiǎn)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(hào)錯(cuò)誤。 經(jīng) 調(diào)整，信息顯示模塊正常工作。 （ 2） 在焊接接收端電路時(shí)，事先沒有搞清楚 MAX232芯片引腳的具體連發(fā)，導(dǎo)致通過 PC 機(jī)向藍(lán)牙模塊傳送 AT指令時(shí)，沒有反應(yīng)。通過請(qǐng)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。 （ 3） 檢查排針的連接，確認(rèn)無誤后，使用 Keil軟件和 AVR_fight下載器對(duì)單片機(jī)進(jìn)行下載程序，第一次下載過程中，程序下載不進(jìn)去，通過檢查下載端口，可是沒有錯(cuò)誤，然后又檢查焊接的電路，對(duì)每?jī)蓚€(gè)相鄰的引腳進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)單片機(jī)的 ，經(jīng)過修改，可以成功下載。 （ 4）后又發(fā)現(xiàn)蜂鳴器不響，檢查電路并查閱資 料后，發(fā)現(xiàn)蜂鳴器電路部分錯(cuò)誤，我錯(cuò)誤的將蜂鳴器的正極接電源，負(fù)極接 9013的集電極， 9013的發(fā)射機(jī)又接了地；改正后，再次接通電源，蜂鳴器一直鳴叫。我一開始認(rèn)為這樣還是錯(cuò)的，于是又查閱資料，又換成 8550三極管，接通電源后，蜂鳴器不響，寫入程序，蜂鳴器正常。 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。 （ 5）將寫好的數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試程序，下載到單片機(jī)中，發(fā)現(xiàn)不能通信。通過查閱資料和請(qǐng)教同學(xué)，發(fā)現(xiàn) 系統(tǒng)的軟件調(diào)試 硬件電路 在 制作完成 后，不能急于測(cè)試。首 先需要對(duì)其電路進(jìn)行 檢查 ，在確保沒有錯(cuò)誤以后 ，就可以對(duì)系統(tǒng)的程序進(jìn)行編寫和調(diào)試。軟件方面首先需要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)端的數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)，使其能夠正確的測(cè)距并顯示，然后再在此基礎(chǔ)上，加入藍(lán)牙模塊部分，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與藍(lán)牙模塊的通信。要 使得所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的兩個(gè) 藍(lán)牙模塊 實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)傳輸，可以先 實(shí)現(xiàn) PC機(jī)控制 的 藍(lán)牙模塊手機(jī)藍(lán)牙 建立連接 ，實(shí)現(xiàn)由藍(lán)牙模塊向藍(lán)牙手機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。 通過不斷地摸索與調(diào)試，加強(qiáng)了解，從而進(jìn)一步與單片機(jī)控制的藍(lán)牙模塊建立連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。 測(cè) 試 對(duì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性進(jìn)行測(cè)試，可以按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行 [10]： 22 （ 1）將 單片機(jī)控制的藍(lán)牙模塊作為 數(shù)據(jù)發(fā)送端，與 PC機(jī) 相連的藍(lán)牙模塊作為 數(shù)據(jù)接收端 ， 設(shè)定好兩個(gè)模塊的 波特率、校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位 以及 停止位。 （ 2）在 PC機(jī)上 打開串口 調(diào)試助手軟件 ， 設(shè)定好 串口端 ，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。 （ 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)。 （ 4） 觀察 PC機(jī) 端所 接收 的 數(shù)據(jù) 是否與發(fā)射端 數(shù)據(jù) 的個(gè)數(shù)和大小相同。 穩(wěn)定性測(cè)試 傳輸數(shù)據(jù) 穩(wěn)定性 的測(cè)試可以通過發(fā)射 同一 組 數(shù)據(jù) ，在同一波特率的情況下，改變測(cè)試距離的環(huán)境，然后對(duì)幾次數(shù)據(jù)傳輸 的 誤碼率 進(jìn)行 比較， 從 而 驗(yàn)證系統(tǒng) 傳輸?shù)姆€(wěn)定 性 。 具體的實(shí)驗(yàn)步驟和 準(zhǔn)確性 測(cè)試類似，但改變 發(fā)射模塊與接收模塊 的測(cè)試場(chǎng)地或者它們 之間的距離。 結(jié)果分析 溫度測(cè)試結(jié)果與分析 系統(tǒng)完成后，進(jìn)行溫度測(cè)試。選定不同測(cè)試時(shí)間，分別讀取溫度計(jì)示數(shù) 、 液晶顯示溫度值，并觀察PC機(jī)串口助手上位顯示窗口所顯示的內(nèi)容 。測(cè)試結(jié)果如下表 ，此測(cè)試結(jié)果是在數(shù)據(jù)采集端與 PC機(jī)接收端的距離不變的情況下進(jìn)行的。 表 溫度測(cè)試 測(cè)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(cè)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(cè)試的結(jié)果通過藍(lán)牙無線傳輸發(fā)送給 PC 機(jī)端。雖然 能夠進(jìn)行測(cè)溫和傳輸顯示， 但實(shí)測(cè)溫度值偏小 ，且 PC機(jī)端顯示與液晶顯示端有所誤差 。誤差產(chǎn)生原因有以下 2點(diǎn)： 人眼在看液晶顯示和 PC機(jī)端顯示時(shí)，存在時(shí)間差。 測(cè)試地點(diǎn)的環(huán)境存在著微變。 綜上所述，該設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在誤差允許的范圍內(nèi)，能夠正確顯示溫度，并能準(zhǔn)確地、實(shí)時(shí)地在 PC機(jī)端顯示。 23 距離測(cè)試結(jié)果與分析 系統(tǒng)完成后，進(jìn)行 距離的 測(cè)試。選定不同測(cè)試 距離 ，分別讀取 米尺的距離值、 液晶顯示 距離 值，并觀察 PC機(jī)串口助手上位顯示窗口所顯示的內(nèi)容 。測(cè)試結(jié)果如下表 ，此測(cè)試結(jié)果也是在數(shù)據(jù)采集端與 PC機(jī)接收端的距離不變的情況下進(jìn)行的。 表 距離 測(cè)試 測(cè)試 距離（兩設(shè)備 之間直線 ） /cm 參數(shù) 20 40 60 80 實(shí)際 距離 值 /cm 20 30 40 50 LCD顯示值 /cm 16 25 35 44 PC機(jī)端的顯示值 /cm 16 25 35 44 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(cè)試的結(jié)果通過藍(lán)牙無線傳輸發(fā)送給 PC 機(jī)端。 雖然能夠進(jìn)行測(cè)距和傳輸顯示， 但實(shí)測(cè) 距離 值偏小 ， PC機(jī)端顯示與液晶顯示端沒有誤差 。 距離測(cè)量值 誤差產(chǎn)生 的 原因有以下點(diǎn)： 超聲波模塊容易受到外在環(huán)境的影響，本身系統(tǒng)存在著誤差。 考慮到測(cè)量的要求，使用的是皮尺，皮尺可能存在誤差，而且由于通過人眼來讀數(shù)，也存在著一定的誤差。 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(cè)距和無線傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)思想。雖然距側(cè)量值與實(shí)際距離之間存在誤差，但是單片機(jī)端測(cè)量的顯示結(jié)果與 PC 機(jī)端顯示的一樣，滿足了本設(shè)計(jì)中最重要的部分，能夠正確顯示距離，并能準(zhǔn)確地、實(shí)時(shí)地在 PC機(jī)端顯示。 穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果與分析 選定同 一 測(cè)試 距離 ， 通過改變測(cè)試環(huán)境 分別讀取 米尺的距離值、 液晶顯示 距離 值，并觀察 PC 機(jī)串口助手上位顯示窗口所顯示的內(nèi)容 。測(cè)試結(jié)果如下表 。 表 穩(wěn)定性 測(cè)試 測(cè) 試地點(diǎn) 參數(shù) 操場(chǎng) 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(cè)試的結(jié)果通過藍(lán)牙無線傳輸發(fā)送給 PC 機(jī)端。根據(jù)測(cè)量的環(huán)境不同，藍(lán)牙模塊的無線傳輸會(huì)受到影響， 如樹木 、金屬、墻體等障礙物會(huì)對(duì)藍(lán)牙信號(hào)有一定的吸收或屏蔽 。而且由于本模塊的發(fā)射功率比較小，它所支持的最大距離為 10m。 整個(gè)測(cè)試的過程如圖 ， 。 圖 PC 機(jī)端顯示 圖 整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng) 25 總結(jié) 1 論文總結(jié) 本課題是一項(xiàng)實(shí)用型工程課題，具有較強(qiáng)實(shí)用性。 從提出總體設(shè)計(jì)方案 和具體實(shí)現(xiàn)電路，到搭試電路、編寫、調(diào)試程序，實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能， 實(shí)現(xiàn)了開題報(bào)告中提出的目標(biāo)和相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容。以實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的無線連接通訊的要求為目標(biāo)，著眼于藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃约皽y(cè)量的準(zhǔn)確性和快速性，實(shí)現(xiàn)了基于藍(lán)牙技術(shù)的數(shù)據(jù)檢測(cè)無線傳輸裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 本文首先在第一章 對(duì)藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展等 概況 進(jìn)行闡述 ，并將藍(lán)牙技術(shù)與現(xiàn)階段其他的無線通訊技術(shù)進(jìn)行了比較， 分析了本課題研究的木盒意義。 然后在第二章對(duì)藍(lán)牙的技術(shù)的理論進(jìn)行了介紹，分析了藍(lán)牙協(xié)議的整體架構(gòu)及有關(guān)各層協(xié)議。緊接著，在第三章主要針對(duì)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(shí)及方法。第四章，為了實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙無線傳輸，通過 UART物理接口，對(duì) HCI UART指令進(jìn)行詳細(xì)的分析，并完成了藍(lán)牙無線通訊連接的程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線傳輸。該系統(tǒng)具有針對(duì)性強(qiáng)、成本低、體積小、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于采用了藍(lán)牙技術(shù)，使得數(shù)據(jù)采集設(shè)備與數(shù)據(jù)分析設(shè)備分開，采用的是鏗電池供電，能夠?qū)崿F(xiàn)即用即拿，便于攜帶。 通過對(duì)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(duì) 藍(lán)牙模塊、 DYPME007超聲波測(cè)距 等 模塊 的學(xué)習(xí) 和 研究 ， 對(duì) 無線傳輸?shù)确矫娴?理論 知識(shí) 有了初步的了解 。與此同時(shí)，該 課題 同樣涉及模擬電路、數(shù)字電路等學(xué)科通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，全方面地鞏固了以往所學(xué)專業(yè)知識(shí)， 而且對(duì)課題查閱搜集相關(guān)資料并完成課題的科研的能力，都 為將來的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 2 論文展望 鑒于現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)飛速發(fā)展的信息時(shí)代，研究 藍(lán)牙技術(shù) 在不斷地深入和提高 ， 而且由于 本人 對(duì)藍(lán)牙技術(shù)的 知識(shí)面 不夠廣泛 ， 所以 本 文所設(shè)計(jì)的 系統(tǒng) 在各方面 還存在 著 許多問題 。 因此， 為了完善 本系統(tǒng)的缺陷， 需要 對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)作 進(jìn)一步的研究 [14]： (1)進(jìn)一步研究如何有效地降低藍(lán)牙傳輸 系統(tǒng)的功耗，響應(yīng)當(dāng)代社會(huì)的低碳生活理念。 (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(duì)硬件電路進(jìn)行進(jìn)一步的完善。 (3)藍(lán)牙 技術(shù)所支持的傳輸方式除了有數(shù)據(jù)格式外 ， 還能夠?qū)崿F(xiàn) 語(yǔ)音 信號(hào)的 傳輸，因此 可以對(duì) 語(yǔ)音傳輸 方式加強(qiáng)研究 ， 用其來滿足現(xiàn)代信息社會(huì)的更多 信息 傳輸 的趨勢(shì) 。 (4)本文 所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)僅能將兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備建立連接，并實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)傳輸，所以 在 今后 的研究過程中，加強(qiáng)對(duì)多個(gè)設(shè)備連接的研究，讓多個(gè)設(shè)備之間都能進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)適合大批量制造和使用的專用設(shè)備。 (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。因此，可以加強(qiáng)對(duì)其他藍(lán)牙設(shè)備的研究，使得系統(tǒng)的傳輸距離和穩(wěn)定性更強(qiáng)。 參考文獻(xiàn) [1]馬建倉(cāng)，羅亞軍，趙玉亭，藍(lán)牙核心技術(shù)及應(yīng)用 [M]，科學(xué)出版社， [2]于萬民 ,基于藍(lán)牙技術(shù)無線通信測(cè)試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) .哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 . 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