【正文】 the voice information which has been stored in advance , then it will broadcast it .Firstly, this paper the background and the studying significance of the system, secondly, it gives a brief introduction and some technology involved, thirdly the paper puts forward the design concept of the system, finally it introduce the process of the design and realize of the system in module.The model of the system realized in the paper support a serious of feasible program for the information reminding of roads. With the consummatement and expanding of the system’s function . The safety reminding system based on buetooth technology will be widely used and obtain people’s approval . 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 VI 頁Keywords: Bluetooth, STC89C51 Single Chip Computer, Wireless Communication 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 1 頁第一章 緒論 背景分析 隨著中國公路和交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，中國的公路網(wǎng)規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，公路網(wǎng)不斷變得密集，據(jù)中國交通部權(quán)威人士介紹，2020 年前中國公路仍將處于較快的發(fā)展階段，仍將進(jìn)行全球最大規(guī)模的路網(wǎng)建設(shè)。除此之外，中國城市的交通也由平面向立體化發(fā)展，立交橋盤旋交錯。 由于車輛不斷增多，公路不斷變得復(fù)雜，許多駕駛員都是非專業(yè)駕駛員，由于一些駕駛員對道路信息的不熟悉，導(dǎo)致行駛到岔路口的時候就會減速，從而影響了后面的車輛，還有可能造成交通事故；也可能由于人們的疏忽、精力不集中沒有看清楚交通要道設(shè)立的提示路牌和警示語，如果這些提示語是關(guān)于前面路段的危險情況，那么就很可能造成事故的發(fā)生；再者如果遇到陰雨或大霧天氣，此類路牌的能見度比較低，就削弱了它們原有的作用；另一方面，駕駛員可能對某些路牌和路標(biāo)不能正確的理解，造成誤導(dǎo)，從而引發(fā)嚴(yán)重的后果。 課題意義為了解決目前道路信息提示工具的缺陷以及生活中存在的各方面安全隱患，我們?nèi)诤蠁纹瑱C(jī)技術(shù)和藍(lán)牙無線通信技術(shù)，提出并設(shè)計了一種基于藍(lán)牙技術(shù)的無線語音安全提示系統(tǒng)。另外通過圖標(biāo)與語音相結(jié)合的方式，能夠使駕駛員充分了解道路狀況，避免誤解。藍(lán)牙技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的短距離無線通信技術(shù), 可以用來替代數(shù)字設(shè)備間短 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 2 頁距離的有線電纜連接。無須鋪設(shè)線纜, 降低了環(huán)境改造成本, 方便了數(shù)據(jù)采集人員的工作。 技術(shù)現(xiàn)狀 本系統(tǒng)融入了單片機(jī)技術(shù)和藍(lán)牙無線通信技術(shù)。如今單片微型計算機(jī)發(fā)生了巨大的變化，歸納起來有： ROM 應(yīng)用技術(shù)得到發(fā)展。COMS 化。術(shù)得到發(fā)展。目前，藍(lán)牙技術(shù)也日趨成熟，被廣泛的運(yùn)用到各種無線網(wǎng)絡(luò)中。首先介紹 MCS51 單片機(jī)系統(tǒng)，包括 MCS51 單片機(jī)的硬件和軟件編程技術(shù)；接著介紹本設(shè)計用到的藍(lán)牙模塊的基本結(jié)構(gòu)、基本功能、無線通信技術(shù)等。單片機(jī)實(shí)時控制功能特別強(qiáng)，其 CPU 可以對 I/O 端口直接進(jìn)行操作，位操作能力更是其它計算機(jī)無法比擬的。單片機(jī)芯片即是一臺完整的微型計算機(jī)，對于批量大的專用場合，一方面可以在眾多的單片機(jī)品種間進(jìn)行匹配選擇；同時還可以專門進(jìn)行芯片設(shè)計，使芯片的功能與應(yīng)用具有良好的對應(yīng)關(guān)系；在單片機(jī)產(chǎn)品的引腳封裝方面，有的單片機(jī)引腳已減少到8 個或更少。 MCS51 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) [9](1) 單片機(jī)的引腳功能1) 主電源引腳 Vcc 和 Vss2) 時鐘振蕩電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1 和 XTAL2 分別用做晶體振蕩電路的反相器輸入端和輸出端。3) 控制信號引腳RST 為復(fù)位信號輸入端；VPD 為內(nèi)部 RAM 的備用電源輸入端；PSEN 外部程序存儲器的讀選通信號；ALE 地址鎖存允許信號。? P1 口（～）內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。第二功能：在訪問外部存儲器時，輸出高 8 位地址。在系統(tǒng)中，這 8 個引腳都有各自的第二功能。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 5 頁圖 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 本設(shè)計中涉及到的主要通信技術(shù)(1) 計算機(jī)串行通信基礎(chǔ)隨著多微機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，計算機(jī)的通信功能愈來愈顯得重要。通信有并行通信和串行通信兩種方式。計算機(jī)通信是將計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的相結(jié)合，完成計算機(jī)與外部設(shè)備或計算機(jī)與計算機(jī)之間的信息交換 。 （本設(shè)計用到的是串行通信，下面主要介紹串行通信）? 并行通信通常是將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線同時進(jìn)行傳送 。接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備8 位順次傳送D 0D 7 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 6 頁圖 串行數(shù)據(jù)傳輸示意圖串行通信的特點(diǎn)：傳輸線少，長距離傳送時成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。為使雙方的收發(fā)協(xié)調(diào)，要求發(fā)送和接收設(shè)備的時鐘盡可能一致。異步通信的數(shù)據(jù)格式 ：圖 異步通信格式示意圖異步通信的特點(diǎn)：不要求收發(fā)雙方時鐘的嚴(yán)格一致，實(shí)現(xiàn)容易，設(shè)備開銷較小，但每個字符要附加 2～3 位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。此時，傳輸數(shù)據(jù)的位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍，同時傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關(guān)系，也保持字符同步關(guān)系。 2)串行通信的傳輸方向?單工單工是指數(shù)據(jù)傳輸僅能沿一個方向，不能實(shí)現(xiàn)反向傳輸。?全雙工全雙工是指數(shù)據(jù)可以同時進(jìn)行雙向傳輸。 本設(shè)計中涉及到的主要單片機(jī)技術(shù)(1) 80C51 的串行口1) 80C51 串行口的結(jié)構(gòu)有兩個物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器 SBUF，它們占用同一地址 99H ；接收器是雙緩沖結(jié)構(gòu) ；發(fā)送緩沖器，因?yàn)榘l(fā)送時 CPU 是主動的，不會產(chǎn)生重疊錯誤。 2247。當(dāng)接收機(jī)的 SM2=1 時可以利用收到的 RB8 來控制是否激活 RI（RB8＝0 時不激活 RI，收到的信息丟棄；RB8＝1 時收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入 SBUF，并激活 RI，進(jìn)而在中斷服務(wù)中將數(shù)據(jù)從 SBUF 讀走） 。通過控制 SM2，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。在方式 1 時，若 SM2=1，則只有接收到有效停止位時，RI 才置 1。由軟件置 REN=1，則啟動串行口接收數(shù)據(jù)；若軟件置REN=0，則禁止接收。可以用作數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位，或在多機(jī)通信中，作為地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位?！馬B8，在方式 2 或方式 3 中，是接收到數(shù)據(jù)的第九位，作為奇偶校驗(yàn)位或地址幀 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 9 頁/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。●TI，發(fā)送中斷標(biāo)志位。在中斷服務(wù)程序中，必須用軟件將其清 0，取消此中斷申請。在方式 0 時，當(dāng)串行接收第 8 位數(shù)據(jù)結(jié)束時，或在其它方式，串行接收停止位的中間時，由內(nèi)部硬件使 RI 置 1，向 CPU 發(fā)中斷申請。 PCON 中只有一位 SMOD 與串行口工作有關(guān) ：表 PCON 寄存器 SMOD（） 波特率倍增位。復(fù)位時，SMOD=0。TXD 為數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，RXD 為數(shù)據(jù)接收引腳，傳送一幀數(shù)據(jù)的格式如圖所示。 圖 異步通信傳送幀示意圖?方式 1 輸出停止位數(shù)據(jù)位8 位起始位L S B M S B空閑空閑D 0D 71 幀共1 0 位D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7寫入S B U F停止 位T X DT I （中斷標(biāo)志）起 始 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 10 頁圖 方式 1 輸出示意圖?方式 1 輸入圖 方式 1 輸入示意圖用軟件置 REN 為 1 時，接收器以所選擇波特率的 16 倍速率采樣 RXD 引腳電平，檢測到 RXD 引腳輸入電平發(fā)生負(fù)跳變時，則說明起始位有效，將其移入輸入移位寄存器，并開始接收這一幀信息的其余位。當(dāng) RI=0，且 SM2=0（或接收到的停止位為 1）時，將接收到的 9 位數(shù)據(jù)的前 8位數(shù)據(jù)裝入接收 SBUF，第 9 位（停止位）進(jìn)入 RB8，并置 RI=1，向 CPU 請求中斷。通過軟件可對單片機(jī)串行口編程為四種工作方式，其中方式 0 和方式 2 的波特率是固定的，而方式 1 和方式 3 的波特率是可變的，由定時器 T1 的溢出率來決定。由于輸入的移位時鐘的來源不同，所以，各種方式的波特率計算公式也不相同。 fosc 方式 1 的波特率 =（2 SMOD/32）（T1 溢出率）當(dāng) T1 作為波特率發(fā)生器時，最典型的用法是使 T1 工作在自動再裝入的 8 位定時器方式（即方式 2，且 TCON 的 TR1=1，以啟動定時器） 。 T1 溢出率 = fosc /{12[256 －（TH1）]}在單片機(jī)的應(yīng)用中，常用的晶振頻率為：12MHz 和 。常用的串行口波特率以及各參數(shù)的關(guān)系如表所示。具體步驟如下：? 確定 T1 的工作方式（編程 TMOD 寄存器） ；? 計算 T1 的初值，裝載 THTL1；? 啟動 T1（編程 TCON 中的 TR1 位） ；? 確定串行口控制（編程 SCON 寄存器） ；串行口在中斷方式工作時，要進(jìn)行中斷設(shè)置（編程 IE、IP 寄存器） 。C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)，使你可以更加貼近 CPU 本身，及其它的衍生產(chǎn)品。而且可以實(shí)現(xiàn) C 語言和匯編的混編，使用非常方便。彩色語法顯像和文件辯識都對 C 源代碼進(jìn)行和優(yōu)化。uVision2 允許用戶在編輯時設(shè)置程序斷點(diǎn)（甚至在源代碼未經(jīng)編譯和匯編之前） 。斷點(diǎn)可設(shè)置 為條件表達(dá)式，變量或存儲器訪問，斷點(diǎn)被觸發(fā)后，調(diào)試器命令或調(diào)試功能即可執(zhí)行。代碼覆蓋率信息可以讓你區(qū)分程序中已執(zhí)行和未執(zhí)行的 部分。語言上的擴(kuò)展能讓用戶使用應(yīng)用中的所有資源。主要優(yōu)點(diǎn)是：可以隨時隨地用無線接口來代替有線電纜連接；具有很強(qiáng)的移植性，可以用于多種場合，如 WAP、GSM、DECT 等，引入身份識別后可以靈活的實(shí)現(xiàn)漫游；功耗低，對人體危害較小；藍(lán)牙的集成電路應(yīng)用簡單、成本低廉、實(shí)現(xiàn)容易、易于推廣。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)采用藍(lán)牙作為無線傳輸?shù)姆绞?。它采?GFSK 調(diào)制，抗干擾能力好，通過快速調(diào)頻和短包技術(shù)來減少同頻干擾，保證傳輸?shù)目煽啃?。主設(shè)備是微微網(wǎng)中用來同步其他的藍(lán)牙設(shè)備，是連接過程的發(fā)起者，最多可與 7 個從設(shè)備同事維持連接。兩個或多個微微網(wǎng)可以連接組成分布式網(wǎng)（Scatter ） ，或稱散射網(wǎng)。圖中，微微網(wǎng) 1 由一個主設(shè)備和六個從設(shè)備組成，微微網(wǎng) 1 的一個從設(shè)備又作為了微微網(wǎng) 2 的從設(shè)備，微微網(wǎng) 2 中有五個從設(shè)備，而微微網(wǎng) 2 的主設(shè)備同時又是微微網(wǎng) 3 的從設(shè)備，三個微微網(wǎng)共同組成了藍(lán)牙的散射網(wǎng)結(jié) 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 13 頁構(gòu)。其中，48 位的藍(lán)牙設(shè)備地址 BD＿ADDR（IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)） ，是藍(lán)牙設(shè)備連接過程的惟一標(biāo)準(zhǔn)；3 位的微微網(wǎng)激活設(shè)備地址 AM＿ADDR，用以標(biāo)識微微網(wǎng)中的激活成員，該地址 3 位全用作廣播信息；8 位的微微網(wǎng)休眠設(shè)備地址 PM＿ADDR，用來標(biāo)識微微網(wǎng)中的休眠的從設(shè)備。 當(dāng)微微網(wǎng)從設(shè)備通信時，彼此必須保持同步。 與其他無線技術(shù)一樣，藍(lán)牙技術(shù)中微微網(wǎng)通過使用各種信道來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。 藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)連接藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的連接過程就是藍(lán)牙從待令狀態(tài)到連接狀態(tài)的過程 [5]。如果附近的任何藍(lán)牙設(shè)備正在監(jiān)聽這些查詢（查詢掃描狀態(tài)） ，就發(fā)送它的地址和時鐘信息；然后，從設(shè)備可以開始監(jiān)聽來自主設(shè)備的尋呼消息（尋呼掃描） ，主設(shè)備在發(fā)現(xiàn)附近的設(shè)備后可以尋呼這些設(shè)備（尋呼狀態(tài)） ，建立連接。主設(shè)備在接收到從設(shè)備的相應(yīng)后，便可以發(fā)送主設(shè)備的實(shí)時時鐘、BD_ADDR、BCH 奇偶校驗(yàn)位和設(shè)備類（FHS 分組包） ；最后在從設(shè)備已經(jīng)受到這個 FHS 分組后，進(jìn)入連接狀態(tài)。 查詢：查詢時主設(shè)備用來查找可監(jiān)視區(qū)域中的藍(lán)牙設(shè)備，以便通過收集來自從設(shè)備響應(yīng)查詢消息中得到該設(shè)備的地址和時鐘，查詢過程使用 IAC。在掃描過程中，設(shè)備可以監(jiān)聽普通查詢接入碼（GIAC）和特定查詢接入碼（DIAC） 。 尋呼：主設(shè)備通過在不同的調(diào)頻序列發(fā)送消息，來激活一個從設(shè)備并建立連接，