單片機(jī)與及嵌入式系統(tǒng)基于AVR單片機(jī)的“智能+手機(jī)藍(lán)牙控制開(kāi)關(guān)及相關(guān)電器”摘要利用所學(xué)51單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)和藍(lán)牙2.0通信技術(shù)設(shè)計(jì)完成一套無(wú)線(xiàn)遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)HC-05藍(lán)牙指令的解析與繼電器開(kāi)關(guān)控制指令的發(fā)出。藍(lán)牙通信單元采用工業(yè)級(jí)的HC-05藍(lán)牙模塊來(lái)完成，藍(lán)牙模塊在整個(gè)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)藍(lán)牙指令的接收和傳輸；家電開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制部分采用繼電器開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，繼電器開(kāi)關(guān)是典型的弱電信號(hào)控制型開(kāi)關(guān)。設(shè)計(jì)原理繼電器開(kāi)關(guān)HC-05藍(lán)牙模塊采用手機(jī)藍(lán)牙終端進(jìn)行遙控控制，系統(tǒng)通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)家用電器開(kāi)關(guān)的遙控開(kāi)啟和關(guān)閉，采用此方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的硬件框圖如圖所示繼電器開(kāi)關(guān)HC-05藍(lán)牙模塊51單片機(jī)控制終端智能手機(jī)終端51單片機(jī)控制終端智能手機(jī)終端三.設(shè)計(jì)過(guò)程采用直流電源同時(shí)增加LDO電源管理芯片進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)壓，由于系統(tǒng)單片機(jī)需要直流5V電壓供電，HC-05藍(lán)牙模塊需要3.3V直流電源供電，因而系統(tǒng)采用單一的電源不能同時(shí)滿(mǎn)足單片機(jī)和藍(lán)牙模塊的電壓需求，系統(tǒng)電源管理電路需要增加5V和3.3V的電壓管理芯片，系統(tǒng)采用直流9V供電，5V電壓輸出采用LM7805穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后輸出給單片機(jī)及板上的5V電壓系統(tǒng)供電，3.3V的電壓采用RT9193-3.3V穩(wěn)壓輸出給系統(tǒng)的HC-05藍(lán)牙模塊供電。系統(tǒng)電源電路主要包括5V穩(wěn)壓輸出電路，5V轉(zhuǎn)3.3V穩(wěn)壓電路，電源濾波電路和電源輸出指示電路。系統(tǒng)9V轉(zhuǎn)直流5V電壓部分電路如圖a所示，5V轉(zhuǎn)3.3V穩(wěn)壓電路如圖b所示。圖a圖b采用HC-05藍(lán)牙模塊，HC-05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：4800-1382400，并且可兼容5V和3.3V單片機(jī)系統(tǒng)，使用方便連接靈活具有較高的性?xún)r(jià)比，同時(shí)HC-05為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，性能穩(wěn)定、可靠性較高。圖HC-05通信模塊電路圖藍(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HC-05模塊通過(guò)usb轉(zhuǎn)TTL模塊連接到電腦串口，連接方式如圖3-4所示。圖藍(lán)牙模塊與TTL模塊接線(xiàn)方式圖統(tǒng)HC-05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，此部分電路圖如圖所示。圖單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖控制電路采用繼電器控制實(shí)現(xiàn)。繼電器控制電路采用弱電控制強(qiáng)電的工作原理，單片機(jī)通過(guò)控制繼電器的斷開(kāi)和吸合來(lái)控制外接家電的通斷，具體控制電路如圖所示。圖繼電器控制電路圖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編程，編譯環(huán)境為Keil。系統(tǒng)主程序主要包括系統(tǒng)的初始化、藍(lán)牙串口通信、信號(hào)的輸出控制等，系統(tǒng)主程序流程圖如圖所示復(fù)位NY藍(lán)牙是否接收到數(shù)據(jù)？復(fù)位NY藍(lán)牙是否接收到數(shù)據(jù)？啟動(dòng)啟動(dòng)N數(shù)據(jù)N數(shù)據(jù)是Y？將空調(diào)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)Y將空調(diào)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)Y系統(tǒng)藍(lán)牙通信模塊子程序主要完成手機(jī)藍(lán)牙指令的接收以及和單片機(jī)直接的數(shù)據(jù)通信等，此部分程序的完成是整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵所在。圖4-2為系統(tǒng)藍(lán)牙通信子程序流程圖。開(kāi)始開(kāi)始開(kāi)機(jī)啟動(dòng)藍(lán)牙模塊開(kāi)機(jī)啟動(dòng)藍(lán)牙模塊未匹配指示狀態(tài)燈未匹配指示狀態(tài)燈N判斷是否與手機(jī)藍(lán)牙終端匹配成功？N判斷是否與手機(jī)藍(lán)牙終端匹配成功？完成匹配，切換匹配成功指示燈狀態(tài)完成匹配，切換匹配成功指示燈狀態(tài)判斷是否接收到手機(jī)藍(lán)牙終端發(fā)送的指令？判斷是否接收到手機(jī)藍(lán)牙終端發(fā)送的指令？通過(guò)串行通信把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)通過(guò)串行通信把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)圖系統(tǒng)藍(lán)牙通信子程序流程圖四.注意事項(xiàng)1、首先先不要插芯片，要先測(cè)量一下各點(diǎn)的電壓，尤其是單片機(jī)工作電壓，藍(lán)牙模塊電路工作電壓，在保證模塊工作電壓正常的前提下再安插主要先芯片，不然會(huì)燒壞芯片或者模塊造成不可挽回的損失；2、系統(tǒng)工作之前首先要對(duì)藍(lán)牙模塊進(jìn)行測(cè)試，保證藍(lán)牙模塊能夠?qū)崿F(xiàn)正常的指令收發(fā)功能。藍(lán)牙遙控測(cè)試主要完成繼電器的開(kāi)啟和關(guān)閉，手機(jī)藍(lán)牙指令“Y”控制繼電器的的開(kāi)啟和關(guān)閉，手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送指令“Y”一次繼電器1吸合，，再次發(fā)送指令“Y”繼電器斷開(kāi)。五．系統(tǒng)源程序（多路繼電器控制家電）#include"main.h"#include"LCD12864.h"#include"uart.h"http://定義變量//****************************************************//主函數(shù)//****************************************************voidmain(){ LCD12864_Reset(); //初始化液晶 LCD12864_HAIZI_SET(); //設(shè)置為普通模式Relay1=Relay2=Relay3=Relay4=0;//初始化設(shè)置為0，不吸合 Delay_ms(100);Uart_Init(); while(1) {Relay1=Flag_Relay1;Relay2=Flag_Relay2;Relay3=Flag_Relay3;Relay4=Flag_Relay4;if(Flag_Relay1==1){LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x80); //設(shè)置指針LCD12864_write_word("冰箱狀態(tài)：開(kāi)");}else{LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x80); //設(shè)置指針LCD12864_write_word("冰箱狀態(tài)：關(guān)");}if(Flag_Relay2==1){LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x90); //設(shè)置指針LCD12864_write_word("空調(diào)狀態(tài)：開(kāi)");}else{LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x90); //設(shè)置指針LCD12864_write_word("空調(diào)狀態(tài)：關(guān)");}if(Flag_Relay3==1){LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x88); //設(shè)置指針LCD12864_write_word("電視狀態(tài)：開(kāi)");}else{LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x88); //設(shè)置指針LCD12864_write_word("電視狀態(tài)：關(guān)");}if(Flag_Relay4==1){LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x98); //設(shè)置指針LCD12864_write_word("燈泡狀態(tài)：開(kāi)");}else{LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x98); //設(shè)置指針LCD12864_write_word("燈泡狀態(tài)：關(guān)");} }}//****************************************************//MS延時(shí)函數(shù)(12M晶振下測(cè)試)//****************************************************voidDelay_ms(unsignedintn){ unsignedinti,j; for(i=0;i<n;i++) for(j=0;j<123;j++);}#include"uart.h"http://unsignedcharRX_Buffer[30];unsignedcharNum=0;bitFlag_Relay1=0;bitFlag_Relay2=0;bitFlag_Relay3=0;bitFlag_Relay4=0;unsignedchartemp=0;voidUart_Init() { SCON=0X50;//UART方式1；8位UART REN=1;//不允許串行口接收數(shù)據(jù) PCON=0x00;//SMOD=0;波特率不加倍 TMOD=0x20;//T1方式2，用于產(chǎn)生波特率 TH1=0xFD;//裝初值 TL1=0xFD; TR1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器1 EA=1;//打開(kāi)全局中斷控制 ES=1;//串行口中斷 }voidUartPrintf(unsignedchar*p) //發(fā)送字符串{ while(*p) { SBUF=*(p++); while(TI==0) { ; ; ; }; TI=0; }}voidUartPrintASCII(unsignedcharc) //發(fā)送一個(gè)字符{TI=0;SBUF=c;while(TI==0);TI=0;}voidRECEIVE_DATA(void)interrupt4using1//串口中斷 { if(RI==1) { temp=SBUF; if(temp=='A') {Flag_Relay1=!Flag_Relay1;UartPrintf("ReceiveA"); }elseif(temp=='B'){Flag_Relay2=!Flag_Relay2;UartPrintf("ReceiveB");}el