基于51单片机蓝牙开关控制家电系统

1 单片机与嵌入式系统 基于 AVR 单片机的 智能 手机蓝牙控制开关及相关电器 专业 电子信息科学与技术 年级 2013 级 姓名 王德坤 学号 2013142110 2 一 摘要 利用所学 51 单片机基础知识结合自动控制技术和蓝牙 2 0 通信技术设计完成一套 无线遥控开关系统 整个系统以 STC89C52 单片机为核心 单片机实现 HC 05 蓝 牙指令的解析与继电器开关控制指令的发出 蓝牙通信单元采用工业级的 HC 05 蓝牙模块来完成 蓝牙模块在整个系统中负责蓝牙指令的接收和传输 家电开 关的自动控制部分采用继电器开关来实现 继电器开关是典型的弱电信号控制型 开关 二 设计原理 采用手机蓝牙终端进行遥控控制 系统通过手机蓝牙实现家用电器开关的遥控开 启和关闭 采用此方案进行设计的硬件框图如图所示 三 设计过程 采用直流电源同时增加 LDO 电源管理芯片进行系统的稳压 由于系统单片机需要 直流 5V 电压供电 HC 05 蓝牙模块需要 3 3V 直流电源供电 因而系统采用单一 的电源不能同时满足单片机和蓝牙模块的电压需求 系统电源管理电路需要增加 5V 和 3 3V 的电压管理芯片 系统采用直流 9V 供电 5V 电压输出采用 LM7805 稳 压芯片稳压后输出给单片机及板上的 5V 电压系统供电 3 3V 的电压采用 RT9193 3 3V 稳压输出给系统的 HC 05 蓝牙模块供电 系统电源电路主要包括 5V 稳压输出电路 5V 转 3 3V 稳压电路 电源滤波电路和电源输出指示电路 系统 9V 转直流 5V 电压部分电路如图 a 所示 5V 转 3 3V 稳压电路如图 b 所示 51 单片 机控制 终端 智能手 机终端 HC 05 蓝牙 模块 继电器开关 3 图 a 图 b 采用 HC 05 蓝牙模块 HC 05 蓝牙模块是一款高性能的蓝牙主从一体串口通信模块 它可以和多种带蓝牙功能的电脑 手机 PAD 等智能终端进行配对 该模块支持非常宽 的波特率范围 4800 1382400 并且可兼容 5V 和 3 3V 单片机系统 使用方便连接灵 活具有较高的性价比 同时 HC 05 为工业级产品 性能稳定 可靠性较高 图 HC 05 通信模块电路图 4 蓝牙模块电路设计焊接好后 为了保证模块能够正常使用 首先要测试一下蓝牙模 块收发功能是否正常 具体测试过程如下所述 首先 HC 05 模块通过 usb 转 TTL 模块连接到电脑串口 连接方式如图 3 4 所示 图 蓝牙模块与 TTL 模块接线方式图 统 HC 05 蓝牙模块设置为从设备 手机蓝牙为主设备 当手机安装好蓝牙串口助手 后 打开蓝牙调试助手界面 搜索蓝牙设备 然后选择键盘模式 设置键盘指令即可 单片机最小系统电路为整个系统的控制核心 用于控制这个系统的正常运行 单片机 最小系统电路主要有 STC89C52 单片机 晶振电路 复位电路组成 此部分电路图如 图所示 图 单片机最小系统电路图 5 控制电路采用继电器控制实现 继电器控制电路采用弱电控制强电的工作原理 单 片机通过控制继电器的断开和吸合来控制外接家电的通断 具体控制电路如图所示 图 继电器控制电路图 系统软件设计采用 C 语言编程 编译环境为 Keil 系统主程序主要包括系统的初始化 蓝牙串口通信 信号的输出控制等 系统主程 序流程图如图所示 蓝牙是否接收 到数据 Y N 数据 是 Y 将空调状态 翻转 复位 Y N 启动 6 系统蓝牙通信模块子程序主要完成手机蓝牙指令的接收以及和单片机直接的数据通信 等 此部分程序的完成是整个系统软件设计成功与否的关键所在 图 4 2 为系统蓝牙 通信子程序流程图 图 系统蓝牙通信子程序流程图 四 注意事项 1 首先先不要插芯片 要先测量一下各点的电压 尤其是单片机工作电压 蓝牙模块 电路工作电压 在保证模块工作电压正常的前提下再安插主要先芯片 不然会烧坏 开始 开机启动蓝牙模块 未匹配指示状态灯 判断是否与手机蓝 牙终端匹配成功 完成匹配 切换匹配成功指 示灯状态 N 判断是否接收到手 机蓝牙终端发送的 指令 通过串行通信把数据传输到 单片机 7 芯片或者模块造成不可挽回的损失 2 系统工作之前首先要对蓝牙模块进行测试 保证蓝牙模块能够实现正常的指令收发 功能 蓝牙遥控测试主要完成继电器的开启和关闭 手机蓝牙指令 Y 控制继电器的的 开启和关闭 手机蓝牙发送指令 Y 一次继电器 1 吸合 再次发送指令 Y 继电器 断开 五 系统源程序 多路继电器控制家电 include main h include LCD12864 h include uart h 定义变量 主函数 void main LCD12864 Reset 初始化液晶 LCD12864 HAIZI SET 设置为普通模式 Relay1 Relay2 Relay3 Relay4 0 初始化设置为 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 0 x80 设置指针 LCD12864 write word 冰箱状态 开 else LCD12864 NoWaitIdle COM Write 0 x80 设置指针 LCD12864 write word 冰箱状态 关 if Flag Relay2 1 8 LCD12864 NoWaitIdle COM Write 0 x90 设置指针 LCD12864 write word 空调状态 开 else LCD12864 NoWaitIdle COM Write 0 x90 设置指针 LCD12864 write word 空调状态 关 if Flag Relay3 1 LCD12864 NoWaitIdle COM Write 0 x88 设置指针 LCD12864 write word 电视状态 开 else LCD12864 NoWaitIdle COM Write 0 x88 设置指针 LCD12864 write word 电视状态 关 if Flag Relay4 1 LCD12864 NoWaitIdle COM Write 0 x98 设置指针 LCD12864 write word 灯泡状态 开 else LCD12864 NoWaitIdle COM Write 0 x98 设置指针 LCD12864 write word 灯泡状态 关 MS 延时函数 12M 晶振下测试 void Delay ms unsigned int n unsigned int i j for i 0 i n i for j 0 j 123 j include uart h unsigned char RX Buffer 30 unsigned char Num 0 bit Flag Relay1 0 bit Flag Relay2 0 bit Flag Relay3 0 bit Flag Relay4 0 unsigned char temp 0 void Uart Init SCON 0X50 UART 方式 1 8 位 UART REN 1 不允许串行口接收数据 PCON 0 x00 SMOD 0 波特率不加倍 9 TMOD 0 x20 T1 方式 2 用于产生波特率 TH1 0 xFD 装初值 TL1 0 xFD TR1 1 启动定时器 1 EA 1 打开全局中断控制 ES 1 串行口中断 void UartPrintf unsigned char p 发送字符串 while p SBUF p while TI 0 TI 0 void UartPrintASCII unsigned char c 发送一个字符 TI 0 SBUF c while TI 0 TI 0 void RECEIVE DATA void interrupt 4 using 1 串口中断 if RI 1 temp SBUF if temp A Flag Relay1 Flag Relay1 UartPrintf Receive A else if temp B Flag Relay2 Flag Relay2 UartPrintf Receive B else if temp C Flag Relay3 Flag Relay3 UartPrintf Receive C else if temp D Flag Relay4 Flag Relay4 UartPrintf Receive D RI 0 10