基于蓝牙模块的52单片机的遥控系统毕业论文(编辑修改稿)

基于蓝牙模块的52单片机的遥控系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

我们的设计更方便。 4 第三章 系统的硬件设计 总体方案设计思想 本系统为简易蓝牙遥控系统，要在有效范围内（最少 5米）实现无线蓝牙的接收和发送，遥控对象为 4个（ LED），使用 的晶振，以及 89C52 单片机进行程序的控制，我的毕业设计设计主要有两部分组成，一部分是起接受功能的，而另外的部分是发送部分。 提供的 电源为。 当发送设备进行语音控制时，在接收设备上会收到对应 LED 点亮的现象，复位以后，接收设备会全部清零，而 LED 也会根据所输入的程序控制其点亮或熄灭。 图 31单片机 最小系统电路 图 5 主控器处理模块 以上我提出了毕业设计我硬件和系统上所应用的专业知识和大体的设计路线，主要是用单片机来进行对主从机的控制，要是两个蓝牙模块连接后发送和接受都要明确的从LED 灯无误的显示出来，因此，我要进一步的把单片机控制细化成小版块来详细的说明和设计。 分别是 蓝牙模块和复位电路，还有最为关键的执行元件处理。 处理执行元件 信息技术电子化和网络化在快速发展的今天不断地占据主流，也不断的 完善和更新着。 不夸张地说，全世界每天都有新的电子产品被设计出来，而这些发展的背后，我们使用的最基础的和最关键的电子元器件也紧跟着发展的脚步，也在完善和优化中。 让我们有了更多的选择和发挥空间。 在其中，单片机的开发开发和应用也是非常重要的，特别是在一些小型的电子创新产品中，大多都是以单片机为主控芯片。 在我的毕业设计中，我也选择了一款 AT89C52单片机作为主控芯片。 AT89C52 是 一种 8位单片机，它是在 MCS51 单片机系列上加强了一些功能后升级得到的产物。 它的作用基本上就是把外界的数据和命令在中断和时钟的帮助下，在自身内部储存器上把使用者的数据进行处理。 AT89C52 由 8 位的内部处理器，内部数据储存器（ RAM，有 256个字节）内部储存器有 8K 的大小，输入和输出双向口有 32 个， 16位的定时器和 5 个两级中断，全双工串行通信口一个和时钟电路组成。 AT89C52 能够自主地执行给它的指令，也就是你把所需要的指令写在单片机的内部储存器上，它会一步步执行。 AT89C52 可以在功耗 特别低的情况下工作，就是设置成空闲选择和掉电模式两种状态来实现低功耗。 6 图 32AT89C52的实物图 图 33 AT89C52的引脚图 单片机与外界的通讯是依靠它自身的 I/O 口 进行的，对单片机 I/O 口 的控制就是对单片机的控制。 I/O 口 的存在不仅可以实现数据的传输，还可以改变电平和信号的性质，最重要的一点就是 I/O 口 可以实现与外部不同电路的连接来使单片机工作。 AT89C52 单片机上我们通常使用的是 4 个独立的双向通用 I/O 口 ： P0口、 P1 口、P2和 P3 口。 由于外部设备的工作速率比较慢或者很快的时候，我们可以采用同步传送的方式，而单片机存在的异步传送是为了更加简练的 和硬件连接进行传出。 也可以通过中断传送和 DMA 传送来完成。 AT89C52 单片机还可以实现外部接口单独的编址和外部端口和存储器的统一编制两种方式。 AT89C52 单片机上一共有 32 个 I/O 口 ，不同的 I/O 口实线的作用和运行的方式都有其自己的方式，我也要通过这次毕业设计，更好地了解，更熟练的运用。 7 CC2540 蓝牙模块 CC2540 蓝牙模块，蓝牙的最新版本，是 3 的升级版； 3 版更节能，低成本，低延迟 3 毫秒，有效连接范围， AES128 加密；通常用蓝牙耳机，蓝牙音箱等设备。 蓝牙 4的最重要的特点是节 能。 CC2540 蓝牙模块是德州仪器公司的产品，它是一种消耗功率特别低的蓝牙模块，它把所有的重要硬件都按住房在同一块电路板上，把控制器，主机端和和应用系统都集成在了一起，还有完全整合而成的无线发射功能，提供了两种使用方式的解决方案：单一模式和双模式，内部还有很高效的运算放大器，由于它把所有的重要硬件都按住房在同一块电路板上 ，所以减少了生产成本，合理的利用了资源，也可以让所有的人都可以使用的起。 超低功耗设备简单、可靠的点对多点的数据传输，但也使网络传感器设置低功耗蓝牙蓝牙传输有序流动，以及先进的节能和连接安 全加密。 智能可穿戴设备上显示在 CES2020 上，大多采用蓝牙 4。 你可以看到升级 4 及后续版本蓝牙将在未来几年的爆炸，一个长期的趋势。 蓝牙 在 商业 中 ，在最新的 Xperia Z， Galaxy S3， S4，注 2， surfacert， iPhone 5， iPhone 4S，魅族 MX3， Moto Droid Razr 手机， HTC One X，小米手机 2，新的 ipad， iPad 4， MacBook Air， MacBook Pro，诺基亚 Lumia 和宏基 as3951 系列 /网关 nv57 系列，华硕 UX21 / 31 系列三星注意已应 用于蓝牙 4 技术。 MT254xCoreS 介绍 MT254xCoreS 是馒头科技有限公司设计的一款蓝牙 ，运行时可以和 BLE 协议栈完全符合。 我们可以用它来开发属于自己的产品，它主要包括了 CC2540x最小的系统和时钟电路板，还有天线组成。 它的连接范围可以达到 100 米，可满足短距离之间的通讯。 模块运用的三组 间距的半孔所引出的 24个 IO口，模块试用的都是高精版本的电阻和电容器，寿命长，精确度高，另外，系统主要采用了 32M 的晶振，睡眠时则是使用了 的晶振。 MT254xCoreS 与其他类型的产品比较，它的运行速度快，有很强的可干扰性，无限连接范围高，它的使用安全性也很高。 硬件组成 晶振：系统主时钟采用 32M晶振，根据 TI 官方的参考设计，使用的是 10ppm 高精度的金属 壳晶振。 睡眠时钟使用的是 的晶振，在系统睡眠时需要使用此晶振。 8 天线：蓝牙属于近场通讯，应用场合一般为室内等近距离通信，因此我们使用 PCB天线。 其 通信范围经过实验测量空旷空间内可达 100 米，室内可达 30 米，完全能够满足通讯的需 要，而且将天线集成在模块内部能够减小模块所占用的积。 电阻电容：模块所使用的电阻、 电容器件全部为村田的高精度元件。 对外接口：此模块采用 3组 间距的半孔引出全部的 24 个 iO，用户在使用时可以看成是 SMT贴片元件，具体的封装可以使用我们提供的封装源文件，我们只提供 Altium Designer(Version )的封装。 如果用户使用的是其他软件，可以使用 Altium Designer 的 “另存为”功能，然后选择需要的格式，保存即可。 模块的引脚分布图如下： 图 34 模块的引脚图 我的设计使用的是蓝牙模块的穿透功能，当给蓝牙模块上电以后，自动默认 为主从机穿透模式，主从机的蓝牙模块会有相应的 LED 等显示其正常工作的状态，所以不需要我做任何的调节，蓝牙模块自主完成穿透连接。 9 图 35 模块的穿透功能电路图 本设计所用的 STC89C52 单片机的 VCC、 RXD 和 TXD 所用电压为 5V，但是蓝牙模块的正常工作为 ，所以设计了降压模块。 图 36 降压模块电路图 在降压模块的电路中通过 是核心芯 片，把电源提供的 5V 电源转换为蓝 10 牙模块所使用的 ,从而达到设计中蓝牙模块的正常的动作状态。 AMS1117 在我的毕业设计中主要是把电压降到 ， 和 的电压调整器，它是一个引脚能兼容其他三端 SCS1 的稳压器，属于一种效率比较高的，呈线性的稳压器。 可以用在电池充电器，电脑的电源充电器和其他的供电设备。 AMS1117 的内部集成了过热保护和限定流量的电路，让所用的芯片和电源有很高的稳定性，它还可以分为两个版本，固定电压输出板和可调电压输出板，在不同的情况下，可以自行选择使用不同的版本。 是一种低漏的电压调整器，是由 PNP 驱动的 NPN 管组成的整管。 它可以输出 和 以及 的电压，片内有过载保护和过热保护系统，能在环境温度大于 120 摄氏度以上或者电流达到 900mA 的电路上保证系统和芯片的安全。 他在输出上连接了不少于一个钽电容来实现输出的稳定性，在这种情况下， 是慢速我的设计所需要的稳定性输出。 图 37 AMS1117 管脚 图 图 38 AMS1117 实物 图 复位电路就是让系统重新处于初始状态的一种功能电路，和我们使用的建议计算器上的归零的原理是相似的，为了保证系统复位稳定工作，复位电路是一定要存在在系统电路中的。 通常情况下的微型集成电路所使用的电源电压为 ，但是在系统中的时序 11 数字电路需要很稳定的时钟信号，所以在电源打开时，只有当 VCC得电压超过 晶体振荡器稳定工作时，复位信号才不会被取消，是的系统处于正常的运行状态。 复位电路失效会导致 CPU一加电将会从任何一个状态作为初始状态开始工作，整个系统将进入非正常运行。 说明复位电路在系统开始工作中十分重 要非常关键。 图 39上电复位电路 设计中主芯片起振所使用的是 晶振 ，使用它是因为能让单片机的时钟频率更加准确的计算和隔离出来， 特别是较高的波特率 (19600， 19200)，不管多么古怪的值，这些晶振都是准确，常被使用的。 单片机晶振上这两个电容叫晶振的负载电容，分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，一般在 2030pf。 它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度。 虽然也在可允许的范围之内的。 一般情况下所使用的晶 振计算出来的波特率是有相对偏差的，但是先比之 晶振 是最适合我所设计的系统中的。 在设计完成之后第一次上电是单片机没有正常工作，最后在检测时发现是因为晶振不起振。 通常情况下这种问题产生就是晶振的质量有问题，已经损坏。 可是最终检测时发现是因为负载电容和晶振不匹配造成的，这一点也说明晶振电路中所使用的电容的大小是要和晶振匹配的。 12 图 310晶振电路 语音模块 LD3320芯片是一种识别语音的芯片，是由语音识别处理器和外设电路组成，外部电路中主要包 括了转换器，话筒和输出等多个接口。 在 ICRoute公司设计芯片时对它上电工作所使用的功耗进行了优化，工作效率也进行了加强。 LD3320完全自主进行识别语音和人及控制的一系列功能，不需要其他外部条件来帮助完成。 LD3320不但功耗低，工作效率高，而且它的功能也是多元化的。 LD3320在完成语音识别时不需要特定的声音或者指令，也不需要专业的操作和提前训练，录音。 识别语音成功的程度可达到百分之九十以上；在识别语音指令时，都是由芯片单独完成和实现的，不需要其他外设的辅助；系统识别的声音可以是多元化的，没有唯一性， 如果设定不合适，可以进行在线修改，让它的效果达到最高；还可以支持多种语言，类型丰富； LD3320工作电压仅为 ，方便携带，也可以在电池供电的情况下进行工作。 语音识别 ASR 技术，是在关键词语列表识别的基础上所使用的技术。 我们只要先设定好关键列表，然后把列表里面的关键性字符存入 LD3320芯片上，就可以进行语音识别，不用其他特定的条件和指令输出环境。 这个技术给我们提供了一种有别于其他繁琐的外设方式的输入，只要我们开口说出关键词就可以进行识别。 这样就比其他的产品操作更加快捷方便。 另外， LD3320所支持的识别条目可以达到 50个，识别条目可以使国家规定的标准普通话的拼音， 2个汉字拼音之间都要用一个空格来进行隔离， 下面是一个简单的例子，如表： 表 31 编码与字符串对应表 编号 字符串 1 bei jing 1 Shou du 2 Shang hai 3 Guang zhou 4 Xia men 编号可以相同，可以不连续，但是数值要小于 256（ 00H~FFH）。 例 子中的“北京”和“首都”对应同一编号，说这两个词会有相同的 结果返回。 简单流程图如 下： 13 NO。