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基于51单片机的蓝牙控制.doc
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基于51单片机的蓝牙控制.doc
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摘 要
随着科技的进步与现代产业的飞速发展,对控制系统的发展也提出了越来越
高的要求,非接触控制、中远程通信正在扮演这越来越重要的角色,所以单片机
的中远程通信的意义也愈发重要。作为一名工科生,加强对这方面的学习是很有
必要的。基于AT89C51单片机与HC-08蓝牙模块通信的基础,我们设计了能够实现
在手机模拟串口APP的客户端上进行温度监视与控制的系统。该系统主要由蓝牙
通信模块,灯光模拟加热电路,单片机控制电路,基于DS18B20的温度监视电路
等部分组成。画出了系统电路原理图,进行了软件设计,给出了系统流程图,并
编写了系统程序。最后在进行系统仿真的基础上进行了实物制作,实物调试结果
表明,所设计的系统能够满足要求。本系统具有成本低,安全实用,80米左右通
信等特点。
关键词:AT89C51;HC-08 蓝牙;DS18B20;LCD 显示屏;
一、概述............................................................................................................................................4
1.1 课程考核目的.....................................................................................................................4
1.2 设计任务及要求.................................................................................................................4
1.3 设计需要的相关知识..........................................................................................................4
二、总体设计方案与说明................................................................................................................5
2.1 系统总体设计方案..............................................................................................................5
2.2 系统的技术指标..................................................................................................................5
2.3 AT89C51 单片机的串口.....................................................................................................5
2.3.1 概念..........................................................................................................................5
2.3.2 串行口结构..............................................................................................................6
2.3.3 特殊功能寄存器 PCON........................................................................................7
2.3.4 串行口的 4 种工作方式...........................................................................................8
三、系统硬件部分设计..................................................................................................................10
3.1 Protel DXP 电路原理图....................................................................................................10
3.2 LCD 显示电路...................................................................................................................11
3.2.1 LCD 1602 引脚.......................................................................................................11
3.2.2.LCD1602 字符的显示及命令.............................................................................11
3.3 HC-08 蓝牙模块电路........................................................................................................12
3.3.1 模块简介................................................................................................................13
3.3.2 HC-08 蓝牙引脚定义.............................................................................................13
3.4 温度检测电路...........................................................................................................................14
3.4.1 DS18B20 模块简介................................................................................................14
3.4.2 引脚功能................................................................................................................14
3.4.3 编程方式................................................................................................................14
3.5 模拟加热电路(本设计中以 LED 灯和继电器模拟加热电路).................................15
四、系统软件部分设计..................................................................................................................16
4.1 系统软件流程图................................................................................................................16
4.2 程序清单...........................................................................................................................16
五、系统仿真及实物制作..............................................................................................................17
5.1 仿真软件............................................................................................................................17
5.2 程序编译软件....................................................................................................................18
5.3 编译过程............................................................................................................................18
5-4 Proteus 仿真原理图 ..................................................................................................................19
5.5 仿真过程....................................................................................................................................19
5.6 实物制作及功能演示................................................................................................................23
六、总结..........................................................................................................................................25
七、参考文献..................................................................................................................................25
附录一 Protel DXP 原理................................................................................................................26
附录二 程序清单............................................................................................................................27
附录三 Proteus 仿真原理图..........................................................................................................30
一、概述
1.1 课程考核目的
通过本课程学习,使学生掌握控制系统设计的一般步骤,掌握系统总体控制
方案的设计方法。使学生进一步掌握微型计算机应用系统的硬、软件开发方法,
输入/输出(I/O)接口技术,单片机中远程通信的方法,应用程序设计技术,并能
结合专业设计简单实用的单片机应用系统。针对课堂重点讲授内容使学生加深对
单片机硬件原理的理解及提高 C51 语言程序设计的能力,为以后的毕业设计搭建
了单片机系统应用平台,提高学生的开发创新能力。
1.2 设计任务及要求
设计要求:
设计一个手机蓝牙通过 HC-08 蓝牙模块联系 AT89C51 单片机,对其发出指令
进行温度控制,并且能够将温度回馈到手机的模拟串口的客户端界面上。
主要任务:
(1)进行系统方案总体设计,画出系统设计的框图。
(2)硬件部分设计。将整个硬件系统划分为若干功能单元电路,使用 Protel
DXP 画出每个单元电路原理图,绘出整个系统电路原理图。
(3)软件部分设计。画出程序流程图,编写系统源程序(有必要的注释)并
调试。
(4)购买实物,进行实物连接。
(5)画出 Proteus 仿真图,载入程序,进行仿真。
(6)软硬件联调,完成系统工作调试。
在以上工作基础上完成课程设计报告,包括设计任务与要求,总体方案说明,
电路原理图与说明,软件流程图和源程序清单,问题分析与解决方案,结论与体
会,参考资料等。
1.3 设计需要的相关知识
通信基础下的温度控制系统设计主要涉及单片机的串口通信。基础知识包括:
单片机的串口方式,HC-08 蓝牙的串口通信知识,LCD 显示,DS18B20 的温度
显示等等。
二、总体设计方案与说明
2.1 系统总体设计方案
特别说明:本次设计中,使用一个与继电器连接 LED 灯模拟加热模块。
图 2-1 系统工作框图
本设计基本工作方式如图 2.1-1 所示,在手机模拟串口发出指令,通过 HC-08
蓝牙从机传递给单片机,单片机启动模拟加热模块,测温模块测得实时温度,然
后将温度反馈给单片机,单片机再发送到 LCD 显示屏上显示或是回馈给手机客户
端。
2.2 系统的技术指标
利用 51 单片机接收从手机发出的指令,控制 LCD 显示电路、加热电路、测
温电路,系统功能:
指令“0”LED 灯亮,指令“1”LED 灯灭,指令“2”,单片机将温度回馈给
手机。
2.3 AT89C51 单片机的串口
2.3.1 概念
AT89S51 集成一个全双工通用异步收发(UART)串行口。
全双工:两个单片机之间串行数据可同时双向传输。
异步通信:收、发双方使用各自时钟控制发送和接收,省去收、发双方的
手机蓝牙
HC-08蓝牙
8051
单片机
测温模块
加热模块
LCD显示模块
1 条同步时钟信号线,使异步串行通信连接更简单且易实现。
2.3.2 串行口结构
AT89S51 串行口内部结构见图 2-2。有两个物理上独立的接收、发送缓冲器
SBUF(特殊功能寄存器),可同时收发数据。发送缓冲器只写不读,接收缓冲器
只读不写,两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址(99H)。
图 2-2 串行口结构图
寄存器 SCON 各位功能:
(1) SM0、SM1—串口 4 种工作方式选择,如表 2-1
表 2-1
(2)SM2—多机通信控制位
多机通信是在方式 2 和方式 3 下进行,因此 SM2 位主要用于方式 2 或方式 3。
当串口以方式 2 或方式 3 接收时,如 SM2=1,则只有当接收到的第 9 位数据
(RB8)为“1”时,才使 RI 置“1”,产生中断请求,并将收到的前 8 位数据送
入 SBUF;当收到的第 9 位数据(RB8)为“0”时,则将收到的前 8 位数据丢弃。
当 SM2=0 时,则不论第 9 位数据是“1”还是“0”,都将接收的前 8 位数据
送入 SBUF 中,并使 RI 置“1”,产生中断请求。
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