基于51单片机蓝牙开关控制家电系统设计

1、单片机与嵌入式系统基于AVR单片机的“智能 年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 STC89C521l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。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

2、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急压芯 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

3、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。vcvPcurer电;空系统电熔图aU5J4WCRT919J-33VDD犯采用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。1"富> T1> X fl.ram1L4*t-TkDLAKIJN M血IX KMa

4、nr M M-& H MuhYX.'UlL 黛21WCJ 1事Kl 1TH； )10 r»»FKK no? 碑人HEM ma flCK!I1l30 口HIH DQHaHCQ 5番牙瞰电路图HM图HC-05通信模块电路图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I hmHDND 53 T RcL T TB 5 u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

5、好蓝牙用口助手 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STC89C52I片机、晶振电路、复位电路组成，此部分电路图如图所 示。单片机复位F1Q FUmBl112PlOfnPOJOZADOPl 1/T2E3LP0.1ZAD1PliPO 3 MMP13PQ 期ADMPl 4FQ.4/AI4P1JPQ5/AD5P1UPQjG/ADCPh7P3 O/RKDP3.TAAL5P3 IjTXDPWMMTOP25M13P3 3ZOmP2 4/A12P3 4/TQP13/A11P3J

6、m_PJWA】QP3«/P2.l/P3 了而P30MSpg nr志KTALEVGCXTAL1丽XTAL2萧口研 _ DB11J.P123事5 67 口io37 DB?州 DEW 一“DB4利 DEW -,势DM给10KHKD-TTL 112?132$132514姆 P231523 P221522 P211721 R普29+5JjT930-54Q_J2j ±C43Crp卜卜2013 不；“n TSTCS9C52望片机最小车也出图单片机最小系统电路图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

7、控制电路如图所示。继电器控制电路图 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系统蓝牙通信模块子程序主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臬赞聊峻计成功与否的关键所在。图 4-2为系统蓝牙通 翻转信子程序流程图。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 灯状态通过串行通信把数据传输到 单片机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

8、提下再安插主要先芯片，不然会烧坏芯 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2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()LCD128

9、64_Reset();LCD12864_HAIZI_SET();Relayl = Relay2 = Relay3 = Relay4 = 0;/初始化液晶/设置为普通模式初始化设置为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) 一LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x80);LCD12864_write_word("冰箱状态

10、：开”); elseLCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x80);LCD12864_write_word("冰箱状态：关");if(Flag_Relay2 = 1)LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x90);LCD12864_write_word("空调状态：开”); elseLCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x90);LCD12864_write_word("空调状态：关");if(Flag_Relay3 = 1)LCD12864_NoWaitIdle_COM_

11、Write(0x88);LCD12864_write_word("电视状态：开”); elseLCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x88);LCD12864_write_word("电视状态：关");/设置指针/设置指针/设置指针/设置指针/设置指针/设置指针if(Flag_Relay4 = 1) 一LCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x98);LCD12864_wAte_word("灯泡状态：开”); elseLCD12864_NoWaitIdle_COM_Write(0x98);LCD12864_w

12、rite_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_Buffer30;unsigned char Num = 0;bit Flag_Relay1 = 0;bit Flag_Relay2 = 0;bit Flag_Relay3 = 0;bit Flag_Relay4 = 0;unsigned

13、 char temp = 0;/设置指针/设置指针void Uart_Init()SCON = 0X50; /UART 方式 1 ; 8 位 UARTREN = 1; /不允许串行口接收数据PCON = 0x00; /SMOD=0;波特率不加倍TMOD = 0x20; /T1 方式2,用于产生波特率TH1 = 0xFD; / 装初值TL1 = 0xFD;TR1 = 1;/启动定时器1EA = 1;/打开全局中断控制ES = 1;/串行口中断void UartPrintf(unsigned char *p) while(*p)/发送字符串SBUF=*(p+);while(TI=0) ；TI=0;/发送一个字符void UartPrintASCII(unsigned char c)TI=0;SBUF=c;while(TI=0);TI=0;串口中断void RECEIVE_DATA(void) interrupt 4 using 1/if(RI = 1)temp = SBUF;if(temp = 'A') Flag_Relay1 = !Flag_Relay1;UartPrintf("Receive A");else if(temp = 'B')Flag_Relay2 = !Flag_Relay