智能手機無線遙控器的設(shè)計

1、湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 智能手機無線遙控器的設(shè)計 學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 通 信 工 程 學(xué) 號： 2010550722 姓 名： 陳 鵬 指導(dǎo)教師： 吳 亞 聯(lián) 完成日期: 2014年5月15日 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目： 智能手機無線遙控器的設(shè)計 學(xué)號： 2010550722 姓名： 陳 鵬 專業(yè)： 通信工程 指導(dǎo)教師： 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：基于智能手機和單片機，利用c語言實現(xiàn)簡易無線遙控器的設(shè)計。手機與單片機的通信利用藍(lán)牙模塊實現(xiàn)，紅外發(fā)射和紅外接收部分利用單片機進(jìn)行相應(yīng)的編碼和解碼，并進(jìn)行顯示。 基本要求：編寫代碼，調(diào)試并在開發(fā)板

2、上進(jìn)行測試。 二、重點研究的問題 1.智能手機與藍(lán)牙的無線通信問題 2.紅外發(fā)射和接收的編碼與解碼問題 3.藍(lán)牙與單片機的串口通信問題 三、進(jìn)度安排序號各階段完成的內(nèi)容 完成時間1查閱資料、調(diào)研2013.112014.1.102開題報告、制訂系統(tǒng)設(shè)計方案2014.2.12014.2.203編寫代碼2014.2.212014.3.304調(diào)試，系統(tǒng)測試2014.3.312014.4.305寫出初稿2014.5.12014.5.76修改，寫出第二稿2014.5.82014.5.127寫出正式稿2014.5.208答辯2014.5.244、 應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等

3、教育出版社，1999：82-155. 2 黃志瑋，王彥.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽訓(xùn)練教程M.電子工業(yè)出版社，2005. 3 李廣弟，朱月秀.單片機基礎(chǔ)M.北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2001：13-71. 4 梅里風(fēng)，王艷秋.單片機原理及接口技術(shù)M.清華大學(xué)出版社，2004:296-312. 5 青木，英彥.模擬電路的設(shè)計與制作M. 科學(xué)出版社，2005：119-131. 6 何立民.單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計M.北京：北京航天航空大學(xué)出版社，1991. 7 李光飛.單片機C程序設(shè)計實例指導(dǎo)M.北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2005. 湘 潭 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱表學(xué)號 2010550722 姓名 陳

4、 鵬 專業(yè) 通 信 工 程 畢業(yè)設(shè)計題目： 智能手機無線遙控器的設(shè)計 評價項目評 價 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當(dāng)；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運用知識的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運用能力；4.是否具備一定的外文與計算機應(yīng)用能力；5.工科是否有經(jīng)濟分析能力。設(shè)計質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實驗是否正確，設(shè)計、計算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、

5、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；3.有無理論價值或?qū)嶋H應(yīng)用價值，有無創(chuàng)新之處。綜合評 價評閱人： 年 月 日 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計鑒定意見 學(xué)號： 2010550722 姓名： 陳 鵬 專業(yè)： 通信工程 畢業(yè)設(shè)計說明書 29 頁 圖 表 13 張設(shè)計題目： 智能手機無線遙控器的設(shè)計 內(nèi)容提要： 本論文基于Andriod智能手機和單片機，實現(xiàn)簡易無線遙控器的設(shè)計，內(nèi)容主要包括方案論證、硬件電路、軟件設(shè)計和實驗測試四個部分。設(shè)計采用的方案是智能手機通藍(lán)牙與單片機實現(xiàn)無線通信，單片機接收到手機傳送的信息后，進(jìn)行編碼和調(diào)制，并通過紅外發(fā)射管向外發(fā)射，第二塊單片

6、機接收到紅外信號后解碼，控制發(fā)光二極管的亮滅，并顯示相應(yīng)的電器代號，這樣就可以實現(xiàn)手機對電器的遙控功能。硬件電路主要包括藍(lán)牙模塊和51單片機外圍電路，由發(fā)光二極管的亮滅來模擬電器的開關(guān)，方便簡單。軟件部分采用C語言編寫，包括藍(lán)牙和單片機的串口程序、紅外發(fā)射和接收程序。實驗測試在單片機開發(fā)板上進(jìn)行，通過STC軟件燒寫到單片機，調(diào)試成功后展示實驗結(jié)果。 將智能手機和常見遙控器的功能結(jié)合在一起，用手機遙控家用電器，方便快捷，設(shè)計新穎，設(shè)計方案和硬件電路簡單，易于實現(xiàn)。 指導(dǎo)教師評語同意其參加答辯，建議成績評定為 。指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯簡要情況及評語根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績評定為 。答辯

7、小組組長： 年 月 日答辯委員會意見經(jīng)答辯委員會討論，同意該畢業(yè)設(shè)計成績評定為 。答辯委員會主任： 年 月 日目錄摘要I ABSTRACTII1 引 言12 Android手機無線遙控的方案設(shè)計23遙控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)33.1 芯片介紹33.2 紅外發(fā)射模塊63.3紅外接收和顯示模塊73.4 藍(lán)牙和Android手機模塊83.4.1 Android 的基本介紹103.4.2藍(lán)牙的串口助手簡介104遙控系統(tǒng)的軟件設(shè)計114.1紅外發(fā)射子程序114.1.1遙控碼的編碼格式114.1.2 遙控碼的發(fā)射114.1.3 紅外發(fā)射程序流程圖124.2 紅外接收子程序134.2.1遙控碼的接收處理134.2.2

8、 遙控碼的接收程序流程圖134.3 藍(lán)牙通信子程序14I5 調(diào)試156 結(jié)論16參考文獻(xiàn)17附錄1：紅外發(fā)射子程序18附錄2: 紅外接收程序22附錄3：藍(lán)牙通信子程序26II智能手機無線遙控器的設(shè)計摘要: 隨著各種電子進(jìn)入到人們的日常生活，手機成為了生活的必需品，紅外遙控器也變得越來越普遍，如果把智能手機和遙控器結(jié)合起來，便會更加方便人們的生活。本文主要采用AT89C52單片機，藍(lán)牙以及Android 智能手機，提出一種基于Android智能手機的多功能紅外遙控器。紅外遙控部分采用兩塊AT89C52單片機，紅外發(fā)送和紅外接收模塊實現(xiàn)，其中發(fā)射電路由單片機和按鍵組成，單片機可將待發(fā)送的鍵值信息進(jìn)

9、行編碼，并調(diào)制成40KHz的脈沖信號通過紅外發(fā)射管發(fā)射出來，而接收電路由單片機和液晶顯示組成，對編碼信號進(jìn)行解碼和顯示。遙控器和智能手機的通信則采用藍(lán)牙模塊實現(xiàn)，手機可通過客戶端軟件與單片機遙控部分連接，向單片機發(fā)送信息，從而實現(xiàn)手機對紅外設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。 關(guān)鍵詞: 單片機；紅外發(fā)送；紅外接收；藍(lán)牙通信；Android智能手機Based on the android platform for intelligent mobile phone infrared remote controlAbstract: With various electronic into People's Da

10、ily life, mobile phone has become the necessities of life, infrared remote control are becoming more common, if combine smart phones and the remote control, will be more convenient people's life. This article mainly USES the single chip microcomputer AT89C52, bluetooth and Android smartphone, pu

11、t forward a kind of multi-function infrared remote control based on Android smartphone. Infrared remote control part adopts two pieces of single chip microcomputer AT89C52, infrared sending and infrared receiving module, the transmission circuit is composed of single-chip microcomputer and keys, the

12、 keys of the single chip microcomputer can be sent information coding, and made into 40 KHZ pulse signal emitted by infrared transmitting tube, and the receiving circuit is composed of single chip microcomputer and LCD display, the coding signal decoding and reality. Remote control and intelligent m

13、obile communication was completed by the bluetooth module, mobile phone can be connected through the client software and single chip microcomputer control part, to the single chip microcomputer to send information, so as to realize the remote control of mobile phone of infrared devices, including mo

14、bile phone client software based on Android platform design.Key words: single chip microcomputer; The infrared sending; Infrared receiver; The bluetooth communication; Android operating system II1 引 言紅外線又稱紅外光波，在電磁波譜中，光波的波長范圍為0.01um1000um。根據(jù)波長的不同可分為可見光和不可見光，波長為0.38um0.76um的光波可為可見光，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏

15、色。光波為0.01um0.38um的光波為紫外光(線)，波長為0.76um1000um的光波為紅外光(線)。紅外光按波長范圍分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極紅外4類。紅外線遙控是利用近紅外光傳送遙控指令的，波長為0.76um1.5um。用近紅外作為遙控光源，是因為目前紅外發(fā)射器件(紅外發(fā)光管)與紅外接收器件(光敏二級管、三極管及光電池)的發(fā)光與受光峰值波長一般為0.8um0.94um，在近紅外光波段內(nèi)，二者的光譜正好重合，能夠很好地匹配，可以獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、

16、錄像機之后，在錄音機、音響設(shè)備、空凋機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。遠(yuǎn)程遙控技術(shù)又稱為遙控技術(shù)，是指實現(xiàn)對被控目標(biāo)的遙遠(yuǎn)控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應(yīng)用到計算機系統(tǒng)中。安卓(Android)是一個基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)，是Google公司在2007年11月5日公布的手機操作系統(tǒng)，不是手機，不過現(xiàn)在有很

17、多手機采用安卓系統(tǒng)。安卓系統(tǒng)是一款手機系統(tǒng)，現(xiàn)在流行的主流的手機系統(tǒng)之一。目前手機系統(tǒng)有，java，塞班等，類似于電腦的windows2000系統(tǒng)、windows Vista系統(tǒng)等，這款系統(tǒng)常用在HTC的手機上，屬于智能系統(tǒng)。 本設(shè)計是一種基于Android平臺的和52單片機的多功能紅外遙控器，該遙控器把家用的常用紅外遙控器和智能手機結(jié)合起來，使家用電器的紅外遙控進(jìn)一步簡化，只需要智能手機就可以很方便的實現(xiàn)對各種電器的控制。2 Android手機無線遙控的方案設(shè)計本設(shè)計把Andriod手機作為上位機，藍(lán)牙HC-06模塊作為叢機，89C51單片機作為下位機。Android手機首先下載一個藍(lán)牙串口

18、助手軟件，可以很方便的與藍(lán)牙模塊進(jìn)行配對。手機和藍(lán)牙配對之后便可以向其傳送數(shù)據(jù)，藍(lán)牙接收數(shù)據(jù)之后由單片機進(jìn)行紅外編碼，并通過紅外發(fā)射管向接收模塊發(fā)射。接收模塊由單片機和顯示電路組成，當(dāng)接收到紅外信號時，單片機就對紅外信號進(jìn)行相應(yīng)的解碼操作，解碼之后進(jìn)行顯示。于是手機就可以實現(xiàn)遙控功能,遙控器完整系統(tǒng)框圖如2-1所示。其中Android手機和藍(lán)牙的通信，可以在android平臺上設(shè)計一個藍(lán)牙通訊軟件， 作為手機和藍(lán)牙通信的虛擬串口，但是很方法牽涉到Andriod的JAVE開發(fā)，比較麻煩，所以本設(shè)計運用了藍(lán)牙串口助手軟件。Android手機可以通過藍(lán)牙串口軟件非常方便對單片機進(jìn)行控制。單片機紅外接

19、收模塊單片機紅外發(fā) 射電路藍(lán)牙模塊顯示電路Android智能手機 圖2-1 遙控器完整系統(tǒng)框圖3遙控系統(tǒng)硬件系統(tǒng) AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATM

20、EL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。1. AT89C51主要特性 (1)與MCS-51 兼容(2)4K字節(jié)可編程FLASH存儲器(3)壽命：1000寫/擦循環(huán)(4)數(shù)據(jù)保留時間：10年(5)全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz(6)三級程序存儲器鎖定(7)128×8位內(nèi)部RAM(8)32可編程I/O線(9)兩個16位定時器/計數(shù)器(9)5個中斷源(10)可編程串行通道(11)低功耗的閑置和掉電模式(12)片內(nèi)振蕩器和時鐘電路2. AT89C51特性概述：AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I

21、/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。3AT89C51的引腳及功能： 89C51引腳如圖3-1所示。 圖3-1 89C51 單片機的引腳圖VCC：供電電壓。GND：接地。P0端口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高

22、阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1端口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。P2端口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并

23、因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3端口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口

24、，如下所示：P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（計時器0外部輸入）P3.5 T1（計時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù) 存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù) 存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期

25、輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部

26、程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.2 紅外發(fā)射模塊 紅外發(fā)射模塊由單片機，按鍵以及紅外發(fā)射管組成，模塊框圖如圖3-2所示。單片機89C2051紅外發(fā)射電路按鍵電路 圖3-2 紅外發(fā)射模塊框圖鍵值通過單片機讀取之后，經(jīng)過單片機編碼處理，將鍵值的二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)化為不同的編碼脈沖，并調(diào)制在40KHz的載波上，通過紅外光二極管向周圍發(fā)射紅外信號。P1口連接按鍵部分，當(dāng)按鍵按下時

27、為低電平。P3.5口連接紅外發(fā)射管，發(fā)射紅外信號，其中采用三極管作為放大電路來驅(qū)動紅外發(fā)射。電路如圖3-3所示。 圖3-3 紅外發(fā)射電路圖3.3紅外接收和顯示模塊 紅外接收模塊主要由單片機，紅外接收頭和數(shù)碼管顯示電路組成，模塊框圖如3-4所示。單片機89C51接收電路顯示電路 圖3-4 紅外接收和顯示框圖紅外信號是經(jīng)過發(fā)射模塊中單片機的編碼之后的二進(jìn)制脈沖信號，因此紅外接收部分只要對接收到的紅外信號進(jìn)行相應(yīng)的解碼即可。解碼過程就是去除載波信號，將二進(jìn)制脈沖信號轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制編碼，并進(jìn)行顯示。接收電路主要是紅外接收管，成品的接收頭有兩種，一種是鐵皮屏蔽封裝，一種是塑料封裝，盡管各種產(chǎn)品的引腳排列順

28、序不一樣，但是都有電源（VDD）,接地(GND)，數(shù)據(jù)輸出(V0)三只引腳。本文采用一體化接收頭HS0038，集接收、放大、解調(diào)于一體，一般紅外信號經(jīng)接收頭解調(diào)后，數(shù)據(jù)“0”和“1”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時間長短或信號周期上，單片機解碼時，通常將接收頭輸出腳連接到單片機的外部中斷，結(jié)合定時器判斷外部中斷間隔的時間從而獲取數(shù)據(jù)。重點是找到數(shù)據(jù)“0”與“1”間的波形差別。紅外脈沖信號經(jīng)接收頭解調(diào)之后，輸出到單片機的INT0(P3.2)，單片機可以根據(jù)解調(diào)之后的脈沖信號的下降沿判斷脈沖的個數(shù)，得到鍵值信息，并在數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。電路連接如圖3-5所示。 圖3-5 紅外接收和顯示電路圖3.4 藍(lán)牙

29、和Android手機模塊藍(lán)牙是一種無線個人局域網(wǎng)藍(lán)牙，是一種無線個人局域網(wǎng)（Wireless PAN），能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。由于其方便，簡單而得到廣本設(shè)計采用的的是HC-06從模塊，引出接口包括VCC,GND,TXD,RXD,預(yù)留L

30、ED狀態(tài)輸出腳，單片機可通過該腳狀態(tài)判斷藍(lán)牙是否已經(jīng)連接，KEY引腳對叢機無效。由于藍(lán)牙模塊TXD為發(fā)送端必須與單片機的RXD引腳鏈接，而RXD為接收端必須與單片機的TXD引腳連接。藍(lán)牙，手機和單片機的連接模塊框圖如3-6所示。電路如圖3-7所示。89C51單片機 Android 手機 藍(lán)牙叢機模塊 圖3-6 手機通過藍(lán)牙連接單片機的模塊圖3-7 藍(lán)牙與單片機的連接電路3.4.1 Android 的基本介紹Android是一種基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)，主要使用于移動設(shè)備，如智能手機和平板電腦，由Google公司和開放手機聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開發(fā)。尚未有統(tǒng)一中文名稱，中國大陸地區(qū)較多人使

31、用“安卓”或“安致”。Android操作系統(tǒng)最初Andy Rubin開發(fā)，主要支持手機。2005年8月由Google收購注資。2007年11月，Google與8家硬件制造商、軟件開發(fā)商及電信營運商組建開放手機聯(lián)盟共同研發(fā)改良Android 系統(tǒng)Google以Apache開源許可證的授權(quán)方式，發(fā)布了Android的源代碼。第一部Android智能手機發(fā)布于2008年10月。Android逐漸擴展到平板電腦及其他領(lǐng)域上，如電視、數(shù)碼相機、游戲機等。2011年第一季度，Android在全球的市場份額首次超過塞班系統(tǒng)，躍居全球第一。2012年11月數(shù)據(jù)顯示，Android占據(jù)全球智能手機操作系統(tǒng)市場7

32、6%的份額，中國市場占有率為90%。3.4.2藍(lán)牙的串口助手簡介藍(lán)牙串口助手是用于監(jiān)視Android和藍(lán)牙串行測試藍(lán)牙之間的通信模塊。主要包含2中方式：一種是監(jiān)聽模式，另外一種是對話模式。如果藍(lán)牙設(shè)備是監(jiān)聽模式定時對外發(fā)送數(shù)據(jù)，那么我們就可以使用監(jiān)聽模式與設(shè)備的藍(lán)牙名稱進(jìn)行配對連接獲取數(shù)據(jù)；如果藍(lán)牙設(shè)備是對話模式那么就需要我們軟件數(shù)據(jù)十六進(jìn)制的命令碼控制設(shè)備對外發(fā)送數(shù)據(jù)。此軟件能幫助開發(fā)人員拿到設(shè)備返回的數(shù)據(jù)值(十六進(jìn)制格式數(shù)據(jù))方便開發(fā)人員分析數(shù)據(jù)的一款簡單應(yīng)用。4遙控系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1紅外發(fā)射子程序4.1.1遙控碼的編碼格式該遙控器采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的碼，最小為2個

33、脈沖，最大為17個脈沖。為了使接收可靠，第一位碼寬為3ms，其余為1ms，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10ms，如圖41所示。電器0的遙控輸出碼電器1的遙控輸出碼電器7的遙控輸出碼3ms10ms幀間隙圖4-1 遙控碼的編碼波形 4.1.2 遙控碼的發(fā)射 紅外遙控是將遙控信號（二進(jìn)制脈沖碼）調(diào)制在40KHz的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，轉(zhuǎn)化為紅外信號發(fā)射出去的。為了提高抗干擾性能和降低電源消耗，將上述的遙控編碼脈沖對頻率為40KHz（周期為26us）的載波信號進(jìn)行脈幅調(diào)制（PAM），再經(jīng)緩沖放大后送到紅外發(fā)光管，將遙控信號發(fā)射出去。4.1.3 紅外發(fā)射程序流程圖紅外信號發(fā)射過程:首先裝入發(fā)射

34、脈沖個數(shù)(發(fā)射時為3ms脈沖,停發(fā)時為1ms脈沖)，此時若發(fā)射脈沖個數(shù)為1則返回主程序，若不為1則發(fā)1ms脈沖，然后停發(fā)1ms脈沖，這樣便結(jié)束整個發(fā)射過。流程圖如圖4-2所示。在實踐中,采用紅外線遙控方式時,由于受遙控距離,角度等影響,使用效果不是很好,如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收碼,可提高遙控距離,并且沒有角度影響。開 始裝入發(fā)射脈沖的個數(shù)R1發(fā)射3ms脈沖發(fā)射1ms脈沖R1-1=0? N Y停發(fā)1ms脈沖結(jié) 束圖4-2 紅外發(fā)射流程圖4.2 紅外接收子程序4.2.1遙控碼的接收處理當(dāng)紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時，第一位碼的低電平將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時，將對第一位（起始位

35、）碼的碼寬進(jìn)行驗證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms，將作為錯誤碼處理。當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于3ms時，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)輸出口的操作。圖43就是紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖。1ms第一位1ms10ms3ms10ms 圖4-3 紅外接收器輸出的一幀遙控碼波形4.2.2 遙控碼的接收程序流程圖 單片機上電復(fù)位后，首先對其內(nèi)部定時器初始化，用定時器及軟件計數(shù)的方法，當(dāng)有信號輸入時，單片機產(chǎn)生中斷，并在P3.1口進(jìn)行計脈沖個數(shù)，測量P3.1高、低電平的寬度。P3.1引腳平時為高電平，當(dāng)接收到紅外遙控信號時，由于一體化紅外接收頭的反向作用，INT0引腳下跳至低電平

36、,計算脈沖個數(shù)后通過7447譯碼電路，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)值。首先判斷低電平脈寬度是否大于2ms,若脈寬不到2ms,則中斷返回;若低電平大于2ms,則接收并地低電平脈沖計數(shù),接下來看判斷高電平脈寬度沖是否大于3ms,若脈寬不到3ms,則返回上一接收計數(shù)過程;若高電平脈寬大于3ms,則按照脈沖個數(shù)至對應(yīng)功能程序.此時中斷返回。程序流程圖如4-4所示。開 始 初始化P3.0=0 N Y低電平脈寬>2ms N Y接收并對低電平脈沖計數(shù) 高電平脈沖>3ms N Y計數(shù)完成并顯示 結(jié) 束 圖4-4 紅外接收程序流程圖 4.3 藍(lán)牙通信子程序 本設(shè)計采用HC-06藍(lán)牙模塊，通信子程序?qū)嶋H上單片機

37、與藍(lán)牙的串口通信。藍(lán)牙與手機成功配對之后，可接收來自手機的信號，然后藍(lán)牙通過RXD和TXD向單片機傳送數(shù)據(jù)。按照藍(lán)牙模塊的要求采用9600Kbps的波特率，一位停止位無校驗位。 單片機在接收到藍(lán)牙的數(shù)據(jù)之后，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行紅外編碼，再將編碼傳遞給紅外發(fā)射子程序，由紅外發(fā)射管發(fā)射出去。 5 調(diào)試打開藍(lán)牙串口助手，連接好藍(lán)牙設(shè)備，配對之后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)。為了確保手機和藍(lán)牙的通信順利，必須使用藍(lán)牙模塊的波特率是9600，程序里的波特率也是9600.手機截屏如圖5-1所示。本設(shè)計在調(diào)試過程中也遇到很多問題。(1) 電路要求遙控控制距離為46m，在利用38KHz的接收頭時，雖然能接收到信號，但是接收的距

38、離很有限。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，換用40KHz的接收頭時基本滿足了設(shè)計需求。(2) 由于將3ms的接收脈沖放在1ms的后面，編碼解調(diào)出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致接受端無信號輸出。解決方法是將3ms的接收脈沖放在前面就可以接收到信號。因為在電路的解碼過程中，單片機進(jìn)行數(shù)碼幀的接收處理，首先是對3ms的脈沖檢驗，當(dāng)?shù)谝晃坏碗娖酱a的脈寬小于2ms時就會錯誤處理。在初始化過程中，將P1口全置0，但是繼電器仍工作，通過反復(fù)調(diào)試，將初始化的P1口全置1，通過反向使得輸出全為0，從而滿足上電復(fù)位，繼電器掉電，滿足初始化要求。5-1 Android手機連接藍(lán)牙截圖6 結(jié)論由于目前的遙控裝置大多對某一設(shè)備進(jìn)行單獨控制，而在本設(shè)計中的

39、紅外遙控電路設(shè)計了多個控制按鍵，可以對不同的設(shè)備，也可以對同一設(shè)備的多個功能進(jìn)行不同的控制。基本符合技術(shù)要求。但是本電路也有不完善的地方,它只能單通道實現(xiàn)對多個設(shè)備的控制,即它不能同時控制兩個或者兩個以上的設(shè)備。另外目前大多數(shù)人采用的都是一體化接收頭作為信號的接收，然后把解調(diào)出來的信號送入單片機。例如：由AVR系列單片機ATmega8、一體化紅外接收頭HS0038、存儲器、還原調(diào)制與紅外發(fā)光管驅(qū)動電路組成。一體化紅外接收頭負(fù)責(zé)紅外遙控信號的解調(diào)，將調(diào)制在38kHz上的紅外脈沖信號解調(diào)，但這樣的處理方法，因為一體化紅外接收頭工作電壓一般都要求是5V，在供電能力方便的情況下采用這種方式還是不錯的，

40、但如果想象普通遙控器一樣只能采用兩節(jié)干電池供電，但以上方法是沒法做到的。 紅外通信的基本原理是發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz，這是由發(fā)射端編碼芯片所使用的455kHz晶振來決定的。在發(fā)射端要對晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷1237.9 kHz38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz、40kHz、56kHz等。 紅外遙控的特點是不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備。由于其無法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一

41、般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。 由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路，需要時按圖索驥即可。因此，紅外遙控在家用電器、室內(nèi)近距離（小于10米）遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。 在設(shè)計過程中，通過大量的查閱資料，認(rèn)真研究教材，對單片機有了更為深刻的理解，在設(shè)計軟件時，須仔細(xì)的分析硬件電路，畫出程序流程圖，培養(yǎng)了我的耐性和刻苦鉆研的精神。 參考文獻(xiàn)1全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會.第五屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編M.北京:北京理工大學(xué)出版社:2005:10-17.2康華光，陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社,1999:82-155.3康華光,鄒壽彬.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)

42、字部分M.高等教育出版社,2000:83-155.4李錦春,蔡仁明.常用晶體二極管、大功率三極管手冊J.北京:人民郵電出版社,1981:23-55.5黃智偉，王彥，陳文光.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽訓(xùn)練教程M.電子工業(yè)出版社，2005:304-314. 6吳金戌，沈慶陽，郭庭吉.8051單片機實踐與應(yīng)用M.北京:清華大學(xué)出版社，2002:147-167.7青木，英彥.模擬電路的設(shè)計與制作M.科學(xué)出版社，2005:119-131.8李廣弟，朱月秀，王秀山.單片機基礎(chǔ)M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2001:13-71.9梅麗風(fēng)，王艷秋，張軍等.單片機原理及接口技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社，2004

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