基于单片机的蓝牙家电开关控制系统设计论文
图3-3 HC-05通信模块电路图
如图3-3所示，U6为系统蓝牙通信模块HC-05模块，二极管D5、D6和电阻R10、R11组成电平转换电路以保证系统可以同时在5V和3.3V的电压下工作，D7为蓝牙模块工作状态指示灯，其工作状态有以下三种：一，在模块上电的同时把BS-KEY引脚设置为高电平（或接到VCC）此时D7以亮一秒灭一秒的频率慢闪，模块进入AT状态，此时波特率为固定的38400。二，在模块上电的同时把BS-KEY引脚设置为低电平（或接地），此时D7以一秒闪烁2次的频率快闪，表示模块进入可配对状态，如果此时再将BS-KEY引脚电平置高，模块会进入AT状态，但是D7的闪烁频率不变。三，模块配对成功，此时D7双闪，一次闪2下，2秒闪一次。系统有了D7指示灯就能够很直观的判断模块的当前状态，方便使用。 3.2.3蓝牙模块功能测试
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3-4蓝牙模块与TTL模块接线方式图
HC-05模块出厂设置为从模式，所以发送AT+ROLE？得到的返回值为+ROLE：0，发
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送AT+ROLE=1即可设置模块为主机，若返回值为OK应答则模块设置成功，注意串口调试助手要勾选发送新行，这样就能自动发送回车了，具体操作界面如图3-5所示。
图3-5蓝牙模块测试界面图
3.2.4蓝牙模块与手机蓝牙之间的设置与匹配
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，具体操作过程可以参考图3-6。
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图3-6蓝牙配对操作演示过程图
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3.3 单片机最小系统设计
3.3.1系统单片机型号的选择与论证
单片机为整个系统的控制核心，选择一款合适的单片机对整个系统设计的成功与否起着至关重要的作用，目前市场上单片机种类型号千差万别，从基础的8位单片机到高端的64位单片机，价格从几元到上百元不等，如此众多的单片机，如何才能选择一款适合本设计的型号呢？首先要从设计的功能上着手，由于系统功能相对较少，只是实现与GSM模块的通信以及继电器控制指令的发出，因而不需要选择引脚多的太高端的单片机；其次要考虑到设计的成本要求，目前市场上8位单片机相比16位以上单片机具有很好的价格优势，考虑到8位单片机完全能够达到设计的功能要求，因而本设计首选单片机是8位单片机；最后还需要考虑到单片机在设计过程中程序编译调试的可操作性以及实用性，鉴于以上各种原因考虑，本设计最终选择市场上较为普及的8位单片机作为系统的单片机，具体型号选择宏晶科技生产的STC89C52单片机。 3.3.2系统单片机最小系统电路设计
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3-7所示。
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图3-7 单片机最小系统电路图
系统主控电路由单片机、时钟振荡电路与复位电路组成。STC89C52中有一个构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和 XTAL2分别是该放大器的输入和输出端，用于外接晶体振荡器，Y1为11.0592M的晶体振荡器，选择11.0592M是为了便于计算单片机运行的周期，Y1两端的电容 C4，C5 接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。电容C4和C5应选择瓷片电容，至于点热闹过容值的大小没有严格的限定，只是电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度的稳定性。如果使用石英晶体，推荐电容使用30pF士l0pF。
STC89C52单片机为高电平复位使能，在单片机最小系统电路设计中需要保证上电的时候能够复位单片机，同时当系统运行 过程中出现出现跑飞或者进入死循环的时候能够通过相应的按键实现单片机的复位，因而单片机复位需要有上电复位和按键复位两种复位方式，复位电路设计如图3-1所示，其中 S2为复位按键。上电复位的工作原理为：通电时，电容两端相当于短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容C3充电，RST端电压慢慢下降，降到一定程度，即为低电平，单片机开始正常工作；按键复位的工作原理为：当S1被按下后，电容C3迅速放电,使RST引脚为高电平，从而实现复位。当S1弹起后，电源通过10KΩ的电阻R3放电，电平变为低电平，复位停止。 3.3.3系统单片机最小系统电路测试
单片机最小系统电路设计完成后，首先要验证一下最小系统电路是否能够工作，首先要保证晶振正常起震，检测晶振起震可以用示波器观察晶振引脚的输出波形，观察是否有震荡波形输出，如果晶振起震，最小系统基本就可以工作了，然后单片机置入相应的IO 端口控制程序，此时可以控制一个简单的ＬＥＤ灯的亮灭来验证程序是否正常运行。除此之外还有验证最小系统的复位电路是否能够起到正常复位的功能。
3.4 家电控制电路设计
系统家电控制电路采用4路继电器控制实现，4路继电器分别控制空调开关、冰箱开关、电视开关以及大门的开关。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3-8所示。
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