基于蓝牙控制的的灯光控制系统设计实验报告

1、.基于蓝牙控制的的灯光控制系统基于蓝牙控制的的灯光控制系统第一章 功能描述1、本设计采用蓝牙作为上位机和下位机之间的通信方式，本设计使用手机 app 作为上位机控制下位机（单片机） 。2、采用 ds1302 时钟芯片，通过开发板上的数码管显示时分秒，即使断开电源，ds1302 芯片中的时间也会正常走，不需要重复写入时间。3、手机连接蓝牙后，手机 app 可以控制 led 灯显示红绿蓝三种颜色，还可以向单片机发送 led 灯亮的时间以及灯灭的时间。4、当灯亮的时候，可以通过按键调节占空比调节灯光亮度也就是 pwm 调光。在灯光开启之前以及灯灭之后 pwm 调光按键无效。第二章 下位机软件设计思路

2、以及原理本设计使用了 stc12c5a60s2 单片机、数码管、hc-05 蓝牙模块、led 彩灯、ds1302 时钟模块。2.1单片机程序设计单片机部分程序设计主要包括定时器 0和定时器1以及串word 范文.口部分程序设计2.1.1定时器以及 pwm 调光部分程序设计定时器主要用到了定时器 0 以及定时器 1，在本设计中有一项功能是 pwm 调光功能，由于单片机没有 pwm 模块，所以在本设计中我们采用定时器 0 来模拟实现 pwm 的功能，其中定时器 0 的初始化程序如下所示。void timer0init()tmod = 0 x02; /定时器 0，工作模式 2，8 位定时模式th0=

3、210; /写入预置初值（取值 1-255，数越大pwm 频率越高）tl0=210; /写入预置值 （取值 1-255，数越大pwm 频率越高）tr0=1; /启动定时器 0pwm_t=0;void timer0() interrupt 1 t+; /每次定时器溢出加 1 if(t=250) /pwm 周期 100 个单位word 范文. t=0; /使 t=0，开始新的 pwm 周期 p1=0 x07&p1; /输出端口 if(pwm_t=t) /按照当前占空比切换输出为高电平 p1=0 xf8|p1; 这一部分程序主要是让单片机每个 45 微秒进入一次定时器 0 中断，其中 t 每

4、隔 45 微秒加一次，计数到 250 的时候重新置零，并让 p1 的高五位置零，也就是亮度达到最大。pwm_t 是调节占空比的，初始值是 0，是通过按键控制 pwm_t数值的增加与减少的。 当 pwm_t 的数值与 t 相等的时候将 p1的高五位置为高电平。定时器 1 部分程序设计如下所示void timer1init(void)/timer1 初始化程序tmod &= 0 x0f;/设置定时器模式tmod |= 0 x10;/设置定时器模式tl1 = 0 x00;/设置定时初值th1 = 0 xee;/设置定时初值tf1 = 0;/清除 tf1 标志tr1 = 1;/定时器 1 开始

5、计时word 范文.void timer1() interrupt 3tl1 = 0 x00;/设置定时初值th1 = 0 xee;/设置定时初值keyscan();t1+;if(t1 = 100)write_1302(0 x8e,0 x00);hour=read_1302(0 x85);minute=read_1302(0 x83);second=read_1302(0 x81);write_1302(0 x8e,0 x80);t1 = 0;/if(t1 = 20) t = 0;定时器 1 设置每 5ms 进入一次中断，进入中断之后先重装初值，然后进行按键扫描，本设计中只用到了独立按键，所以

6、只需要扫描两个按键就行了。没进入一次 t1 就加 1，当t1 等于 100 的时候也就是 500ms 的时候读取一次 ds1302 的时，分，秒。因为 ds1302 的时，分，秒三个变量每隔一秒word 范文.种才变化一次，所以每个 500ms 读取一次是比较节省资源的做法，而且可以保证数据读取无误。2.1.2串口部分程序设计void send_data(uchar byte) /串口发送函数sbuf = byte;while(!ti);ti = 0;void uartinit(void)/串口初始化 baud = 9600；pcon &= 0 x7f;/波特率不倍速scon = 0

7、x50;/8 位数据,可变波特率auxr &= 0 xfb;/独立波特率发生器时钟为 fosc/12,即 12tbrt = 0 xfd;/设定独立波特率发生器重装值auxr |= 0 x01;/串口1选择独立波特率发生器为波特率发生器auxr |= 0 x10;/启动独立波特率发生器由于本设计中两个定时器都用到了， 所以我们无法使用定word 范文.时器作为波特率发生器，本设计中使用的是stc12c5a60s2单片机，内部含有独立波特率发生器 brt，所以本设计使用独立波特率发生器。设置波特率 9600。本设计中串口发送程序是单片机测视的时候使用的，是为了直观的看到上位机与下位机之间通

8、信的内容。2.2通信协议部分程序设计由于上位机与下位机之间每次通信的内容有很多字节， 所以手机和单片机之间使用蓝牙通信必须按照一定的协议，这样才能成功的将数据打包，数据打包完成之后，我们才能够正确的区分数据类型，区分出该数据是切换 led 颜色的还是led 的定时开关时间。void uart() interrupt 4 / 串口中断 if(ri) ri = 0;rec_data = sbuf;if(k = 1)shuzui = rec_data; i+; if(i = 6) i = 0,k =0; if(rec_data = 0 xee)k = 1;word 范文. void rsckongz

9、hi()串口数据处理 switch(shuzu0) case 1: if(shuzu1 = 1) p25 = 1;p24 = 0;p22 =0;red = 1; else if (shuzu1 = 2) p25 = 0;p24 = 1;p22= 0;green = 1; else if (shuzu1 = 4) p25 = 0;p24 = 0;p22= 1;blue = 1; case 3: onshi = shuzu2;onshizhuanhuan(onshi); onfen = shuzu3;onfenzhuanhuan(onfen); offshi = shuzu4;offshi=zhu

10、anhuan(offshi); offfen = shuzu5;offfen=zhuanhuan(offfen);word 范文=. 串口中断里面的内容是把 0xee 当作一包数据的识别码，当我们检测到 0xee 的时候也就找到了一包数据的开头。不过我们将 0xee 后面的六个字节的内容放进数组里面。我们使用 rskongzhi 函数对数组里面的内容进行处理，当检测到 shuzu0是 1 的时候就说明他是灯管颜色切换信息，然后我们再对 shuzu1进行判断，如果 shuzu1是 1，则是红灯亮；如果 shuzu1是 2，则是绿灯亮；shuzu2是4，则是蓝灯亮。如果 shuzu0是 3，就代表

11、该信息是 led定时开关信息。此时我们分别将 shuzu2到 shuzu5分别赋值给 onshi,onfen,offshi,offfen。然后 while 循环中不断地对比实时时间和定时开关时间，当时实时时间与定时开时间相等的时候就将 pwm_t 值赋为 250，也就是占空比为百分之百，同时开定时器中断。当定时关时间与实时时间相等的时候将 led 灯引脚电平拉高（led 灯是共阳的） ，关定时器中断。2.3 ds1302 时钟程序设计由于 ds1302 读写程序过多，所以我在这里就不显示读写程序了，只对其原理进行介绍word 范文.其读取时序图如上所示对于数据写入：开始的 8 个 sclk 周

12、期， 输入写命令字节， 数据字节在后 8个 sclk 周期的上升沿输入。数据输入位 0 开始。对于数据读取：开始的 8 个 sclk 周期，输入一个读命令字节，数据字节在后 8 个 sclk 周期的下降沿输出。注意，第一个数据字节的第一个下降沿发生后，命令字的最后一位被写入命令字节的最后一位被写入。 当 ce 仍为高时。 如果还有额外的 sclk 周期， ds1302 将重新发送数据字节，这使 ds1302 具有连续突发读取能力。word 范文.第三章 app 软件制作.开发软件介绍易安卓，easy for android，简称 e4a，是国内首款中文可视化安卓应用开发工具。e4a 的核心编译

13、器和支持库扩展自谷歌开源的 simple 项目。编程者使用的是中文编程语言，可以在没有 java 编程语言的基础上快速实现一个简单的安卓手机 app 的开发。本app软件的设计,主要实现了手机连接hc-05蓝牙模块,通过三个按键分别控制三个不同颜色的灯的开关 ,通过窗口切换,定时控制灯的开启时间和关闭时间 .在蓝牙连接成功后能够进入主窗口 ,在主窗口有三个控制灯光的按钮 ,小组成员的介绍标签,app 软件的标题.其中按钮定时设置,点击之后能够进入定时设置的界面 ,此界面可以输入灯光定时的开启时间和关闭时间,从而实现对灯光的定时控制.软件整体设计软件的整体设计主要包括设计的思路 ,整体的框架,内

14、容的布局等等 .软件设计思路从实现的功能出发 ,主要包括了蓝牙搜索的显示界面 ,主窗口和时钟窗口 .其中主窗口主要用来显示 app 功能标题,小组成员介绍标签,三个颜色灯光的控制按钮,窗口切换提示标签,定时设置切换窗口按钮等等 .word 范文.登陆的显示界面主要用于显示搜索到的蓝牙设备 ,点击蓝牙设备便可以实现连接设备 .界面有两个按钮 ,分别是搜素设备和停止搜索 ,点击搜索设备 ,即可显示当前发现的蓝牙设备名称,点击蓝牙便可以实现连接 ,如果蓝牙连接成功,便可以进入主窗口界面 ,点击定时设置按钮 ,能够进入定时窗口界面.定时窗口界面主要有标签定时设置 ,输入开关开的定时时间,开关关闭的定时

15、时间,以及保存并发送的按钮 ,如果点击了这个按钮,便可以将输入的时间设置按照规定的协议发送给单片机 ,从而实现单片机的定时控制 .软件的操作流程图如下图 3-1 所示.开始搜索蓝牙设备蓝牙是否连接是否进入主窗口红灯控制按钮绿灯控制按钮蓝灯控制按钮窗口切换按钮红灯开关设置绿灯开关设置蓝灯开关设置定时设置结束图 3-1 软件操作流程图word 范文.软件编程设计软件的编程采用的是中文的编程方法 ,通过模块化编程实现整个 app 的功能调用.其中软件的模块主要分为主窗口,登陆设备窗口,定时窗口.3.3.1 登陆窗口编程设计在登陆设备窗口 ,主要是蓝牙的搜索显示和连接 .其代码如下:事件 按钮_搜索设

16、备.被单击()列表框 1.清空项目()蓝牙 1.搜索设备() 搜索设备弹出提示(正在搜索)结束 事件事件 按钮_停止搜索.被单击()蓝牙 1.停止搜索()结束 事件事件 蓝牙 1.发现设备(设备名称 为 文本型,设备地址为 文本型,是否已配对 为 逻辑型)列表框 1.添加项目(设备名称 & & 设备地址 & & 是否已配对)结束 事件上述代码分别为蓝牙的搜索 ,停止搜索以及蓝牙的正确word 范文.连接.app 的登陆界面如下图 3-2 所示.3-2 登陆界面3.3.2 主窗口代码编程如果 app 成功连接了蓝牙设备,便可以自动进入主窗口界面.主窗口主要有三个灯

17、光控制按钮 ,一个定时设置窗口切换按钮,小组成员显示标签和 app 主题标签.其中按钮的操作是窗口的重点,其代码如下:事件 按钮_开关 1.被单击()开关控制的命令为：ef ee 01 开关控制 00 00 00 00开关控制为 8 个二进制各为 1 为相对应的开关蓝 牙1. 发 送 数 据 ( 十 六 进 制 到 字 节 集(feee010100000000) 发送消息结束 事件事件 按钮_开关 2.被单击()word 范文.蓝 牙1. 发 送 数 据 ( 十 六 进 制 到 字 节 集(feee010200000000) 发送消息结束 事件事件 按钮_开关 3.被单击()蓝 牙1. 发 送

18、 数 据 ( 十 六 进 制 到 字 节 集(feee010400000000) 发送消息结束 事件通过定义三个按钮的发送协议 ,当单片机通过串口接收到数据后,通过对数据的读取,便可以实现三个灯光的控制 .协议的定义见如下编程代码:事件 主窗口.切换完毕()判断设置需重刷新窗口控件如果 读取设置(传保存参数)=1 则保存设置(传保存参数,0)结束 如果判断是否为定时设置保存,如是就发送串口命令如果 读取设置(传保存参数)=2 则定时数据发送命令为 ef ee 03 状态 开时 开分关时 关分蓝牙 1.发送数据(十六进制到字节集 (feee03 &读取设置(定时使能) & 读取设

19、置(定时开时) & 读取设置(定时开分) & 读取设置(定时关时) & 读取设置(定word 范文.时关分) 发送消息保存设置(传保存参数,0)结束 如果结束 事件主窗口的界面设计如下图 3-3 所示.图 3-3 主窗口界面如果点击了定时设置的按钮 ,便可以进入开关定时设置按钮,窗口的切换代码如下所示.事件 按钮_定时设置.被单击()变量 临时文本 为 文本型临时文本=字节集到十六进制(串口数据组合)由于没有全局参数,所以在这增加保存设置保存设置(定时使能,取文本中间(临时文本,14,2)保存设置(定时开时,取文本中间(临时文本,16,2)word 范文.保存设置(定时

20、开分,取文本中间(临时文本,18,2)保存设置(定时关时,取文本中间(临时文本,20,2)保存设置(定时关分,取文本中间(临时文本,22,2)如果 读取窗口(窗口 2)=空 则保存窗口(窗口 2,创建 窗口 2)结束 如果切换窗口(读取窗口(窗口 2)结束 事件如果点击定时按钮之后 ,便可以切换至开关定时设置窗口,窗口的设计如下图 3-4 所示:图 3-4 定时开关设置界面如上图所示 ,当需要输入开启时间和关闭时间的时候 ,便会调用系统的数字输入 ,从而能够输入开关的开启时间和关闭时间.实现开关的定时操作.word 范文.软件测试软件的调试通过软件的编译,如果编译成功,便会生成apk文件,从而能够在手机端安装 .通过连接蓝牙,用串口