基于手机蓝牙控制的LED灯的设计

1、基于手机蓝牙控制的led灯的设计 1.引言 随着，2012年10月30日飞利浦在applestore出售最新的高科技hue系列灯，并且只会交由苹果出售。hue系列将是彻低可有自定义的，并且通过一个灯泡内红蓝绿三原色的led可以混合出1600万种色彩的灯光。囫囵过程彻低由iphone上的app来举行控制。从而引发了智能灯控进展的新思量，国内相关人士也纷纷举行讨论。考虑到hue是采纳wifi无线控制，而国内wifi并未普及，本讨论采纳更普遍的技术，采纳手机蓝牙与通信产生可调占空比波信号控制led驱动实现led的调光和diy调色。2.脉冲宽制(pwm)调光技术pwm调光是一种利用容易的数字脉冲，反复

2、开关led驱动器的调光技术。应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可容易地实现转变输出，从而调整led的亮度。pwm调光的优点在于调光范围大，只要带宽足够，任何模拟值都可以用法pwm举行编码，pwm调光可以在精确控制led的亮度的同时，也保证led发光的色度。2.1 脉冲宽制(pwm)调光原理利用人眼睛视觉惰性，按固定频率操作占空比实现led亮度调整，只要调光比即pwm波频率大于200hz人眼就不会感觉到led的闪耀。详细调光实现，通过控制led的亮灭时光，从而控制led亮度，从电力学来看就是控制一定周期内电流的有效值。这种办法在转变电流有效值大小的同时不转变和电流的大小，这样就保证

3、了led的发光色度，这是模拟调光和调光无法实现的。2.2 占空比占空比是指高电平在一个周期之内所占的时光比率。方波的占空比为50%,占空比为0.5,解释正电平所占时光为0.5个周期。ts为脉冲周期tw为脉冲宽度占空比=tw/ts×100。占空比的说明可以归纳为如下几种：1)在一串抱负的脉冲序列中(如方波)，正脉冲的持续时光与脉冲总周期的比值。2)在一段延续工作时光内脉冲占用的时光与总时光的比值。3)在周期型的现象中，现象发生的时光与总时光的比。也就是电路释放能量的有效时光与总释放时光的比。2.3 调光比调光比则是按下面的办法计算：foper=工作频率fpwm=调光频率调光比率=fop

4、er/fpwm其实也就是调光的最低有效占空比，比如foper=100khz;fpwm=200hz,则调光比为：100k/200=500。3.蓝牙模块组成3.1 蓝牙技术基础蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司，蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线衔接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特殊衔接。手机之间通过蓝牙实现数据分享已成为常理，将手机变身为遥控器为人们的生活带来无限便利。蓝牙技术由三部分组成，包括蓝牙技术、蓝牙协议栈和蓝牙互操作性。3.1.1 蓝牙无线电技术蓝牙无线电工作在全球通用的2.4ghzism(即工业、科学、医学)频段，支持全双工传输，用法ieee

5、802.15协议。蓝牙设备即连即用，抗干扰能力强、用法便利23.1.2 蓝牙协议栈蓝牙协议栈包含一个软件栈和一个硬件栈。蓝牙硬件协议栈由蓝牙硬件提供，蓝牙软件协议栈由软件实现。蓝牙软件协议栈提供java蓝牙api给程序开放人员用法。3.1.3 蓝牙互操作性蓝牙互操作性包括三方面内容：通用拜访profile定义了设备管理功能性;服务发觉应用profiles定义了服务发觉方面的内容;串口profiles定义了互操作设备和模拟串口电缆的能力3.2 hc-o6蓝牙模块。bc04外置8m flash,带edr模块hc-06为民用级，兼容hc-04工业级。其中，hc-06模块的tx管脚跟stc15f204

6、ea单片机的p3.0管脚相接，rx管脚跟p3.1接。hc-06模块接收手机端发来的数据，然后在通过串口tr,tx管脚与单片机通信。蓝牙2.0带edr,2mbps-3mbps调制度，内置2.4ghz天线，外置8mbit flash,低电压3.3v工作(3.1v4.2v)配对时3040ma波动，配对完毕通信8ma,可选pio控制标准hci端口(uart or )，数字2.4ghz无线收放射， bc04蓝牙芯片技术，自适应跳频技术，蓝牙class 2功率级别，工作温度为-25至+75,协波干扰为2.4mhz,放射功率3dbm,有效控制距离为10m。4.手机app设计4.1 蓝牙衔接相关程序设计首先，

7、初始化本地蓝牙设备，建立localdevice类，包括取得本地设备实例、蓝牙名称、设置发觉模式、获得发觉代理。创建public int bts_init()类函数，实现蓝牙初始化推断，寻觅默认蓝牙设备，打开蓝牙。启动蓝牙设备搜寻，创建public voidbts_startscan()类函数，开头寻觅从机蓝牙设备，注册搜索函数，创建public int bts_connecttodevice(string deviceaddress)类函数，实现衔接到一个指定的蓝牙设备。创建public int bts_senddates(stringbuffer)类函数实现字符串发送到已衔接好的蓝牙设备上，

8、创建public int bts_finish()类函数结束蓝牙通信，最后创建接收action_found广播的broadcastreceiver privatefinal broadcastreceiver mreceiver=newbroadcastreceiver()。4.2 控制信号相关程序设计首先创建一个用于控制信号的类publicclass pwmcontrolactivity extends activity,里面包含创建界面的类函数public voidoncreate(bundlesavedin stan cestate),发送控制信号类函数public void onsto

9、p trackingtouch(seekbar seekbar)。创建类class initthread extends thread,实现资源加载线程，里面创建用于四路信号之间转换的public initthread(pwmcontrolactivity act)类函数，实现与蓝牙程序接口的public void run()线程体，用于软件退出的类函数public booleanonkeydown(int keyco de,keyevent event)。5.单片机控制信号设计5.1 硬件电路设计系统框图1所示，本硬件电路采纳stc15f204ea单片机为主控器，ch-06蓝牙模块的txd与

10、单片机11管脚p3.0衔接，rxd与p3.1相连，实现蓝牙串口通信衔接，从p1.0,p1.1,p1.2,p1.3四个口输出四路可调占空比的pwm信号，采纳一个l298芯片将单片机控制信号和led电源驱动隔离，避开了单片机带负载能力弱的缺点，以实现驱动大功率led。图1 系统框图5.2 程序设计主函数流程图2所示，定义完相关变量和相关函数声明后，设计串口通信函数，设置定时器1中断，中断函数为占空比控制函数，然后设计数据接收函数，当串口服务函数接收到数据时，将数据发送到数据接收函数，然后将接受到的字符数据通过字符转型函数举行字符的转型，然后通过标记icommdtype推断控制哪一路信号，当无标记信

11、号来时，向来循环检查，检查到相应的标记信号，然后执行占空比调整函数蓝牙模块与单片机之间的通信用法模拟串口实现的，串口为标准配置：波特率9600,编写一个串口初始化函数void uart_init()，初始化相关标记，和寄存器，然后编写中断接收函数void tm0()interrupt 1 using 1,接收串口发来的数据。设定定时器1中断并编写中断服务函数void tm1()interrupt 3 using1,实现p w m的占空比控制。编写数据接收函数char getuartdata()，将中断接收函数里接收到的数据发送这里，等待接收数据函数void waitforchars(unsigned charicount,char *dest)通过调用数据接收函数char getuartdata()，将手机发送来的数据装载到定义好的变量数组，然后通过字符转型函数unsigned int getcmdtype(char*commd)，将字符型数据转成数字，通过标记推断，要控制哪一路pwm波，然后将相应的数据传到控制占空比的中断服务函数，转变其占空比的输出。图2