1、第17章 基于蓝牙技术的智能家居系统单片机原理及应用系统设计本章主要内容项目研究背景及意义系统软件设计系统硬件设计 系统设计方案论证系统的组装与调试p17.1 项目研究背景及意义项目研究背景及意义p17.2 系统设计方案论证系统设计方案论证p17.3 系统硬件设计系统硬件设计p17.4 系统软件系统软件设计设计p17.5 系统的组装与调试系统的组装与调试17.1 项目研究背景及意义项目研究背景及意义1.项目研究的背景项目研究的背景随着人们生活条件的逐步提高，电视、冰箱、空调、洗衣机等诸多家用电器已经进入了千家万户，家用电器种类的不断增多，较早的家庭住宅设计对家用电器开关的预留相对较少，这就出现
2、了要通过增加很多电源插板的方式才能满足多种家用电器同时接入的需求。但是，采用外接电源插板的方式不仅存在一定的安全隐患，而且经常插拔电源插头也极不方便，因而传统的机械式开关必将被新的科技产品所取代。目前国内大部分家用电器开关仍旧是传统的机械式按键开关，原因是传统式的电器开关开发周期短，制作成本低，方案成熟，因而在很长一段时间内，国内市场上都是传统开关占据着主要的市场份额。17.1 项目研究背景及意义项目研究背景及意义然而，随着人们生活条件的逐步提高，家用电器的价格不断降低，使得大部分家庭都能够负担的起这些家电的使用，但是当人们把一个个新的家电从市场搬到家后会发现一个新的问题，就是室内电源开关有限
3、，必需外接电源插板方可使用，这使得家用电器使用的便利性大打折扣，重新装修布线又会带来很大的金钱投入，正因为如此，最近几年来很多公司已经开始投入研发团队开发综合性、智能化、便捷性、无线遥控家电开关的设计，智能化家电开关与传统的开关有着本质上的区别，智能化家电开关采用继电器控制，完全脱离了实际的传统开关，继电器开关的存在已经有了很长一段时间了，在很多遥控家电开关中已经得到了普及和应用。现在市场上传统的遥控家电开关已经不能满足人们的对家电控制的要求了，传统的遥控器具有单一性，每种遥控器只能控制一种家用电器，随着家用电器的逐步增加，使得众多的遥控器很难去分辨，因而综合性、多用途的遥控器将是为了发展的方
4、向。在国外，20世纪末无线遥控开关系统以及得到推广和应用，比国内开发早了近20年，美国最早的蓝牙遥控开关并未用在家用电器上，而是用在工业的计算机上，大家熟知的笔记本电脑的蓝牙文件上传功能，蓝牙无线打印功能这些都是早期的典型蓝牙传输的应用。进入二十一世纪以来，蓝牙技术已经被众多的手机厂商所应用，正是由于手机蓝牙的应用，使蓝牙技术由传统的工业应用发展到了日常应用，各种手机蓝牙控制设备也逐步被开发和推广应用。17.1 项目研究背景及意义项目研究背景及意义微电子技术、自动控制技术与通信技术的发展将人类社会带入了一个电子信息世界，各种电子控制系统应用于生活的每一个角落。其中居住环境的智能化、人性化已经越
5、来越受到青睐，电子科技的发展已经极大的便利了人们的生活，基于单片机与移动通信技术的蓝牙无线家电开关控制系统已经逐步在高端住宅场合得到了推广和应用并取得了一致的好评。2.项目研究的意义项目研究的意义随着人们生活水平的提高，越来越多的家用电器被放置到自己的居住空间里面，家电的应用使人们生活水平得到了很大的提高，但是家电占用了较多的居住空间的同时，也为操作带了了一定的麻烦，或许读者还在找遥控器的时候，住在高端住宅的人们已经在用自己的智能手机来随意的开启的家电了。采用智能手机进行家电的控制具有划时代的进步，因为手机蓝牙遥控的方式不再受到遥控器型号的限制，传统的家用电器开关需要匹配的遥控器才能进行有效的
6、操作，当有了手机蓝牙遥控技术，所有的家电遥控器都可以扔到一边了，手机蓝牙遥控不仅节约了给遥控器更换电池所耗费的成本和时间，同时也使操作的便利性得到很大的提高。综合蓝牙家电开关系统的各个设计层面和功能要求，本项目利用STC15单片机技术、自动控制技术，手机蓝牙通信技术设计了一套以单片机为基础的无线家电开关控制和环境监控系统。本系统主要包括电源管理部分，单片机控制模块，液晶显示模块，HC-08蓝牙4.0通信模块，自动控制模块五大部分组成。本设计结构简单、工作可靠、价格低廉，控制灵活，应用性比较强。因此，不仅在市场推广上有显著的实际意义，在学术研究上也有一定的教学与教育意义。本设计采用STC15F2
7、K60S2单片机为主控芯片，结合HC-08蓝牙模块，通过软件编程结合硬件实物来完成一款无线家电开关控制和环境监控系统的设计与制作。此蓝牙遥控家电开关和环境监控系统主要电路模块包括：单片机最小系统、HC-08蓝牙模块、液晶LCD12864显示电路、电源系统电路、继电器开关电路。元器件包括：STC15F2K60S2单片机、HC-08工业级4.0蓝牙模块、液晶显示屏采用中文液晶LCD12864、家用电器开关采用DC-5V松乐继电器开关、DHT11温湿度传感器、HCSR501人体红外感应模块、蜂鸣器、MQ-2烟雾气敏传感器、雨水感应模块。3.系统功能系统功能本设计主要任务和要求：（1）系统接收到手机蓝
8、牙发送的指令后能够正确的对指令解析；（2）家电开关开启和关闭要有输出指示灯提示，通过继电器控制的灯的亮灭来模拟对应电器的开启和关闭；（3）系统具备液晶显示界面，用来显示所控制家电的开启和关闭状态；（4）系统需要设计完成4路家电开关的开启与关闭控制，相互之间不能有干扰；（5）DHT11把检测到的数据送单片机处理，并把温湿度数据送显示屏LCD12864显示和在手机上显示，并报警；（6）HCSR501检测人体红外辐射，一但接近家庭安全敏感区会报警并在手机上显示；（7）MQ-2烟雾气敏传感器实时监控家庭中可燃气体是否泄漏，若泄漏则蜂鸣器报警并在手机上显示，同时打开门窗；（8）雨水感应模块实时监控天气情
9、况，若下雨控制系统会自动关闭门窗。经过大量查阅相关资料，本文选择以下三种设计方案进行分析和比较，然后进行相应方案的论证和可行性分析，最终选择一个可行性较高的方案作为系统最终的设计方案来进行设计。方案一：采用NRF24L01无线射频方式进行遥控控制，采用此方案进行设计的硬件框图如图17-1所示。1.系统设计方案比较系统设计方案比较图17-1方案一系统框图图17-1为所选设计方案一的硬件设计框图，采用此方案进行设计具有设计成本低廉，开发难度低等优点，便于推广和应用；不足之处是发射终端同样需要单片机进行控制，远程控制需要随时随地携带控制设备，操作不便，同时由于没有相应的密码设置，容易被附近同样频段的
10、遥控设备误操作。图17-1方案一系统框图方案二：图16-2为所选设计方案二的硬件设计框图，采用此方案进行设计具有操作灵活，不用携带额外控制器即可远程控制，同时控制不受距离限制的优点；不足之处是开发难度大，设计成本相对较高，通过手机短信进行控制需要缴纳一定的通信费用，在一些低端的住宅场合推广具有一定的难度。图17-2方案二系统框图方案三：采用手机蓝牙终端进行遥控控制，系统通过手机蓝牙实现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16-3所示。图17-3方案三系统框图图16-3为所选设计方案三的硬件设计框图，采用此方案进行设计具有控制方便灵活，不用额外携带控制设备即可实现家用电
11、器的开启关闭的操作，同时蓝牙遥控具有密码匹配在操作安全性上有很好的保证。通过以上三种方案的比较和分析论证，在当今人们追求生活便利作为主要目的的环境下，方案一虽然成本相对低廉，但是由于受制于安全性和操作的便利性，决定了以此方案为基础的设计不能很好的得到市场的认可，因而在三种设计方案进行对比后，首先排除了方案一。方案二和方案三是目前家电开关无线控制系统最好的两种方案，两种方案各有千秋，方案三相比方案二开发难度低，开发周期短，推广相对容易，方案二由于需要借助于移动通信网络进行远程控制，因而需要收取一定的通信资费，同时一单手机停机会造成无法遥控控制的情况。鉴于以上三种方案的对比，本文最终选择方案三作为
12、整个系统的设计方案。2.系统设计方案选择系统设计方案选择1.电源管理系统设计电源管理系统设计系统电源设计是整个设计开始前，首先要解决的问题，一个电源设计的好坏直接决定整个设计的成败，一个系统电源的设计不仅要考虑系统的电压是否达到系统的要求，还要考虑系统电源的功耗问题，如果电源输出带载能力不足，会造成系统工作不稳的情况出现，同时电源设计还要考虑到滤波和散热问题。1.电源管理系统方案选择结合所学电路基础知识，通过查找相关资料和可行性论证，系统电源电路可通过以下方案来实现系统对电源性能要求的指标，各方案介绍如下所述。方案一：直接采用干电池供电，目前市场上干电池多为单节1.5V，如果要满足单片机对工作
13、电压的要求，需要3-4节干电池串联后给系统来供电，采用干电池供电优点是：体积小移动方便，当电池电量不足时候容易更换，不足之处是续航能力较差，电量较低的时候会出现功耗不足，造成系统工作不稳定的情况出现。因此，采用干电池给系统供电不是一个完美的设计方案。方案二：采用电脑USB接口给系统供电，由于电脑USB接口输出电压为直流5V电压，可以满足单片机对工作电压的要求，同时程序调试需要采用电脑软件编程下载，采用USB给系统供电也较为方便，USB供电外围电路相对简单，设计成本较低，不足之处是USB端口驱动能力较弱，如果设备扩展功能较多的话，USB输出的电流将达不到系统对功耗的要求，采用USB作为整个系统的
14、电源输出不利于系统后期功能的扩展。方案三：采用开关电源给系统供电，开关电源效率高，功耗足，完全可以满足系统对电源功耗的要求，不足之处是开关电源电路设计较为复杂，设计成本较高，由于MOS管处于高频工作状态下，系统高频干扰较难处理，高频干扰容易对单片机造成干扰，同时开关电源散热较难处理。方案四：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-08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稳压芯片
15、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-08蓝牙模块供电。17.3 系统硬件设计系统硬件设计鉴于以上4种电源管理方案的综合比较，系统采用方案四作为整个系统的电源管理方案设计。系统电源管理系统电路主要包括5V稳压输出电路，5V转3.3V稳压电路，电源滤波电路和电源输出指示电路。系统9V转直流5V电压部分电路如图16-4所示，5V转3.3V稳压电路如图16-5所示。图17-4 系统电源管理电路图17-4为系统5V输出电压管理电路，其中J1为DC005电源输入接口，用于链接DC9V直流电源，SW为系统电源开关，用于控制整个系统的电源的
16、开启与关闭，C0为电解电容，一般取值在220uf到680uf之间，此 电解电容是用于滤除电源线上存在的高频干扰，U1为三端稳压芯片LM7805，LM7805输入电压范围在7-16V情况下，稳定输出直流5V电压，输出稳定度在5V正负0.05mv的波动内变化，能够很好的保证单片机系统电压的稳定性，电容C1和C2分别用于滤除输出电压上存下的低频干扰和高频干扰，LED为电源指示灯，当系统电源输出正常的情况下LED灯点亮，电阻R1为1K阻值的限流电阻，保证LED在允许的工作电流下工作，避免LED被电流过高造成的损坏。图17-5为系统5V转3.3V电源管理电路，VCC为5V电压输入，C1为滤波电容，U5为
17、RT9193-3.3V稳压芯片，U5的第5脚为3.3V电压输出，C13和C14为输出电压滤波电容，分别用于滤除高频和低频干扰，C12为LDO电源芯片的启动电容。图17-5 系统电源管理电路2.蓝牙通信系统设计 1.HC-08蓝牙模块简介采用HC-08蓝牙模块，HC-08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，使用方便连接灵活具有较高的性价比，同时HC-08为工业级产品，性能稳定、可靠性较高。此外该模块为针对蓝牙低功耗、低成本的片上系统（SOC）应用模块。该模块内含一个R
18、F收发器和一个工业级8051内核，适用于低功耗需求应用系统中，符合全球无线电频率法规的无线系统，包括：ETSI EN 300 328 和EN 300 440 Class 2（欧洲），FCC CFR47 Part 15（美国）和ARIB STD-T66（日本），拥有精确的数字接收信号强度指示器（RSSI），较宽供电电压压范围（2V-3.6V）。2.蓝牙通信电路设计系统蓝牙通信电路采用HC-08块作为核心，加以外围电路完成系统蓝牙通信电路的设计，蓝牙部分电路设计如图17-6所示。图17-6所示，BLE-CC41-A 蓝牙模块同时支持软/硬件设置主从模式，具体方法如下：引脚27：软/硬件主从设置口：
19、置低(或悬空)为硬件设置主从模式，置 3.3V 高电平为软件设置主从模式；如选择硬件设置主从模式，可通过28脚进行设置；如果选择软件设置主从模式，可以通过 AT 命令查询和设置，具体方法参考BLE-CC41-A蓝牙模块AT指令集。引脚28：硬件主从设置口。3.3V高电平设置主模式，接地或悬空设置从模式。P1_3为输入管脚，短按控制，可以实现以下功能：（1）模块处于休眠状态时：模块将被唤醒至正常状态,成功唤醒后，串口将会输出“+WAKErnOKrn”字符串。图17-6 HC-08通信模块电路图（2）模块处于连接状态时：模块会主动发起断开连接请求。蓝牙模块电路设计焊接好后，为了保证模块能够正常使用
20、，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-08模块通过USB转TTL模块连接到电脑串口，连接方式如图17-7所示。图17-7 蓝牙模块与TTL模块接线方式图HC-08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17-8所示。图17-8 蓝牙模块测试界面图 3.蓝牙模块与手机蓝牙之间的设置与匹配HC-08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
21、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17-9所示。图17-9 蓝牙配对操作演示过程图(a)(b)(c)(d)1.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。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
22、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控制器，具体型号选择宏晶科技的STC15F2K60S2单片机。3 3 单片机最小系统设计单片机最小系统设计2.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STC15F2K60S2单片机、晶振电路、复位电路组成，此部分电路图如图17-10所示。图17-10 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。STC15F2K6S2单片机有一个内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和 XTAL
23、2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，至于电容值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30pFl0pF。STC15F2K6S2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
24、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17-103-1所示，其中 S1S2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10K的电阻R2放充电，RST引脚的电平变为低电平，复位停止。3.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
25、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。系统家电控制电路采用4路继电器控制实现，4路继电器分别控制大门、窗户、冰箱、空调的开关。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17-11所示。4 4 家电控制电路设计家电控制电路设计图17-11 系统家电控制电路图如图17-11所示，P14P17分
26、别接到单片机的IO口上，当单片机输出低电平的时候继电器吸合，外部接家电的开关吸合接通，家电启动工作；当单片机输出高电平的时候三极管断开，继电器外部开关断开，外接的家电停止工作。考虑到实际的可操作性，以及能够直观的分辨出继电器开关的接通和断开，外部家电采用LED灯的亮灭来替代，当对应家电的LED灯点亮代表对应家电电源接通，家电处于工作状态，当对应的LED灯熄灭代表对应的家电电源开关断开，家电停止工作。图17-11 系统家电控制电路图1.显示方案一：数码管显示数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一
27、个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。采用数码管显示效果亮度高、显示清晰、使用电压低、寿命长、价格低廉等诸多特点，不足是信息显示内容有限，当显示内容为字符时显示效果不如字符型液显示器。5 5 系统显示电路设计系统
28、显示电路设计2.显示方案二：LCD液晶显示 采用点阵字符型 LCD 液晶显示，液晶显示模块具有体积小、功耗低显示内容丰富等特点，现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件，但采用LCD液晶显示会造成设计成本增加。综合方案一与方案二的优缺点，考虑到为了提高显示效果，系统最终采用方案二做系统的显示器件，系统选用LCD12864作为显示部分。LCD12864液晶显示电路如图17-12所示。图17-12 系统显示器件电路图MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增
29、大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。烟雾传感器如图17-13所示。6 6 气敏传感器电路设计气敏传感器电路设计图17-13 气敏传感器电路图DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、
30、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便，DHT11数字温湿度传感器如图17-14所示。7 温湿度传感器电路设计温湿度传感器电路设计图17-14 DHT11数字温湿度传感器原理图HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式；该模块具有全
31、自动感应功能：人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。HC-SR501人体感应模块电路原理图如图16-16所示。8 人体感应模块电路设计人体感应模块电路设计图17-16 HC-SR501人体感应模块电路原理图雨水感应模块，工作电压5v，感应板上没雨水时，输出高电平，LED指示灯亮，当有雨水滴在感应板上时，输出低电平，LED指示灯灭。TTL电平输出，TTL电平输出低电平有效，驱动能力在100MA左右，可直接驱动继电器，蜂鸣器，小风扇，灯等；雨水感应模块原理图如图17-16所示。9 雨水感应模块电路设计雨水感应模块电路设计图17-16 雨水感应模块原理图1 系
32、统主程序流程图系统主程序流程图 系统主程序主要包括系统的初始化、蓝牙串口通信、开关状态的显示以及信号的输出控制等，系统主程序流程图如图17-17所示。17.4 系统软件设计 图17-17 系统主程序流程图 17.4.1 系统主程序流程图 系统主程序流程如图17-17所示，当系统上电后首先完成各个组件的初始化，一个系统的初始化是程序运行必不可少的环节，系统初始化部分主要包括：单片机初始化、液晶显示才初始化、蓝牙串口模块初始化、控制信号电平的初始化等；初始化完成以后系统首先要启动蓝牙串口通信模块，保证蓝牙模块和手机蓝牙控制终端完成匹配。单片机通过串口通信的方式实现和蓝牙模块的通信，单片机对蓝牙模块
33、接收到的指令进行解析然后输出控制指令到继电器开关，从而实现对家电开关的控制；LCD液晶对4路家电开关的开启和关闭状态进行显示，便于直观的测试。传感器模块在上电初始化后，检测各种相关数据后送单片机处理后，当超过相关设定参数时，会报警并向手机发送提示信息，传感器模块子程序如图17-18所示。2 2.传感器模块程序传感器模块程序图17-18 传感器子程序流程图 温湿度传感器检测温湿度送显示屏显示；当有人接近家庭中敏感安全区时，人体红外感应模块会检测到，并发出信号报警；当家庭中有可燃气体泄漏时，气敏传感器会报警同时向手机发出警报，系统打开窗户透气；雨水感应模块，感应天气是否下雨，若感应到雨水，窗户会自
34、动关闭。部测试使用，用户必须填0。3 3.系统蓝牙通信模块子程序系统蓝牙通信模块子程序 系统蓝牙通信模块子程序主要完成手机蓝牙指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个系统软件设计成功与否的关键所在。图17-19为系统蓝牙通信子程序流程图。图17-19 系统蓝牙通信子程序流程图3 3 系统蓝牙通信模块子程序系统蓝牙通信模块子程序17.5 系统的组装与调试1 系统的组装与焊接注意事项系统的组装与焊接注意事项 1.元件在安装时，应注意的事项如下：（1）为避免因元器件发热而减弱铜箔对基板的附着力，并防止元器件的裸露铜盘与导线短路，安装时元器件之间间距要保持12mm。（2）装配时，
35、应该先安装那些需要机械固定元器件，在此装置中如稳压管、中心芯片插座。（3）各种元器件的安装,应该使它们的标记用色码或字符标注的数值,精度等朝上面或易于是辨认的方向，并注意标记的读书方向一致从左到右或从上到下。2.元件在焊接时，应注意以下几个方面：（1）在元器件焊接之前应该先用纱布将元器件的引脚打磨一遍，这样可以将元件引脚氧化的部分去除掉，以便于焊接；17.5 系统的组装与调试 （2）在焊接过程中还要注意焊锡的量要得当，过多可能造成电路短路，过少有可能造成虚焊；（3）元器件焊完后，给发热量大的元器件装上散热片，这用有利于散热增加系统的稳定；（4）最后可以在板子的四个角上安装四个铜柱，一方面可以增
36、加整个结构的美观，另一方面也可以使避免电路板放在导电体上发生短路的危险。2 2 系统的调试与问题解决方法系统的调试与问题解决方法 电路板实物做完以后，接下来的工作就是调试，这是理论指导实践最重要的一步，调试工作需要很好的耐心，一个系统的调试需要软硬件结合调试。系统的实物图如图17-20所示。17.5 系统的组装与调试图17-20 系统实物图本项目在软硬件结合调试的过程中应注意以下问题：（1）首先不要插芯片，要先测量一下各点的电压，尤其是单片机工作电压和蓝牙模块电路工作电压，在保证模块工作电压正常的前提下再安插芯片，不然会烧坏芯片或者模块造成不可挽回的损失。（2）测试过程中，若发现液晶屏幕不亮，
37、需要经检查液晶背光调节是否接上，一般需要接上液晶背光。17.5 系统的组装与调试 （4）系统正常工作之前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。（5）做稳压电源模块时，若发现稳压电源模块接入电路时不能正常工作，且用电压表测量稳压模块端口的输出电压也正常。此时，需要将稳压模块的接地线和单片机电源端的接地线连接在一起，才能使系统正常工作。（6）有源蜂鸣器的接地端应与接单片机的接地端相连接，正极接单片机几乎所有端子，在端子置高电平时，蜂鸣器都不响。因为单片机除P0口具有较大的拉电流外，其它端口都有一定的上拉电阻，输出的电流较弱，不足以驱动蜂鸣器。解决方法：将蜂鸣器的负极接单片机的引脚，正极接电源，用低电平触发蜂鸣器。（7）若在作品测试过程中，出现单片机掉电重启的现象，其原因是：单片机输出电流有限，整个装置由于电流不够，而不能正常工作。解决方法：外加6节干电池，再接5V的稳压模块，可顺利解决器件的供电问题。谢谢！让我们一起努力学好单片机！谢谢！让我们一起努力学好单片机！
