单片机的蓝牙遥控测温车的设计
【】随着科学技术的发展，单片机控制的智能化系统正逐渐改变着我们的生活，大到航天科技小到我们的衣食住行，随处可见单片机的身影。本设计将采用51内核的单片机作为主控芯片，加上外围电路辅助完成对测温小车的控制设计。蓝牙测温车设计主要以STC89C52RC单片机、HC-06蓝牙适配模块、DS18B20温度传感器和基于安卓系统手机上的蓝牙控制软件等作为主要部分。采用单片机C语言编写主芯片的控制程序，编程模块化结构便于移植和更改。硬件采用AD软件制作原理图。
目 录
一 引言 3
1.1 选题背景 3
1.2 研究内容 3
1.3 研究意义 4
二 硬件选型及硬件电路设计 4
2.1 单片机的核心 5
2.2 电源电路设计 6
2.3 温度传感器DS18B20硬件电路设计 7
2.4 LCD1602液晶显示硬件电路设计 8
2.5 小车控制电路设计 9
2.6 蓝牙串口模块电路设计 11
三 系统程序设计 12
3.1 编程语言与软件环境 12
3.1.1编程语言的选择 12
3.1.2编程环境的介绍 13
3.2 主程序流程图 13
3.3 温度采集及显示程序设计 14
3.4 小车驱动程序设计 15
3.5 液晶显示的程序设计 16
3.6 蓝牙遥控的程序设计 17
四 系统调试结果 18
4.1 硬件安装 18
4.2软件调试 19
4.3 APP设置 19
五 总结与展望 19
5.1全文总结 19
5.2工作展望 20
谢 辞 21
参考文献 22
附录一 原理图 24
附录二 元件列表 25
附录三 程序源代码 26
一 引言
1.1 选题背景
伴随着工业自动化程度的提高以及工业上无人工作环境的增多，我们对工业设备的精密度和安全性的要求越来越多。实时性的现场环境监
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
控就让我们对设备工作环境以及工作状态有了更多更细致的掌握，由此人们对自动检测的方式和准确度提出了更高的要求。传感器的无线传输网络实现了人们与现实世界的远程交互能力，且无线传输网络具有投入成本低、功耗低、便于分布式管理，将被广泛应用于军事、医疗、工业等领域，被称为未来全球三大高科技产业之一，对环境监测技术的提高起到至关重要的作用。
近年来随着单片机、ARM的飞速发展，应用式蓝牙遥控测温车逐渐出现在人们的视野中。本系统以检测完成温度、蓝牙实时传送为背景，设计一种使用简单、低功耗传输距离相对较远，传输速度快的蓝牙无线监测系统。针对温度传感器DS18B20的更新问题，采用一种新的软、硬件设计方法，极大地降低人工维护费用，方便非技术人员操作。本题目主要完成系统的总体设计，并重点完成系统各单元硬件电路的设计任务。
1.2 研究内容
对于蓝牙遥控测温小车的设计和温度采集显示要求，本设计采用了STC89C52系列单片机和HC06蓝牙模块作为主要的控制芯片和通讯模块。整个设计将大致分为以下几个模块：①现场温度采集模块②温度集中显示模块③蓝牙控制小车运行模块。现场温度采集模块主要负责现场温度的实时采集；温度集中显示模块负责将现场采集模块采集到的温度值实时显示到LCD上。
本设计主要达到以下几个方面的要求：
1）研究温度传感器与单片机的接口及通信方式，HC06蓝牙模块的UART通讯和蓝牙的工作原理；
2）设计温度显示模块电路，采用LCD屏幕显示当前的温度值；
3）采用电机控制小车的运行并能通过蓝牙通讯控制小车的前进后退，并完成所有模块的电路及程序设计。
1.3 研究意义
部分工业现场对温度采集的时效性要求比较高，需要对现场的温度进行实时的采集和监控。并在温度超过限定的范围后进行声光报警。大型的温度采集系统中可以覆盖很大的生产区范围，各个温度节点的数据采用无线的传输方式传输到一个终端点，工作人员可以在该处实时的检测各个点的温度，这种方式可以解决大型区域的温度监控，但是投入较大且节点较多故障率也随之增加；对于小型区域温度的检测可以采用较先进的蓝牙遥控测温小车，可以预先设定小车的行驶路线，小车的车载温度传感器可以检测路径上的点的温度，该方式较为灵活且具有投入小、便携等优点；
二 硬件选型及硬件电路设计
综合所选的硬件，在设计硬件电路时主要考虑以下几点：
（1）硬件的电路设计应该多采用典型的电路，这些电路比较成熟，使用起来方便可靠，并且可以节省不少时间。
（2）本控制系统在调试时需要驱动一路或者两路电机，考虑到微处理器的驱动能力，在硬件电路上引出了必要驱动电路，驱动电路驱动的电机容易引入电磁干扰导致系统运行不稳定，需要考虑加入合适的隔离。
（3）在进行设计时要综合考虑软件和硬件的问题，在设计时有些功能既能通过硬件电路实现又能通过软件编程达到要求。用硬件去实现时可能会增加电路板的尺寸或者增加电路设计的难度，但是在用软件方法实现时却占用了CPU的资源。综上所述，我们在做设计时要综合分析，尽量选用比较合理的方式去实现系统的功能。
（4）在硬件设计时应该考虑使用必要的抗干扰措施。供电电源一定要安全可靠，防止波动的电压产生不必要的干扰。
2.1 单片机的核心
作为系统运行的核心控制芯片，微控制芯片的选择对整个系统的性能起着非常重要的作用。本系统的设计可选的单片机种类有很多诸如51系列单片机、PIC系列、AVR系列等8位单片机、数字信号处理器（DSP）、32位STM32芯片和ARM芯片。
由于本设计对芯片要求不是很高，再综合以上所述，本系统最终选用STC89C52RC作为核心芯片。STC89C52RC是一种带8KB可系统编程的Flash内部程序存储器，512KB内部数据存储空间，32 位可编程I/O 口线，看门狗定时器，3个定时器/计数器，4个外部中断，全双工串行口[1]。并且它性能稳定，开发技术成熟，价格低廉，对于本系统而言，STC89C52RC芯片可以满足设计要求。
STC89C52主要特性
(1) 兼容MCS51指令系统；
(2) 8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM；
(3) 32个双向I/O口；
(4) 256x8bit内部RAM；
(5) 3个16位可编程定时/计数器中断；
(6) 时钟频率024MHz；
(7) 2个串行中断，可编程UART串行通道；
(8) 2个外部中断源，共8个中断源；
(9) 2个读写中断口线，3级加密位；
(10) 低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能；
(11) 有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求。
通过上述介绍可见STC89C52单片机具有性能稳定、应用广泛、下载方便等优点。并且该芯片的具有的功能完全满足我们的要求，并且开发费用低，该芯片可通过串口下载程序省去了购买程序烧录器的费用。经过认真分析比较选择STC89C52单片机芯片作为我们的主控芯片；
目 录
一 引言 3
1.1 选题背景 3
1.2 研究内容 3
1.3 研究意义 4
二 硬件选型及硬件电路设计 4
2.1 单片机的核心 5
2.2 电源电路设计 6
2.3 温度传感器DS18B20硬件电路设计 7
2.4 LCD1602液晶显示硬件电路设计 8
2.5 小车控制电路设计 9
2.6 蓝牙串口模块电路设计 11
三 系统程序设计 12
3.1 编程语言与软件环境 12
3.1.1编程语言的选择 12
3.1.2编程环境的介绍 13
3.2 主程序流程图 13
3.3 温度采集及显示程序设计 14
3.4 小车驱动程序设计 15
3.5 液晶显示的程序设计 16
3.6 蓝牙遥控的程序设计 17
四 系统调试结果 18
4.1 硬件安装 18
4.2软件调试 19
4.3 APP设置 19
五 总结与展望 19
5.1全文总结 19
5.2工作展望 20
谢 辞 21
参考文献 22
附录一 原理图 24
附录二 元件列表 25
附录三 程序源代码 26
一 引言
1.1 选题背景
伴随着工业自动化程度的提高以及工业上无人工作环境的增多，我们对工业设备的精密度和安全性的要求越来越多。实时性的现场环境监
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
控就让我们对设备工作环境以及工作状态有了更多更细致的掌握，由此人们对自动检测的方式和准确度提出了更高的要求。传感器的无线传输网络实现了人们与现实世界的远程交互能力，且无线传输网络具有投入成本低、功耗低、便于分布式管理，将被广泛应用于军事、医疗、工业等领域，被称为未来全球三大高科技产业之一，对环境监测技术的提高起到至关重要的作用。
近年来随着单片机、ARM的飞速发展，应用式蓝牙遥控测温车逐渐出现在人们的视野中。本系统以检测完成温度、蓝牙实时传送为背景，设计一种使用简单、低功耗传输距离相对较远，传输速度快的蓝牙无线监测系统。针对温度传感器DS18B20的更新问题，采用一种新的软、硬件设计方法，极大地降低人工维护费用，方便非技术人员操作。本题目主要完成系统的总体设计，并重点完成系统各单元硬件电路的设计任务。
1.2 研究内容
对于蓝牙遥控测温小车的设计和温度采集显示要求，本设计采用了STC89C52系列单片机和HC06蓝牙模块作为主要的控制芯片和通讯模块。整个设计将大致分为以下几个模块：①现场温度采集模块②温度集中显示模块③蓝牙控制小车运行模块。现场温度采集模块主要负责现场温度的实时采集；温度集中显示模块负责将现场采集模块采集到的温度值实时显示到LCD上。
本设计主要达到以下几个方面的要求：
1）研究温度传感器与单片机的接口及通信方式，HC06蓝牙模块的UART通讯和蓝牙的工作原理；
2）设计温度显示模块电路，采用LCD屏幕显示当前的温度值；
3）采用电机控制小车的运行并能通过蓝牙通讯控制小车的前进后退，并完成所有模块的电路及程序设计。
1.3 研究意义
部分工业现场对温度采集的时效性要求比较高，需要对现场的温度进行实时的采集和监控。并在温度超过限定的范围后进行声光报警。大型的温度采集系统中可以覆盖很大的生产区范围，各个温度节点的数据采用无线的传输方式传输到一个终端点，工作人员可以在该处实时的检测各个点的温度，这种方式可以解决大型区域的温度监控，但是投入较大且节点较多故障率也随之增加；对于小型区域温度的检测可以采用较先进的蓝牙遥控测温小车，可以预先设定小车的行驶路线，小车的车载温度传感器可以检测路径上的点的温度，该方式较为灵活且具有投入小、便携等优点；
二 硬件选型及硬件电路设计
综合所选的硬件，在设计硬件电路时主要考虑以下几点：
（1）硬件的电路设计应该多采用典型的电路，这些电路比较成熟，使用起来方便可靠，并且可以节省不少时间。
（2）本控制系统在调试时需要驱动一路或者两路电机，考虑到微处理器的驱动能力，在硬件电路上引出了必要驱动电路，驱动电路驱动的电机容易引入电磁干扰导致系统运行不稳定，需要考虑加入合适的隔离。
（3）在进行设计时要综合考虑软件和硬件的问题，在设计时有些功能既能通过硬件电路实现又能通过软件编程达到要求。用硬件去实现时可能会增加电路板的尺寸或者增加电路设计的难度，但是在用软件方法实现时却占用了CPU的资源。综上所述，我们在做设计时要综合分析，尽量选用比较合理的方式去实现系统的功能。
（4）在硬件设计时应该考虑使用必要的抗干扰措施。供电电源一定要安全可靠，防止波动的电压产生不必要的干扰。
2.1 单片机的核心
作为系统运行的核心控制芯片，微控制芯片的选择对整个系统的性能起着非常重要的作用。本系统的设计可选的单片机种类有很多诸如51系列单片机、PIC系列、AVR系列等8位单片机、数字信号处理器（DSP）、32位STM32芯片和ARM芯片。
由于本设计对芯片要求不是很高，再综合以上所述，本系统最终选用STC89C52RC作为核心芯片。STC89C52RC是一种带8KB可系统编程的Flash内部程序存储器，512KB内部数据存储空间，32 位可编程I/O 口线，看门狗定时器，3个定时器/计数器，4个外部中断，全双工串行口[1]。并且它性能稳定，开发技术成熟，价格低廉，对于本系统而言，STC89C52RC芯片可以满足设计要求。
STC89C52主要特性
(1) 兼容MCS51指令系统；
(2) 8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM；
(3) 32个双向I/O口；
(4) 256x8bit内部RAM；
(5) 3个16位可编程定时/计数器中断；
(6) 时钟频率024MHz；
(7) 2个串行中断，可编程UART串行通道；
(8) 2个外部中断源，共8个中断源；
(9) 2个读写中断口线，3级加密位；
(10) 低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能；
(11) 有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求。
通过上述介绍可见STC89C52单片机具有性能稳定、应用广泛、下载方便等优点。并且该芯片的具有的功能完全满足我们的要求，并且开发费用低，该芯片可通过串口下载程序省去了购买程序烧录器的费用。经过认真分析比较选择STC89C52单片机芯片作为我们的主控芯片；
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