蓝牙的灯光控制系统设计
摘 要本文选择了“基于蓝牙的灯光控制系统设计”作为研究课题，设计了一款以51单片机作为主要控制芯片的智能控制系统， 实现了预期设立的性能指标，使用者可通过手机或者电脑等电子产品的蓝牙功能来实现对LED灯光的控制，本系统突破了目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低了现有产品的功耗参数，大大提升了现有产品的性价比，实现了蓝牙灯光控制系统的改进和优化，使得本次毕业设计非常有意义。设计的这款自动控制系统经历了硬件系统和软件系统的设计和优化，在硬件上以最少的元器件和最低的成本构建了一个完整的硬件系统；在软件上以最流畅的代码运行方式实现了对硬件的控制，如果将这款蓝牙灯光控制系统进行大量生产并将之投向市场，能够大大降低这种产品的成本。
目录
一、 绪论 1
（一） 选题背景 1
（二） 研究内容 2
（三） 研究意义 2
二、 硬件系统设计 3
（一） 蓝牙灯光控制系统原理框图设计 3
（二） 单片机控制核心模块电路设计 3
1. 常用单片机的比较与选择 3
2. AT89C51单片机介绍 4
3. 最小系统设计 4
（三） 蓝牙控制核心模块电路设计 6
1. 常用无线通信模块对比与选择 6
2. HC05主从一体式蓝牙模块介绍 6
3. HC05蓝牙模块电路设计 7
（四） 显示模块电路设计 8
1. 显示方案对比与选择 8
2. LCD1602型液晶屏介绍 8
3. 液晶屏电路设计 8
（五） LED灯及其驱动电路设计 9
三、 软件系统设计 11
（一） 蓝牙灯光控制系统软件工作流程设计 11
（二） HC05蓝牙模块收发信息流程设计 12
（三） 液晶屏显示流程设计 12
1. 写指令流程 13
2. 写数据流程 13
（四） DS1302实时时钟芯片的驱动流程设计 14
四、 制作与调试 16
（一） 硬件调试 16
（二） 调试过程 16
（
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
三） 问题 19
（四） 解决 19
五、总结与展望 20
（一） 全文总结 20
（二） 工作展望 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 程序 25
绪论
选题背景
本课题将要设计的这款基于STC89C51单片机的蓝牙灯光控制控制系统是一种采用STC89C51芯片作为主要控制器的电子系统，这款系统的出现在某种程度上极大的方便了人们的生产生活方式，不仅满足了现代人们对于高质量生活的不断追求与向往，更在很大程度上推进了单片机与日常生产生活之间的距离，使得单片机系统趋向生活化和普遍化。蓝牙灯光控制控制系统通常情况下由微处理器作为核心部分，周围配合其他必要的功能模块如显示以及声音提示等，通过微处理器的强大控制作用，实现整个控制系统的一体化，蓝牙灯光控制控制系统之所以能够达到今天这种性能和功能，主要得益于人们对于单片机等一些微处理器的不断改进和性能提升，在这之前，要想实现一款蓝牙灯光控制电子系统，只能依靠一些功能简单的数字逻辑芯片来实现，这种早期的蓝牙灯光控制电子系统无论是在功能还是性能上，都是与现在市面上蓝牙灯光控制系统所无法比拟的，首先在电路结构上，由于要完成一个简单的功能需要借助大量的逻辑门电路芯片来搭建，更有甚者需要大量分立的三极管基本部件来搭建一个逻辑门，可想而知要完成一整个蓝牙灯光控制控制系统需要搭建一个庞大的硬件电路结构，这么大的体积使得系统非常容易受到各种各样的电磁或者机械干扰，使得其稳定性和抗干扰性极差，并且复杂的电子线路也给蓝牙灯光控制控制系统的检修工作带来了极大的阻碍；其次在功能上表现得非常的简单，就以显示功能来说，最佳效果也只能是以数码管来显示一串数字来作为系统的人机交互，与现如今的液晶显示相差甚远。而现如今的蓝牙灯光控制控制系统采用了具有集成外观的芯片并且是以单片机等微处理器作为控制器，性能得到了极大的提升，通过复杂的接口协议，高清晰显示效果使得用户能够更好的使用蓝牙灯光控制控制系统。本次毕业设计就将以蓝牙灯光控制控制系统来作为研究的核心对象，结合大学期间所学的单片机、模拟电路、数字电路以及传感器等重要课程，通过对这些课程的综合融会贯通，并结合课外积累到的一些电子项目设计经验，来完成对这款系统的设计与实现。
国内外对于这种新型实用性的蓝牙灯光控制电子控制系统的研究一直处于炙热的状态，通过前期对网络显示的资料以及图书馆查阅到的相关文献后可总结为，当前这种控制系统或者称之为产品所存在的普遍不足和缺点为功能单一、结构简单，一些新型智能特性还没有大规模普及，如在蓝牙灯光控制系统中植入对管理者的指纹识别以及灯光源的质量上，另外在主控的选择上，大多数产品为了降低产品的生产成本以及提高其性价比，在系统硬件上尤其是内部控制器的选择上主要是一些性能较为落后的16位机。前不久国内一所研究机构推出了他们的最新研究成果，在功能上他们实现了更高质量光源的产生，设计师改进了对LED的驱动，将电源的频率由50Hz提高到几十kHz，这样大大提高了光源的闪动频率，实现了对眼睛的保护。
研究内容
在对蓝牙灯光控制系统的发展背景以及国内外的研究现状进行了简要的介绍后，下面对本文的结构安排进行阐述，以便于更加清晰的对本系统的设计过程进行展现。论文的第一章是绪论章节，该章节主要对蓝牙灯光控制系统的发展背景等进行了介绍，并通过对设计现状的对比确立了本系统的设计目标；在接下来的第二章，对硬件系统进行设计，包括对几种常用控制器的对比，并对所要使用的元器件进行了简要介绍；在对主控器件以及外围元器件进行确立后，通过Altium designer绘制了相关模块的电路原理图从而进行设计思路的讲解；硬件系统设计完毕后，第三章开始对系统的软件部分进行设计，并通过Visio软件绘制了相应的软件流程图。
下面为本课题将要实现的功能：
1、能够通过手机蓝牙或者终端按键实现灯光的开关；
2、具有液晶显示功能，对灯光状态进行显示；
3、终端蓝牙能够实现和手机蓝牙的快速自动连接；
研究意义
本课题的提出是对大学期间所学知识的一次综合应用，通过对单片机技术、模拟电路、数字电路等多门学科知识的灵活运用，实现了一款较为新型的灯光控制系统。
硬件系统设计
蓝牙灯光控制系统原理框图设计
目录
一、 绪论 1
（一） 选题背景 1
（二） 研究内容 2
（三） 研究意义 2
二、 硬件系统设计 3
（一） 蓝牙灯光控制系统原理框图设计 3
（二） 单片机控制核心模块电路设计 3
1. 常用单片机的比较与选择 3
2. AT89C51单片机介绍 4
3. 最小系统设计 4
（三） 蓝牙控制核心模块电路设计 6
1. 常用无线通信模块对比与选择 6
2. HC05主从一体式蓝牙模块介绍 6
3. HC05蓝牙模块电路设计 7
（四） 显示模块电路设计 8
1. 显示方案对比与选择 8
2. LCD1602型液晶屏介绍 8
3. 液晶屏电路设计 8
（五） LED灯及其驱动电路设计 9
三、 软件系统设计 11
（一） 蓝牙灯光控制系统软件工作流程设计 11
（二） HC05蓝牙模块收发信息流程设计 12
（三） 液晶屏显示流程设计 12
1. 写指令流程 13
2. 写数据流程 13
（四） DS1302实时时钟芯片的驱动流程设计 14
四、 制作与调试 16
（一） 硬件调试 16
（二） 调试过程 16
（
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三） 问题 19
（四） 解决 19
五、总结与展望 20
（一） 全文总结 20
（二） 工作展望 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 程序 25
绪论
选题背景
本课题将要设计的这款基于STC89C51单片机的蓝牙灯光控制控制系统是一种采用STC89C51芯片作为主要控制器的电子系统，这款系统的出现在某种程度上极大的方便了人们的生产生活方式，不仅满足了现代人们对于高质量生活的不断追求与向往，更在很大程度上推进了单片机与日常生产生活之间的距离，使得单片机系统趋向生活化和普遍化。蓝牙灯光控制控制系统通常情况下由微处理器作为核心部分，周围配合其他必要的功能模块如显示以及声音提示等，通过微处理器的强大控制作用，实现整个控制系统的一体化，蓝牙灯光控制控制系统之所以能够达到今天这种性能和功能，主要得益于人们对于单片机等一些微处理器的不断改进和性能提升，在这之前，要想实现一款蓝牙灯光控制电子系统，只能依靠一些功能简单的数字逻辑芯片来实现，这种早期的蓝牙灯光控制电子系统无论是在功能还是性能上，都是与现在市面上蓝牙灯光控制系统所无法比拟的，首先在电路结构上，由于要完成一个简单的功能需要借助大量的逻辑门电路芯片来搭建，更有甚者需要大量分立的三极管基本部件来搭建一个逻辑门，可想而知要完成一整个蓝牙灯光控制控制系统需要搭建一个庞大的硬件电路结构，这么大的体积使得系统非常容易受到各种各样的电磁或者机械干扰，使得其稳定性和抗干扰性极差，并且复杂的电子线路也给蓝牙灯光控制控制系统的检修工作带来了极大的阻碍；其次在功能上表现得非常的简单，就以显示功能来说，最佳效果也只能是以数码管来显示一串数字来作为系统的人机交互，与现如今的液晶显示相差甚远。而现如今的蓝牙灯光控制控制系统采用了具有集成外观的芯片并且是以单片机等微处理器作为控制器，性能得到了极大的提升，通过复杂的接口协议，高清晰显示效果使得用户能够更好的使用蓝牙灯光控制控制系统。本次毕业设计就将以蓝牙灯光控制控制系统来作为研究的核心对象，结合大学期间所学的单片机、模拟电路、数字电路以及传感器等重要课程，通过对这些课程的综合融会贯通，并结合课外积累到的一些电子项目设计经验，来完成对这款系统的设计与实现。
国内外对于这种新型实用性的蓝牙灯光控制电子控制系统的研究一直处于炙热的状态，通过前期对网络显示的资料以及图书馆查阅到的相关文献后可总结为，当前这种控制系统或者称之为产品所存在的普遍不足和缺点为功能单一、结构简单，一些新型智能特性还没有大规模普及，如在蓝牙灯光控制系统中植入对管理者的指纹识别以及灯光源的质量上，另外在主控的选择上，大多数产品为了降低产品的生产成本以及提高其性价比，在系统硬件上尤其是内部控制器的选择上主要是一些性能较为落后的16位机。前不久国内一所研究机构推出了他们的最新研究成果，在功能上他们实现了更高质量光源的产生，设计师改进了对LED的驱动，将电源的频率由50Hz提高到几十kHz，这样大大提高了光源的闪动频率，实现了对眼睛的保护。
研究内容
在对蓝牙灯光控制系统的发展背景以及国内外的研究现状进行了简要的介绍后，下面对本文的结构安排进行阐述，以便于更加清晰的对本系统的设计过程进行展现。论文的第一章是绪论章节，该章节主要对蓝牙灯光控制系统的发展背景等进行了介绍，并通过对设计现状的对比确立了本系统的设计目标；在接下来的第二章，对硬件系统进行设计，包括对几种常用控制器的对比，并对所要使用的元器件进行了简要介绍；在对主控器件以及外围元器件进行确立后，通过Altium designer绘制了相关模块的电路原理图从而进行设计思路的讲解；硬件系统设计完毕后，第三章开始对系统的软件部分进行设计，并通过Visio软件绘制了相应的软件流程图。
下面为本课题将要实现的功能：
1、能够通过手机蓝牙或者终端按键实现灯光的开关；
2、具有液晶显示功能，对灯光状态进行显示；
3、终端蓝牙能够实现和手机蓝牙的快速自动连接；
研究意义
本课题的提出是对大学期间所学知识的一次综合应用，通过对单片机技术、模拟电路、数字电路等多门学科知识的灵活运用，实现了一款较为新型的灯光控制系统。
硬件系统设计
蓝牙灯光控制系统原理框图设计
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