基于手机蓝牙遥控的万年历设计

2019-11-26林志谋

顺德职业技术学院学报 2019年4期

林志谋

（厦门海洋职业技术学院机电工程系，福建厦门 361012）

蓝牙技术联盟在2016年发布了第5代蓝牙技术，速度比上个版本的提升了2倍，有效距离达到了300米。蓝牙功能已经成为安卓手机和苹果手机的标准配置，使得利用手机遥控家居设备也成为一种趋势。

万年历是人们生活中经常使用到的一种计时工具，可以方便查询具体的时间和日期。本文设计了一种新型的万年历，主控模块用STC 单片机，生成时间信号用DS1302时钟芯片，温度传感模块采用DS18B20芯片，显示时间、日期和温度则采用LCD1602。蓝牙串口通信模块，通过与安卓手机端的蓝牙进行连接配对，从而接收从手机端APP 接收发送过来的时间和日期的调节指令，再把调节指令传递给单片机，然后单片机去调整液晶模块时间和日期的显示。对比红外遥控的控制方式，它不需要额外的控制终端，具有成本低廉，控制方便的优势，可以广泛应用于各种家电设备遥控的场合。

1 新型万年历软硬件系统设计

新型的万年历采用手机蓝牙进行遥控，该系统的设计总体框图如图1所示。

单片机主控模块采用STC公司的芯片作为主控，具有较高的速度，较低的功耗和超强抗干扰能力，具有很好的性价比［1］。温度模块采用DS18B20温度传感器。它连接简单方便，一条线就可以跟单片机模块双向通信；温度测量的范围宽，测量精度高，体积小巧、价格经济实惠，可以用来构建的经济可靠的温度测量系统。时间生成模块采用DS1302时钟芯片，DS1302具有较高的性能、较低的功耗，并且带RAM 的一种实时时钟电路［2］。蓝牙通信模块用HC-05蓝牙模块，这款主从一体蓝牙串口模块［3］具有较高的性能，使用蓝牙V2.0协议标准，在各种便携设备上广泛应用，比如电脑、手机、平板等智能终端，与单片机串口连接时，两者之间相互可以读写。液晶显示模块采用的LCD1602，它总共可以显示2行32个字符，价格便宜，性价比高，可满足简单的时间显示的要求［4］。

2 新型万年历软件设计

1）万年历主流程图。

新型万年历系统主流程如图2所示。整个模块上电初始化，通过定时器中断从DS1302、18B20读取数据，送到液晶显示时间和温度。蓝牙串口通信接收模块HC-05通过与安卓手机端的蓝牙进行连接配对，从而接收从手机端APP 接收发送过来的时间和日期的调节指令，再把调节指令传递给单片机，然后单片机去调整液晶模块时间和日期的显示。

图2 万年历软件设计主要流程图

2）温度采集模块软件设计。

温度采集模块软件设计流程如图3所示，通过写指令的方式来启动温度转换，等待并读取温度数值，循环读取直到所有数据读取完毕。

3）时钟模块软件设计。

先写时钟模块DS1302地址，再读取所需要的时钟数据，如此循环直到所有数据读取完毕。时钟模块读写的主要流程如图4所示。

4）液晶模块软件设计。

液晶模块先进行初始化，然后检测是否为忙，否的话再通过写地址和写数据指令完成字符的显示操作［3］。LCD1602软件设计流程如图5所示。

图3 温度模块软件设计主要流程图

图4 时间模块软件设计主要流程图

图5 液晶显示模块流程图

5）单片机和蓝牙串口通信的设计。

通过读写单片机的SBUF 数据缓冲器来完成数据的双向传输。单片机端采用Keil 作为开发环境，软件设计流程如图6。

图6 单片机端与蓝牙串口软件流程图

6）安卓手机控制软件的设计。

本文采用Android Studio 开发安卓手机的APP，利用它汇聚的 Android 开发工具可以方便用于开发和调试［5］。安卓平台可以支持手机蓝牙通信功能，可以跟其他蓝牙设备进行无线数据的传输。应用程序层通过安卓API 来使用手机蓝牙的相关功能［3］，这些API 使程序无线连接到蓝牙设备，并拥有P2P 或者多端无线连接的特性。Android 提供BluetoothAdapter 类进行蓝牙通信，主要流程图如7所示。