基于手机蓝牙的彩灯控制电路设计 - 图文

本科毕业设计（论文）

基于手机蓝牙的彩灯控制电路设计

学院名称： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 12电子1 学 号： 12311120 姓 名： 丁启佳 指导教师姓名： 高倩 指导教师职称： 讲师

二〇一六 年 六 月

江苏理工学院毕业设计说明书（论文）

基于手机蓝牙的彩灯控制电路设计

摘 要：本文提出了一种基于手机蓝牙的彩灯控制电路的设计。该系统采用单片机作

为控制器，利用手机软件实现蓝牙串口通信，通过一个hc-06蓝牙芯片控制单片机,实现想要的灯光色彩。单片机可以控制三个led灯的亮灭，并通过三原色led灯之间的不同组合形成不同的色彩，同时用一个灯罩将其效果显示出来。实验结果表明该系统具有操作容易，运行稳定，电路简单，可靠性高，使用方便等特点，具有一定的实用价值。

关键词：单片机；led灯；蓝牙模块；串口通信

I

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Design of Lights Control Circuit Based on

Mobile Phone Bluetooth

Abstract：This paper presents an light control based on the mobile phone bluetooth system . The system uses a SCM as a controller and uses mobile phone software bluetooth serial port communication to control light colors. Through a hc - 06 bluetooth chip microcontroller control, so that the single-chip microcomputer control three bright led lights . And through the three primary colors leds between different combinations to form different colour, at the same time color will be shown through the chimney. The experimental results show that the system is easy,stable,simple and reliable. The system has a certain practical value. Key words: Single Chip Microcomputer; Led Light; Bluetooth Module; Serial Port Communication

II

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目录

前言 ........................................................... 1 第一章 课题分析与方案论证 ..................................... 2

1.1 课题任务分析 .................................................... 2 1.2

第二章 2.1 2.2

第三章 3.1 3.2 3.3

第四章 方案的选择 ...................................................... 2

1.2.1 led灯控制方案对比 ....................................... 2 1.2.2 信号交换技术方案对比 ..................................... 2 1.2.3 控制器方案对比 ........................................... 3 1.2.4 蓝牙选择方案对比 ......................................... 3 1.2.5 电源模块选择方案对比 ..................................... 3

系统硬件电路设计 ....................................... 4

总体结构 ........................................................ 4 各模块设计 ...................................................... 4

2.2.1 单片机 ................................................... 4 2.2.2 时钟电路 ................................................. 6 2.2.3 复位电路 ................................................. 6 2.2.4 蓝牙模块 ................................................. 7 2.2.5 彩灯电路 ................................................. 9

系统软件程序设计 ...................................... 10

主程序的设计 ................................................... 11 蓝牙软件设置 ................................................... 12 串口初始化程序 ................................................. 12

系统整体调试 .......................................... 13

III

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4.1 调试方案 ....................................................... 14 4.2 硬件电路调试 ................................................... 14

4.2.1 独立元件的检测 .......................................... 14 4.2.2 最小系统的调试 .......................................... 14 4.2.3 电源电路的调试 .......................................... 15 4.2.4 彩灯电路的调试 .......................................... 15 4.3 软件调试 ....................................................... 15 4.4 系统的整体调试 ................................................. 16

4.5 指标测试及结果 .........................................16

结论.............................................18

参考文献.............................................19

致谢.............................................21 附录一:电路原理图 ............................................. 21 附录二:元器件清单 ............................................. 21 附录三:实物图 ................................................. 21 附录四:软件程序部分 ........................................... 21

IV

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前言

随着时代的发展，电子产品逐渐走进大家的生活。也正因为如此，电子技术迅速发展起来。随着二十世纪的到来，以其广泛的应用和大量的普及，已经是如今近代科学技术发展的重要标准，也是走向科技化的一个重要的标志 [1]。

现在，人们已经掌握了大量的电子技术方面的知识，而且电子技术还在不断地发展着。这些知识是人们长期劳动的结晶。

随着互联网和移动通信技术的发展，出现了许多的新技术，蓝牙正是其中之一。蓝牙因为其成本低廉和可以短距离无线通信的特性，已经被广泛使用。随着蓝牙技术的进一步发展，蓝牙也必将给人们的生活带来更为广泛和深入的影响[2]。

单片机是一种集成电路芯片，它是由输入、控制器、存储器、运算器和输出这五个部分组成的。它片内存储器容量比较小，但可靠性很高，易于开发。

采用单片机可以完成很多功能，现在很多电子产品都要用到单片机。单片机和我们并不遥远，融入了我们生活中的各个领域，它的普及颠覆了传统的控制系统。 在人们生活水平提高的同时，人们对彩灯的要求也变得更加多样化，但市场上的led彩灯的功能相对单一，只能闪烁固定的颜色。但其实只要运用三基色原理，我们便可以得到7种可控制的灯光[3]。

本次设计，我将结合蓝牙，并利用价格低廉的单片机控制基色led灯，从而实现丰富的颜色变化[4]。

本论文分成四个章节来具体介绍整个毕业设计的设计内容和过程。 第一章进行了系统的概述、课题分析以及模块方案的论证。

第二章介绍了系统整体硬件的设计，包括了电源模块、蓝牙模块、彩灯模块的设计。 第三章介绍了系统整体软件的设计，包括了设计的流程图和程序的设计，程序的设计包括了主程序的设计和子程序的设计。

介绍了软硬件调试和最后的运行结果。

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第一章 课题分析与方案论证

1.1 课题任务分析

本次课题任务需要达到两个条件：

1. 通过手机屏上设置的按键可实现灯泡颜色的变换。 2. 灯泡变换的颜色有7种。

根据三基色原理，以红、绿、蓝三种基本颜色组成一种可变的单元，将红绿蓝3种基色led灯泡放到玻璃罩内，三种基色光经混合后，便可对外呈现七种颜色[5]。用单片机接收手机蓝牙发送的信号，则可以控制彩灯颜色的变换。

1.2 方案的选择

要达到系统设计中总体和各模块的功能，可以用多种方案达成。我们可以选择相对而言更加简单、方便的设计方案。

1.2.1 led灯控制方案对比

在大学所学的内容中，我们可用作控制led灯的方案有以下几种分别是拷贝型遥控器控制，普通遥控器控制和手机蓝牙无线技术控制。

相比较而下，普通遥控器控制只能单一的控制一个led灯。而如果需要控制更多的led灯，则相应需要更多的遥控器[6]。这样极为不方便，不仅携带如此多的遥控器十分不方便，也容易搞混淆。

而拷贝型遥控器，是一款学习型遥控器，它具有学习功能，所以可以与学习型控制器实现自动对码，从而直接使用，不需要编码。较普通遥控器而言，确实方便了不少。

但是，我最后还是选择了用手机蓝牙无线技术来控制彩灯。一者是因为我以前做过蓝牙方面的设计，二者也是因为手机已经成为我们生活中的一部分，蓝牙控制确实较为方便。

1.2.2 信号交换技术方案对比

手机wifi比手机蓝牙的传送距离远，相对稳定，运用范围也更加广泛。但是因为

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wifi无法在下载时进行其他操作。并且，wifi有着一定的局限性，而蓝牙却可以在任何地点进行信号的交换和传输。现在，通过蓝牙技术，已经可以控制小车、家电等常用品。所以，我们选择手机蓝牙进行信号交换。

1.2.3 控制器方案对比

对于控制器的选择，本设计可以采用单片机和FPGA。相对而言，FPGA运行速度更快，管脚多，方便实现大规模系统。并且，其内部程序并行运行，可以处理更加复杂的功能。再加上FPGA有大量软核，二次开发显得更加方便。单片机能实现的功能，FPGA也基本能够全部实现。所以说，FPGA具有更加广阔的前景。

但是，FPGA价格较为昂贵。相比较之下，单片机技术因为其操作灵活、利用广泛等方面的优点，再加上相对廉价的价格，成为了本设计选择的目标。

1.2.4 蓝牙选择方案对比

虽然hc-05是主从机一体，既能接收信息，也能发送信息。但我只需要单片机能接收信息即可，所以选用了从机模块hc-06。

1.2.5 电源模块选择方案对比

当我们使用的电器功率很小时用蓄电池或干电池会比较方便，但当功率较大时使用稳压电源就显得比较经济，再加上蓄电池和干电池电压会随着时间产生一定的变化，反之稳压电源的电压一直很稳定。综上所述，我选择+5v直流电源。

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第二章 系统硬件电路设计

2.1 总体结构

系统设计框图如图2-1所示。

电源电路晶振电路单片机复位电路蓝牙模块彩灯电路

图2-1 硬件电路框图

通过研究分析，手机蓝牙和单片机是通过蓝牙模块上的芯片来进行信息传输的。所以在电源电路下，蓝牙模块给信号单片机，从而使彩灯电路运行，达到想要的效果。整个系统的硬件设计大致可以分为四个模块，分别是：电源电路、蓝牙模块、单片机最小系统（晶振电路和复位电路）、彩灯电路。电源电路负责为单片机、复位电路、蓝牙模块和彩灯电路供电，从而使单片机、彩灯电路、蓝牙模块正常运行，绿色指示灯也因此点亮，表示当前供电正常。整个系统的智能控制部分是单片机最小系统，它也是整个系统的核心部分。

2.2 各模块设计

2.2.1 单片机

单片机主要完成彩灯色彩变换控制。 芯片引脚如图2-2所示。

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图2-2 AT89C51单片机

AT89C51也就是我们通常所说的单片机，它是一种带4K字节闪烁并且可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。单片机可擦除只读存储器反复擦除的次数可以高达100次。作为存储器，它拥有高密度和非易失的特点，也能兼容工业标准的MCS-51指令集和输出管脚。AT89C51被称为是一种高效的微控制器，因为在单个芯片中，它可以将多功能8位CPU和闪烁存储器进行组合。总的来说，单片机因为其灵活性高和价格低廉的特点被很多嵌入式控制系统所采用。

P0口：P0口是一个8位漏级开路双向I/O口，每只引脚可接收输出8个TTL逻辑电平。对P0口的管脚第一次写“1”时，则引脚作为高阻抗输入。当P0访问外部程序数据存储器，它也可以作为数据/地址的低八位复用。当FIASH进行编程时，P0 口作为原码输入口，在FIASH校验时，P0口输出原码，这时的P0口外部则必须被拉高[7]。

P1口：P1口是一个由内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口输出的缓冲器能接收输出4个TTL逻辑电平。P1口管脚写入“1“后，端口被内部上拉电阻拉高，此时可作为输入口，P1口被外部下拉成低电平，由于内部电阻的原因，将输出电流。当FLASH进行编程和校验时，P1口均作为低八位地址接收[8]。

P2口：P2口作为一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口输出缓冲器可接收输出4个TTL逻辑电平，当对P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，此时可作为输入口。并且作为输入时，P2口被外部拉低的引脚，由于内部电阻的原因，将会输出电流。当外部程序存储器或者16位地址外部数据存储器用P2口进行存取时，P2端口输出地址的高八位[9]。当给出地址“1”时，由于内部上拉的优势，当进行读写时，

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如果是对外部八位地址数据存储器，则P2口输出的内容是特殊功能寄存器上的。当FLASH编进行编程和校验时，P2口接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口是一个带内部上拉电阻的双向I/O口，P3输出缓冲器可接收输出4个TTL逻辑电平。当P3口写入“1”时，引脚被内部上拉为高电平，此时可作为输入使用。并且其作为输入使用时，由于各引脚外部下拉为低电平，P3口将会输出电流。

2.2.2 时钟电路

晶振电路的功能是给单片机提供时钟信号。 时钟电路如图2-3所示。

图2-3 时钟电路

时钟电路一般是由晶体振荡器、电容和晶振控制芯片组成。

想要设计时钟电路，我们必须先了解at89c51单片机上所用的时钟管脚：XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）。XTAL1为芯片内部振荡电路输入端，而XTAL2则为芯片内部振荡电路输出端。作为独立输入和输出的反相放大器，XTAL1和XTAL2能配置为可以使用石英晶振的片内振荡器，也可以让外部时钟直接驱动器件。

在XTAL1、XTAL2的引脚上让一个石英晶体和两个电容作为定时元件外接，这样内部振荡器便可以产生自激振荡。一般的晶振都是在1.2～12MHz之间选择的，有的甚至可以达到24MHz或者更高，但是功耗也会随着频率的增大而增高。在本实验的晶振选择中，我将选取11.0592M的石英晶振作为器材[10]。

通常情况下，会有两个电容和晶振并联，两个电容的大小起到的作用微乎其微，只是可以微调频率。如果采用石英晶振，电容一般在20pF～40pF之间，在本实验中，我们选取了22pF作为套件。而如果采用陶瓷谐振器件，电容则要稍微增大一些，范围在30～50pF之间，通常情况下选取33pF的陶瓷电容作为套件[11]。 2.2.3 复位电路

复位电路的作用：让单片机的程序计数器在单片机出现程序死机时可以实现清零，同时防止cpu进行错误的指令和操作，也有提高电磁兼容性能的能力[12]。如图2-4所示。

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图2-4 复位电路

复位电路是单片机系统中非常关键的一部分，无论何种单片机，总要涉及复位电路的设计。一个好的复位电路是电路稳定的保障。在单片机系统出现“死机”和“程序走飞”的情况时，复位电路可以把电路恢复到起始状态。

在MCS-5l 系列单片机中，复位引脚RST为第9管脚。如果该引脚上的高电平出现2个机器周期以上时，单片机就将执行复位操作。而如果RST一直保持为高电平时，单片机就将处于循环复位状态[13]。

复位操作从形式上基本上分为两种，分别是上电自动复位和开关复位。在上电的那一瞬间，因为电容两端电压并不能突变，所以此时电容的负极和引脚RST相连，电压也全部都加在了电阻上，这时的RESET的输入为高，芯片将被复位。之后电源给电容充电，会使电阻上的电压慢慢减小，直至约等于0，芯片也将重新正常工作。

复位按键是并联在电容两端的开关键，上电复位是在复位按键没有被按下的时候电路自己实现的，而在芯片正常工作时，我们可以通过按下该键使RST管脚出现高电平，从而达到手动复位的效果。从理论上来说，只要引脚RST上保持的高电平达10ms以上，单片机就可以进行有效的复位，所以人用手指按下复位按键时，足以达到该要求。

为使单片机的复位电路可以正常运行，我在电路中选择了10u的电解电容和10k欧的电阻。

2.2.4 蓝牙模块

蓝牙模块主要是为了实现手机对单片机的控制，本设计是通过蓝牙转串口模块，实现两者的无线通讯功能，所以本质上使用的是单片机串口通信。

蓝牙模块如图2-5所示。将+5v电源转换为+3.3v对蓝牙芯片供电，引脚及功能见表2-1所示。

管脚号 1 管脚名称 VCC I/O -- 电源 功能 第 7 页 共 27 页

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2 3 4 GND TXD RXD -- O I 地 发送数据 接收数据 表2-2 蓝牙模块引脚功能表

图2-5 蓝牙模块

1. 蓝牙模块HC-06相关介绍

HC-06 采用的是CSR主流蓝牙芯片，并以蓝牙V2.0协议为标准。它的核心串口模块正常工作时，电压为3.3V。如果带底板的话，范围可以在3.1-6.5V之间。核心模块尺寸的长宽高分别为28mm 、15 mm、2.35mm。底板大小一般为27mm*47mm。用户可设置的波特率为1200，2400，4800，9600, 19200，38400，57600，115200[14]。在配对中时，其工作电流为50mA；在配对完毕且进行通信后，工作电流转化为28mA。蓝牙模块并无休眠电流，现在已经被应用于很多领域。例如GPS导航系统、机器操控和文件传输等。在生活中，它不仅可以运用于手机或笔记本电脑，在耳机、遥控方面也有很大的发展空间。HC-06的出厂默认参数为：从机，波特率：9600，N，8，1。它的配对密码为：1234[15]。 2. AT的命令集

① 如果我们想要测试其通讯效果，可以发送命令：AT，返回：OK则表示正常。 ② 如果我们想要改蓝牙串口通讯波特率，则可以发送：AT+BAUD1，将会返回：OK1200。同理，若发送：AT+BAUD2，则返回：OK2400。发送的数字每提升1，则相对波

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特率也提高一个档次。具体如下：1对应1200，2对应2400， 3对应4800，4对应9600 ，5对应19200，6对应38400，7对应57600，8对应115200，9对应230400，A对应460800，B对应921600，C对应1382400。不过一般情况下，最好不要让波特率超过115200，否则系统将会因为信号的干扰而变得极不稳定。并且当波特率的设置大于115200时，电脑是无法识别和使用的，只有用编程高于115200的单片机才可以使用此波特率，同时也可以发送新的AT命令来设置较低的波特率。波特率可以掉电保存，也就是说这次用AT命令设定完波特率后，下次上电可以直接使用，没有必要再重新设定。

③ 如果我们想要修改蓝牙的名称，则应该发送：AT+NAMEname，并返回：OKname。参数name也就是我们想要设置的新名称，今后蓝牙的这个名称也将被搜索到。不过修改的名称不宜太长，应该限制在20个字符内。譬如，当我们发送发送AT+NAMEfriend并返回OKname时，蓝牙的名称将会被改为friend，掉电会保存参数，故这次修改会被记住，以后搜素到的都是改过后的名字。

④ 如果我们想要修改蓝牙的配对密码 ，需要发送：AT+PINxxxx，并返回：OKsetpin。参数xxxx也就是所要设置的新的配对密码，它只能为4个字节，此命令既可用于从机，也可用于主机。在手机或其他适配器弹出输入配对密码的要求窗口时，我们输入此参数便可以和从机进行配对。相反，在主蓝牙模块去连数码相机时，因为数码相机是从机，我们必须找到相机的配对密码，再将其在主蓝牙模块中设入。这样的话，主蓝牙模块和相机就可以实现连接。譬如，当发送AT+PIN2016，并返回OKsetpin时，蓝牙的配对密码将会被改为2016。当我们没有修改时，此模块在出厂时的默认配对密码为1234。同样因为掉电保存，参数只需要修改一次即可[16]。

2.2.5 彩灯电路

Led灯泡发光恒定，所以若想要达到色彩变换的效果，可以利用单片机控制三原色led灯的亮灭组合出不同颜色的灯光。如图2-6所示。三基色LED也称全彩LED，内部是由红绿蓝三种颜色的LED组成的，本次使用共阳三基基色LED。

首先，要想让灯泡达到7种颜色，本系统采用的是三基色原理。也就是说用三基色组成一个可变的单元，最后从磨砂灯泡中呈现出混合后的色彩。所以灯泡下面的led灯分别为红、绿、蓝三种色彩。这三个独立发光的led灯按照色度三角的特性进行不同的组合，也可以使彩灯出现不同的色彩。下面是三基色原理混合色彩的基本原理：红色+蓝色=紫色，红色+绿色=黄色，蓝色+绿色=青色，红色+绿色+蓝色=白色。

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通过三基色原理可以得知：若红色led灯和蓝色led灯同时点亮且亮度相同，绿色led灯熄灭时，彩灯将会呈现紫色光；若红色led灯和绿色led灯同时点亮且亮度相同，蓝色led灯熄灭时，彩灯将会呈现黄色光；若蓝色led灯和绿色led灯同时点亮且亮度相同，红色led灯熄灭时，彩灯将会呈现青色光；若红色led灯、绿色led灯和蓝色led灯同时点亮且亮度相同时，彩灯将会呈现白色光。

图2-6 彩灯电路

如图2-6所示，选取100欧的电阻保护电路，并且选择了三极管8550用作放大电流，这样才能使得灯光更加亮。

8550三极管是一种常用的普通三极管。它属于PNP型硅三极管，具有低电压，大电流，小信号等特点。

第三章 系统软件程序设计

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在所学知识中，这段软件程序我们既可以用汇编程序编写，也可以用C语言程序编写。两相比较之下，最终决定由C语言来完成本次设计，因为这次设计我将选用的单片机为AT89C51单片机，这样用C语言便可以轻松完成编程，同时将用到编译软件Keil C51。Keil C51是一款C语言软件的开发系统，选择它来进行编写的原因是它可以兼容51系列单片机。

至于为什么选用Keil C51,而不是其它可以兼容51单片机的开发系统，那是因为它有以下两大优点。首先，Keil C51生成目标代码的效率很高，大多数的语句所生成的汇编代码也很紧凑，并且也很容易理解。这样的话，在开发大型软件时，作为高级语言，优势更为明显。再者，和汇编不同的是，C语言相对而言简单易学，无论是在功能结构行上，还是在可读性、可维护性上面，C语言均强于汇编。

下面我将简要介绍Keil C编译环境的特点。首先，Keil C51软件能够提供的库函数十分丰富并且拥有的集成开发调试工具功能十分强大，可以在全Windows界面工作。其次，Keil C51生成的目标代码效率相当高，大多数语句所生成的汇编代码相当紧凑，这样方便理解理解。只要输入一段简单的程序，并观察其汇编代码，便很容易观察到这一方面，正如上文所说，开发大型软件时，这个优势更加明显。

Keil C51是需要先进行注册后才能使用的，不然的话，如果输入过大的程序，编译时会被告知“地址使用错误”，这种情况并不少见。也有的时候，明明每个程序运行都没有显示错误，但在整合之后却显示“地址冲突”。在通过询问其他同学之后，我才找了问题的所在。并且，在顺利注册完成后，以上问题便再也没有出现过。

3.1 主程序的设计

在本次系统设计中，在单片机AT89C51的控制下，使主程序存储并分析从蓝牙模块输入而来的信息，从而控制三个led灯的亮灭，使彩灯实现红、蓝、绿、紫、青、黄、白七种色彩的转换。要想达到这一系列过程，首先要将单片机初始化，不仅要将单片机各个端口的方向确定，初始化各个变量，还要校准单片机的振荡频率[17]。单片机的定时对应蓝牙模块串口的读数据，当串口的数据读出时，我们便需要分析读出的数据，设定读出的数据为b、c、d、e、f、g、h则分别对应彩灯的蓝色、绿色、青色、红色、紫色、黄色、白色七种颜色。主流程如图3-1所示。

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开始初始化串口是否接收到手机发送的信息YN判断接收数据启动对应颜色

图3-1 主程序流程图

3.2 蓝牙软件设置

既为了方便起见，又因为自己实力有限，我从网上下载了蓝牙串口通信助手，来帮助自己实现部分功能。既然直接下载了软件，那么我将直接进行蓝牙软件设置的介绍。

第一次连接时搜索的时间会较长，密码为初始密码，即：“1234”。一旦配对连接成功过一次，将会永久记忆住这个地址，以后只要打开这款软件，弹出这个窗口，便会自动进行搜索配对并且连接好[18]。

下一步会有三个选择，分别是实时模式、键盘模式、命令行模式。因为我们需要用不同的按键分别对每一个灯的色彩进行设置，所以选择键盘模式。从菜单选项中设置键盘，因为在软件中七种色彩灯输出分别为b,c,d,e,f,g,h可以将它们和七种色彩一一对应。以后只要连接成功，便可以直接进行色彩的控制。

3.3 串口初始化程序

串口初始化对工作方式和定时器的设定并不难，在单片机相关的书中都可以找到。而波特率的计算，也是同样重要。

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串行接口的工作状态为模式一，并且将定时器T1工作在模式二，同时作为波特率发生器。波特率计算由式3-1可见：

(2^SMOD)/32*fosc/{12*[2^8-(TH1)]}=9600(bit/s) （3-1）

设SMOD=0，则TH1=256-11.0592/(32*12*9600)=256-3=253=0FDH。

第四章 系统整体调试

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4.1 调试方案

在画出原理图，买完元器件并将实物做出来后，电路板的调试也尤为重要，因为这不仅事关整个电路是否成功，也可以真正检测出该系统电路的功能。在本系统中，调试主要分为三大部分，分别为硬件调试、软件调试以及系统整体调试。

真正的调试应该贯穿整个设计，制作硬件电路的同时，每一个小部分完毕后都应该加以调试。否则积累的问题越来越多，最后检查时会浪费大量的时间，也会大大地增加了难度。所以在每一个硬件小电路或模块完成后，我们都应该加以调试和检查。而在软件编程中，同样是先将每一个小单元的功能调试完毕，再在整个电路中加以完整的系统调试，仿照硬件部分即可。最后我们将进行最后的系统调试，这是最重要也是最后一步，说不定便会出现一些新的问题。

4.2 硬件电路调试

在所有硬件焊接完成之后，应该先不忙着上电，第一步是用万用表对每一个独立元件进行仔细检查，将虚焊、短路、断路等问题排除掉后再上电并对电路的功能进行调试。调试过程具体如下所述。

4.2.1 独立元件的检测

每一个电子电路在组装好后，都不应该急于通电调试，而应该先通过检查并确认接线并没有失误的地方。正确的检查方法是按照电路图，逐一对整个电路进行检查，例如：可以观察电阻上的色环来确认电阻的阻值，检查三极管、电解电容等是否接反，检查焊点是否稳固，有无虚焊，最后用万用表判断是否有短路和断路的问题。

给七彩灯系统上电后，首先观察电源指示灯亮不亮。如果不亮，而且每个引脚都已经焊好的话，那问题只可能出在两个方面：一是通过单片机等芯片的电压不符合要求，二是用发光二极管构成的指示灯出现损坏。

4.2.2 最小系统的调试

单片机AT89C51最小系统是最常用的系统，它的检测通常分为硬件调试和软件调试两大部分。第一步要确认的是能否接收到电源电压，复位引脚RST的电平必须与复位电平相反，并确认外部晶振是否正常。

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首先进行硬件调试,可以用万用表对单片机的工作电压和各个管脚的电压进行测量，当确认所有工作电压全都正常后在进行下一步。之后，我们需要将程序烧入每个I/O口中，并对其输出进行测试，通过输出电压和程序值的对比判断是否正确。比如，先编写一个程序使所有端口全都输出低电平，再编写一个程序使所有端口全输出高电平，若两次全部正确，则说明单片机最小系统工作正常。

4.2.3 电源电路的调试

在我们所设计的系统电路中，电源电路需要给单片机和蓝牙模块提供电压，单片机的工作电压约为5V，而蓝牙模块需要3.3 V稳压，所以需要加以测量。而且要注意的是，必须在检查完电路，确定没有接反接错的元器件和线路时，再给电源通电，否则容易出现电容爆炸等危险情况。

4.2.4 彩灯电路的调试

在这一部分中，我们不仅要检查电阻、电源和地是否正确，线路是否正常，还要尤其注意三极管的极性，因为很容易接反。三极管除了可以用电压表测出其极性外，还可以观察得出。首先，将三级管的平面朝向自己，从左到右的三个脚分别为ebc。

4.3 软件调试

软件的调试分为两种，一是看其程序本身语法有没有问题，二是看将程序烧入电路板上之后能不能实现相应的功能。

在Keil C软件上写好程序后，编译后便能检查在语法方面是否出现错误。在错误的背后会提示错误的类型和位置，对程序进行相应的修改，知道编译成功才可以。

为了能达到想要的效果，我们将会反复的对一个程序进行调试。为了方便，不过多地去拆卸单片机，我们可以直接在电路板上做一个下载口，这样直接在电路板上进行调试将会方便很多，并且可以在调试的同时修改程序。

只有确认语法调试完全正确后，才能添加更多的功能。在编写程序之前，一定要认真分析电路，全面地考虑连接方式和需要实现的功能，然后画出画出系统主程序和各部分的流程图，从而根据流程图完成对整个程序的编写。

根据每个系统的不同，每一个模块的软件应该逐一进行调试。当所有模块的程序都

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江苏理工学院毕业设计说明书（论文）

致谢

经过这么久的努力，终于完成了毕业设计，成功地充实了自己的知识，学到了很多有用的东西。

在此，必须要感谢我的指导老师高倩老师。在毕业设计之前的实训设计，高老师便建议我们选择与蓝牙有关的设计，以方便自己的毕业设计。也正因为如此，在真正做毕业设计时，我的压力减少了很多。不仅如此，高老师还给我们提供了很多选题，并详细介绍了这些选题的大致方案和做法要求。在我们确定选题后，她更是给我们找了很多参考文献，并且经常和我们见面，询问我们的进度并解决我们在系统设计中出现的问题。在整个设计中，高老师还给我们找到了以前的同学做过的类似设计，给我们参考。在买元器件方面，高老师也给出了自己的建议，并嘱咐我们记得开发票。

在最后写论文时，高老师对此十分负责，认真指导，给我们详细地讲解了毕业论文的要求和写法。正是高倩老师的指导，才让我们在茫然无知中找到了方向，高倩老师对我们高度的专注和对工作高度的负责是我们以后学习的榜样。

这是我在大学做的最后一个设计，学到了很多知识，也是我对大学所学的一个总结。不仅对我的动手能力和学习能力有了很大的提升，也锻炼了自己，让自己在面对困难时不在手足无措。

通过本次毕业设计，我不仅是对我们所学知识的一个汇总，同时也是考验我们学习能力和动手能力的一个平台；让我们能学到更多的相关知识，更重要的是学到了面对困难的不放弃、不气馁的态度，不骄不躁的办事风格，奋发向上的精神，这些在我今后的生活和学习中都是一笔宝贵的财富。

最后，我要感谢所有在我做毕业设计时给我提供过帮助的所有人。既有帮我过我的老师和同学，也有我所能查找到的所有资料的作者们。

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附录一:电路原理图

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附录二:元器件清单

Comment 10UF电容 22P电容 220uF电容 104P电容 蓝牙模块 三基色LED灯 PNP8550三极管 100电阻 10K电阻 按键 3.3V稳压 单片机 11.0592M晶振 C1 C2, C3 C4, C5 C9, C10 P1 P2 Q1, Q2, Q3 R4, R5, R6, R7, R8, R9 R12 SW1, SW2, SW3 U1 U2 Y1 Designator Quantity 1 2 2 2 1 1 3 6 1 3 1 1 1

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附录三:实物图

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附录四:软件程序部分

#include #include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit key1=P1^0; sbit key2=P1^1;

////////led端口定义////////////////////// sbit led1=P2^0;// sbit led2=P2^1;// sbit led3=P2^2;//

uchar zz;//定义缓存指针

uchar Rec_Buf[20];//定义缓存数组 void delay(uint ms) //延时函数 {

uchar y;

for(ms;ms>0;ms--)

for(y=150;y>0;y--); }

/////蓝牙信号处理///////////////////////////// void qing_ling()//清空数据 为下一次接收准备 {

uchar k;

for(k=0;k<20;k++)

Rec_Buf[k]=0;//将缓存内容清零 zz=0;//接收字符串的起始存储位置 }

void main()//主函数 {

uchar dat; delay(1000);

SCON=0x50;//串口:方式1,允许发送和接收

TMOD=0x20;//定时器1:模式2,8位自动重装模式,用于产生波特率 TH1=0xFD; //11.0592MHZ晶振，波特率为9600 TL1=0xFD;

TR1=1; //开启定时器1 EA=1; //开启全局中断 ES=1; //开启串口中断

qing_ling();//清空数据 为下一次接收准备 led1=led2=led3=1;

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while(1) {

//蓝牙信号处理

if(strstr(Rec_Buf,\ if(strstr(Rec_Buf,\ if(strstr(Rec_Buf,\ if(strstr(Rec_Buf,\ if(strstr(Rec_Buf,\ if(strstr(Rec_Buf,\ if(strstr(Rec_Buf,\ if(strstr(Rec_Buf,\ if(dat==7){led1=0;led2=0;led3=0;} if(dat==6){led1=0;led2=0;led3=1;} if(dat==5){led1=0;led2=1;led3=0;} if(dat==4){led1=0;led2=1;led3=1;} if(dat==3){led1=1;led2=0;led3=0;} if(dat==2){led1=1;led2=0;led3=1;} if(dat==1){led1=1;led2=1;led3=0;} if(dat==0){led1=1;led2=1;led3=1;} if(key1==0) {

delay(10); if(key1==0) {

dat++;

if(dat==8)dat=0; }

while(key1==0); }

if(key2==0) {

delay(10); if(key2==0) {

if(dat==0)dat=8; dat--; }

while(key2==0); } } }

void Serial_Int() interrupt 4 //串口中断处理函数 串口中断处理 {

ES = 0; //关串口中断，防止中断嵌套

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if(TI) //如果是发送中断，则不做任何处理 {

TI=0; //清除发送中断标志位 }

if(RI) //如果是接送中断，则进行处理 {

RI=0; //清除接收中断标志位

Rec_Buf[zz] = SBUF; //将接收到的字符串存到缓存中 zz++; //缓存指针向后移动

if(zz>20) //如果缓存满,将缓存指针指向缓存的首地址 {

zz=0; } }

ES = 1; //开启串口中断

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0aq7.html