基于Android智能风扇的设计


    基于Android智能风扇的设计 摘 要 由于科技越来越发达,智能硬件也使用越来越多,基于蓝牙的技术开发以及应用也是快速的发展。其使用在Android系统和Windows系统等平台上都可以使用蓝牙无线模块。可以实现了主蓝牙设备和从设备它们互相通信,它们拥有方便、快捷、操作方便等好处。 很久以前的电风扇控制器通常是放在墙上,我们一定是通过手动扭转风扇变速器来实现对风扇的开关还有风扇的速度控制,都知道这样的控制方式非常不方便,如果是一些生活不方便的人士来说更是不方便了,至此,本题设计了一个基于51单片机和手机蓝牙之间的相互通信来控制风扇。需要手机装一个APP就可以通过手机和设备之间的相互通信,我们只需要在手机上面发送相应的指令到单片机上,风扇就会通过相关的指令进行一系列的操作,这个设计很大的帮助到了人们对风扇的使用,在实际生活中也有极大的帮助,所以这个设计拥有它很大的价值和一定的意义。 关键词:蓝牙技术;风扇;STC89C52;Android Abstract As technology becomes more developed and smart hardware is used more and more, Bluetooth-based technology development and applications are also rapidly developing.It can be used on platforms such as Android and Windows to use the Bluetooth wireless module.It can realize that the main Bluetooth device and the slave device communicate with each other, and they have the advantages of convenience, quickness and convenient operation. A long time ago, the electric fan controller was usually placed on the wall. We must realize the speed control of the fan switch and the fan by manually twisting the fan transmission. We all know that this control method is very inconvenient, if it is some life. It is inconvenient for the convenience of people.So far, this question has designed a fan based on the mutual communication between the 51 MCU and the mobile phone Bluetooth. Need to install an APP on the mobile phone, you can communicate with each other through the mobile phone and the device. We only need to send the corresponding instructions on the mobile phone to the MCU.The fan will perform a series of operations through the relevant instructions. This design greatly helps people to use the fan, and it is also very helpful in real life, so this design has great value and certain significance. Key Words:Bluetooth technology;Fan;STC89C52;Android 目 录 摘 要 2 Abstract 3 目 录 4 1 绪论 3 1.1本课题背景及其目的  3 1.2 本课题的意义及其发展 5 1.3本文的主要研究内容及论文结构安排 6 2 方案的设计与论证 7 2.1控制方案的确定 7 2.2控制方式的选择 7 2.2.1 单片机芯片的选择 7 2.2.2无线遥控模块的选择 7 3 硬件电路的设计 9 3.1系统的功能分析及体系结构设计 9 3.1.1系统功能分析 9 3.1.2系统总体结构 9 3.2模块电路的设计 9 3.2.1 STC89C52单片机核心系统电路设计 9 3.2.2 5V电源电路设计 13 3.2.3 JDY-30蓝牙模块电路设计 14 3.2.4 5V散热风扇控制电路(低电平有效)设计 15 4 系统软件设计 17 4.1 编程语言选择 17 4.2单片机程序开发环境 17 4.3 Keil uVision4软件开发流程 18 4.4 STC-ISP-15xx-v6.85p程序烧录软件介绍 19 4.5 PL2303串口程序烧写模块介绍 20 4.6 程序流程图 21 5 系统焊接与调试 23 5.1 电路焊接 23 5.2 系统调试 24 5.2.1 系统程序调试 24 5.2.2硬件测试 25 5.3 实物测试 25 致谢 27 参 考 文 献 28 1.绪论 1.1 本课题背景及其目的 在现实的生活中,我们也通常用到一些跟温度相关的电器,例如,在目前看来有很多城市里里面的家庭已经用上了空调,但是在目前中国的来看,绝大多数的农村家庭里面依然还是用电风扇来当作防暑设施,在中国一年中分为四个季节,春夏秋冬这四个季节,特别是在春季与夏季这两个季节相互交替的时候,白天的温度是非常的高,每家每户都是用到降温的设备,在农村大多数就是用到了电风扇,只用电风扇转速快风才会大,这样才会让我们感觉到凉爽,在城市里面条件好的就是用了空调,把温度调低一点有可以起到降温的作用,到了晚上,气温就会慢慢的下降,这是也是我们睡觉得最佳时间段,特别是傍晚的时候温度会越来越低,当我们在入睡的时候应该把风扇慢慢的减小风扇,或者设置一个定时,为了避免着凉感冒的情况发生。 在当今时代每个人拥有一部手机那是一件非常正常不过的事情了,在过去的10年以及20年期间,每一个家庭有一部手机就非常的了不起了,现在我们有了手机也方便了很多,可以与家人方便联系,也可以给生活中也带来了很多便利,设想我们把手机也可以操作家里面的各种电器以及各种设施那该多好呀,所以我就把我们生活中的风扇通过手机端就可以控制风扇的转动以及停止,我们都知道夏天我们会变得很懒,但是又想打开风扇,我们只需要打开手机中的蓝牙,输入和设备相互匹配的密码就可以连接成功,然后就可以对风扇进行调速以及对风扇做一个定时控制还有开关的功能,这样给我们的生活带来了非常方便以及也起到了每个人拥有一部手机的更多好处。 蓝牙技术在现在的生活中已经在频繁的使用。 它是一种独特的功能,允许无线电和音频通信。 成本非常低,但通信之间的连接也接近与设备通信。 通过促进沟通,代码程序将写入9 * 9微处理器。 1.2 本课题的意义及其发展 随着时代的迅速发展,从目前的社会看已经是电子信息化时代了,在生活中,温度控制器也在各行各业中被越来越多的使用,它具有对周围温度的降温功能,它最大的优势就是能够给我们日常生活带来了便捷。 蓝牙风扇只能单独使用微型计算机作为小型控制器,从目前的市场来看绝大多数还是使用到了STC89C51单片机来设计这一个智能风扇,其中控制系统的中央处理器以STC89C51单片机来作为中央处理器,其中内部包括了定时器、程序储蓄器以及数据储蓄器等硬件。 1.3 本文的课题研究以及论文的写作 1、主要介绍了全球的发展和研究; 2、主要系统选择的关键解释; 3、主要扩大设备的生产和硬件设备的使用; 4、主要介绍软件设计; 5、主要介绍硬件调试; 2.方案的设计与论证 2.1 控制方案的确定 该程序的设计过程由STC89C52设计,电路+电源+蓝牙模块电路+风扇控制电路。通过以上几个电路的相互连接、相互通信,可以完成整个设计系统的功能,功能有三个风速档位分别为:低、中、高三个档位,还有定时的功能,分别设计了定时一分钟时间会自动关闭电源,同时也可以低、中、高速三个档位的定时,如果设置一分钟定时低速,过了30秒中,觉得风扇不够,然后调至高速定时一分钟,系统会默认以最后一次定时为准,就是以高速一分钟后系统会自动关闭电源。这个是本课题的设计控制方案的确定。 2.2 控制方案的选择 2.2.1 单片机芯片的选择 方案一: MSP430在德国设计,处理数据非常快速和稳定。 它使用简化的指令集结构,操作非常快。 它可以用更少的功率完成40ns的指令周期。 电源电压为1.8~3.6V,具有多种功能,具有时间差B0,时间A1,实际时间,监视器,USB集成等物理变化。 从现在的整个市场分析,MSP430 MCU是该系列中最受欢迎的MCU,因此它最适合MCU。 这不是本主题的最佳选择,因此请选择取消。 方案二: CPLD是一种技术工具, 它是PAL和GAL开发的新一代工具,它规模大、结构层度相对比较难,属于一个 宽范围集成电路,经过了再三的考虑到本设计并没有使用到这么复杂的系统需求,也考虑到经济问题,故此方案必须放弃使用。 方案三: STC89C52是STC的低功耗,性能也是比较高的微控制器, 它拥有4KB的存储空间存储器、8K字节的程序存储大小、512字节的数据存储大小,32位I / O端口,看门狗定时器,以及可以直接使用串口下载程序等功能。价格很低,功能也比较大,在本设计中可以完成胜任,故STC89C52是本设计中的最佳选择。 综上所述,从安全性和稳定性,费用比较少,功耗比较低和尺寸比较小的角度来看,第三种选择是这种设计的最佳选择。 2.2.2 选择无线遥控模块 方案一: WIFI是目前非常流行的一种通信方式,终端通过无线连接像个人计算机一样连接到手持设备(例如移动电话),WIFI无线电频率半径可达100米左右,使用范围是单位楼层以及办公室、可靠性高、速度快、健康安全、传输距离远、不需要拉线连接设备就可以完成通讯,同时也存在一些不足就是宽带不高、切换时间比较长,然而WIFI安全系数比较低,非常容易受到黑客的攻击,乱改数据,经过了多方面的考虑WIFI模块不是本设计的最佳选择,故放弃本方案。 方案二: 蓝牙模块它也是一种无线传输数据的通信技术,可以代替了移动电话、掌上电脑等数据设备上的优先电缆,它的全球统一开放工作频道为2.4GHz,功率低、体积小方便携带、价格低,它还做到同步数据和语音的传输,同时还可以创建点对点的临时连接问题,抗干扰能力也是非常良好,能够应用于现在的一些固定场合,比如恒温器、智能家居等,传输距离可达到10米左右,数据的传输的安全性极高以及稳定,经过了多方面的考虑蓝牙模块是本设计的最佳选择。 方案三: 红外线模块它具有一对红外管线的反射适应能力非常的强,接收管与发射管它们只能在一定的范围之内,如果发射出去的信号受到了障碍物的干扰就会反射回来被接管器接收,理论上它的收发距离在10米左右,但是在实际生活中使用并没有达到这么远的距离,工作电压在3.3V~5V之间,电路非常的简单,价格也便宜,一旦遇到前面有一个障碍物就会丧失了红外线的功能,所以实用性不是太好,经过了多方面的考虑红外线模块不是本设计的最佳选择,故放弃使用。 总上所述,在以上几个模块中很容易看出蓝牙模块更适用于本设计的无线遥控模块,体积小、安全性高、传输距离适合、功耗低、价格便宜。对于本设计来说方案二蓝牙模块是作为无线遥控模块的最佳选择。 3.硬件电路的设计 3.1 系统的功能分析及体系结构设计 3.1.1 系统功能分析 本课题设计系统主要有由STC89C52单片机电路+蓝牙模块电路+电源电路+风扇控制电路组成。 1、可以通过手机APP控制低速、中速、高速、停止、低速旋转1分钟后停止、中速旋转1分钟后停止、低速旋转1分钟后停止风扇。 2、蓝牙协议如下: 发送TZ00 停止 发送GS00 高速 发送ZS00 中速 发送DS00 低速 发送GS01 高速运作1分钟后停止 发送ZS01 中速速运作1分钟后停止 发送DS01 低速运作1分钟后停止 3.1.2 系统总体结构 本系统具体框图如下图所示: 系统原理图 3.2 电路模块的整体设计 3.2.1 STC89C52单片机与主系统电路流程设计 STC89C52是一款高性能8位CMOS控制器STC,带有8 KB可编程闪存.STC89C52采用传统的MCS-51内核,它已经通过多次的升级,该芯片具有以前的51个微控制器无法实现的功能至STC89C52系统采用单芯片,它具有非常智能8位CPU和可编程闪存功能,STC89C52为许多嵌入式控制应用提供了非常灵活和超高效的解决方案。它已经具备着以下几个功能: 看门狗定时器,512字节RAM,内置4 KB EEPROM ,8 KB闪存,32位I / O线,MAX 810复位电路,3个16位定时器/计数器,4个外部中断,7个向量和4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全串行端口。另外,更重要的是STC89C52可以通过0Hz扩展到静态逻辑工作,并且仅仅能够使用两种软件可选择的省电模式。在空闲模式下,CPU停止工作并允许RAM,定时器或计数器,串行端口和中断仍然可以继续在工作状态。在低功耗保护模式下,RAM的内容已经保存下来,振荡器就会冻结了,并且所有微控制器工作都被停止传输,一直到下一次的复位操作或者是中断操作。最大工作频率为35 MHz,6T / 12T可选。 一、STC89C52具有以下几个重要的特点: 它可以直接使用串口进行下载,同时拥有8KB的程序存储位置、EEPROM存储空间为4 KB还有512字节的数据存储位置,这四个特点是该单片机具备的特点。 二、STC89C52具有以下几个重要的参数: 现在新添加了8051的MCU,其中6个小时和12个小时的时钟或者机器周期是可以选择的,现在的8051和指令代码是可以完整的匹配;它工作的电压是3.3V~5.5V(5.0V的MCU)之间或者是2.0V~3.8V(3.0V的MCU)之间;工作的频率真正的频率高达48 MHz,理论上0~40 MHz之间,相应于正常的8051,在0~80 MHz之间;其中有512字节的RAM,还有8K字节的程序存储位置;输入和输出两个端口复位后是通用的,P1 、 P2、 P3是准双向端口/上拉电阻弱,其中P0这个端口是开放的,如果用来做扩展的总线,那么久不需要使用到上拉电阻,如果是用I / O端口的情况下,必须使用到上拉电阻;不需要IAP(可编程应用)或者ISP(系统可编程),特殊仿真器,特殊编程器和用户串口(RxD / P3.0,TxD / P3.1)可以下载,几秒钟内完成任务;EEPROM有三个16位定时器/定时器功能。 换句话说,计时器是T0,T1,T2,....;可以激活外部触发模式,4个外部屏障通道,下降沿中断或低触发电路以及掉电模式的外部中断;异步UART(串行端口)是可以相互使用的,多个UART是使用了计时器来实现的;工作时温度的范围在0°C~75°C属于商业级别,在-40°C~+ 85°C属于工业级别。 三、STC89C52单片机的引脚的解析及用途: VCC:电源电压;GND:接地;P3.0 串行输入端口(RXD);P3.1 串行输出端口(TXD);P3.2 / INT0(外部中断0);P3.3 / INT1(外部中断1);P3.4 T0(外部输入定时器0);P3.5 T1(外部输入定时器1);P3.6 / WR(外部数据存储器写选通);P3.7 / RD(外部数据存储器读选通);RST是属于复位输入,如果当振荡器复位器件时,RST引脚处于高压状态;ALE / PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉; PSEN:外部程序存储器的选通信号,外部存储器是在程序中获取,其中PSEN都有两次有效的程序周期; EA / VPP:如果EA处于在低电平,内部程序存储器不管存不存在,不影响外部存储器(0000H~FFFFH)这个区间,在加密的情况下,EA处于在高电平,RESET是被EA的内部锁定,内部程序存储器也在其中,这个引脚还使用于FLASH编程,在这期间用到了12V的VPP(编程电源);XTAL1:内部时钟控制电路的输入和反相振荡器放大器的输入;XTAL2:反相振荡器的输出。 单片机引脚图所示: STC89C52单片机引脚图 四,STC89C52单片机系统解析说明: STC89C52 单片机它是由复位时钟、电源以及复位这三个电路组成的一个系统,微控制器仅仅使用这三个部分就可以进行工作。 MCU的最小系统原理图如下所示。 单片机最小系统原理图 (1)VCC和GND是MCU电源引脚,用于为MCU供电。 (2)复位电路由按钮S1,电解电容器EC1和电阻器R1组成。具有手动按钮复位和自动上电复位功能。系统A上电复位按钮接口收集两个高端信号并执行手动复位,然后通过非自动按钮复位,系统A检测到电压从低电平上升到高电平路径是阻力的。当在地之间形成时,高电平自动拉低,微控制器从高电平变为低电平,微控制器自动复位。也就是说,它是一个上电复位。 (3)时钟电路包括晶体振荡器Y1和陶瓷电容器C1和C2。具有控制芯片的数字电路通常在TIME(时钟)电路上工作。为了使控制芯片正常工作,它需要一个自动发出系统时间的时钟电路。这种操作模式通常被称为“拍摄”,以向控制芯片的正常操作提供时钟信号,从而允许整个控制系统正常工作。我们使用11.0592来确保控制系统正常运行并改进其功能。 MHZ晶体振荡器与30PF电容器结合使用。数字控制器上电后,电容器正常工作,以便启动晶体振荡器。 (4)JD1是单片机下载接口。 3.2.2 5V电源电路设计 本课题设计使用到一个+5V的直流电源当作整个系统的总电源,也是为了把整个系统能够供电,简单、便捷、稳点、正常工作,直流电源作为直流电源的插座电源,USB电源线可以直接的接上,一端需要接到直流电源插座上,另一端就是插在5V的电源上,例如手机充电器、电脑的USB、充电宝等。LED用红色当作LED灯,检测系统有没有点的指示灯,电阻只有1K,这样子能够有限流的功能,也能够保护LED灯,预防电流太大导致LED灯烧坏。开关是自锁开关,按下开关之后,LED灯显示为红色,表明这个系统的电源是5V的直流输出,如果开关再按下之后,LED灯就会灭,也表明了系统的电源没有5V电源输出。 5V电源电路原理图 3.2.3 JDY-30蓝牙模块电路设计 蓝牙模块主要是用在了无线通讯上面,方便间接功能很强大,也不需要拉线把设备与设备的端口连接起来,有了蓝牙模块只需要把两个设备通过串口协议连起来就可以相互的传输数据,其实蓝牙模块就是基本的电路集合在一起就可以实现了蓝牙的基本功能,蓝牙模块支持了SP蓝牙串口协议以及支持了串行接口,它体积小、传输速率快、价格低廉、安全性高等特点,我们在蓝牙模块上焊接一些元器件就可以做到很强大的功能。 JDY-30底板蓝牙模块的优势是可以替代现在整个领域中所有穿行通信模块都是2.0以及3.0,其中2.1是蓝牙模块的标准协议,2.4GHZ是工作的频段,具有信号强、数据传输快、性能稳定等特性。 JDY-30蓝牙模块的特点、应用、接口说明如下表所示: 特点、应用、接口说明表 JDY-30规格如下表所示: JDY-30规格表 蓝牙模块接口电路图如下图所示。 蓝牙模块电路原理图 蓝牙模块实物图如下图所示。 蓝牙模块实物图 3.2.4 5V风扇电路控制系统(低电平有效)设计 这个设计使用到了风扇,风扇其实就是一个单相交流的一个电动机,风扇的工作原理是按照电能转换为电磁能,电磁能转换为机械能,机械能转换为动能,这是电风扇的整个转换过程,单片机是不能直接驱动震动风扇,所以使用到了三极管9012来对风扇进行控制,因为电阻是限流电阻,起到了限制电流的作用,也是为了对三极管进行保护,使风扇转动的前提必须是三极管导通,同时对单片机做了相关的控制,引脚为低电平时风扇就可以正常的转动,相反,风扇不转动,驱动电路的原理图如下。 5V风扇控制电路原理图 4.系统软件设计 一个成功的控制系统是由硬件系统与软件系统相结合,上一章是讲述了硬件的设计思路,如果想要把功能实现到极致,必须支持硬件平台的软件程序需要写入单片机内部程序。 4.1 系统软件设计 因为总体的程序还是很复杂,还有计算量也蛮大的,浮点数的计算还是比较复杂,所以觉得使用C语言编写程序是最适合不过的。 在目前来看51单片机这一系列基本上都是使用了C语言,C语言比汇编语言有以下的几个优势: (1) 不用去弄清楚处理器里面的指令集还有存储器是什么结构。 (2) 编译器主要管理寄存器分配还有寻址方式,编写程序的时候不用思考应该用什么数据类型与存储器的地址各种细节问题。 (3) C语言可读性比较好,比较方便让别人来接手的时候功能的扩展,但是汇编的难度就比较大,很难让初学者在短短的时间里面弄明白原开发者的开发思路还有含义。 (4) C语言具有比较强的可移植性,单片机的程序只需要一点点的改动就可以在其他平台下移植并且使用,但是汇编程序却实现不了。 (5) 在C语言和汇编语言两种语言比较下,使用C语言来进行开发与调试在使用时间上就会节约很多时间。 (6) 在C语言文件中内部就提供了大量的标准例子程序。 (7) C语言程序在开发中随意用人们容易理解的或者一看就理解的关键词和函数。 (8) C语言程序在开发中使用变量组合会大大提升了程序的可读性。 4.2 编程语言选择 这个单片机的设计用来KeiluVision4环境开发,现在51系列的单片机系统使用KeiluVision4开发软件是非常的多,也成为了主流。STC公司推出最新一代51系列的单片机处理器的编译还有连接以及调试的继承环境就是KeiluVision4。它不仅仅可以节省大量的成本,而且还可以较少了开发周期。KeiluVision4开发环境不但在Windows界面中提供很全面,而且还支持C/C++的编程语言,其中C语言编程的效率提高了,可以让开发人员非常快的接受了C语言编程语言进行开发。KeiluVision4开发环境有下面几个特点: (1)WINXP与WIN7等多个操作系统都可以同时使用KeiluVision4开发软件,还可以使用各种库其中工具的功能也非常的强大。 (2)使用Keil uVision4来完成编写代码、编译代码以及调试代码等操作。 (3)以现在的情况来分析KeilC51从KeiluVision4C51上添加了大量的新特性还有功能。内核为控制器也变得越来越强大了方便程序员开发,且编译器的界面还有样式也是比以前提升了不少,Keil uVision4开发软件的界面如下图。 4.3 单片机编写程序的开发环境 第一步就是需要在Keil uVision4界面中建立一个新的工程,点击菜单中的“Project”,然后选择“New Uvision Project”,我们建立好的项目需要保存,单击Sava就可以,接下来还需要匹配我们开发中使用的单片机型号,在被设计中使用到了“STC89C52”,所以在选择型号时候选择“STC89C52”就行,以上几个流程就可以完成建立一个新的工程,再接下来就是对工程软件进行建立,需要单击“Source Group”,然后把 .c文件增加到里面然后单击Add即可对这个c文件进行代码的编写,同时通常在建立好的“Project”目录下面都有拷贝有.c文件,整个开发环境就完成了。详细的开发流程图如下所示。 Keil uVision4软件开发流程图 4.4 STC-ISP-15xx-v6.85p程序烧录软件介绍 从KeiluVision4开发软件中,在stc-isp-15xx-v6.85p烧写程序的软件STC89C52RC芯片程序,这款软件的下载是继承代码,是一款非常好用的软件,比如在线仿真还有串口查看都是可以的,在51这个系列的智能研发中使用率也是非常多的,功能强大,从目前研发51这一个系列中是必不可少的,当然,在使用KeiluVision4开发软件时也需要完成一些必不可少的配置才能够正常是的使用,首先把PL2303串口烧写模块与PC相互连接完成之后,在KeiluVision4里面选择相对应的串口号以及单片机系列的型号,并且也要把波特率与程序软件相同。再从项目程序“hex”文件的所在位置,最终就能够选择程序下载按钮了。详细的下载界面在下图显示。 烧写软件显示图 4.5 PL2303串口程序烧写模块介绍 整个设计采用了PL2303串口的烧录模块来对接单片机程序的烧录,同时PL2303的烧录串口也是采用了USB的接口,操作非常方便,也不需要考虑PC与STC整个系列单片机程序的烧录的各种忧虑。主要是这个下载器的费用低廉、功能强大以及方便操作,也是我们开发人员对STC整个系列的单片机优先考虑工具之一。 一、PL2303的串口烧录模块有以下几个特点: (1) PL2303它可以使用 USB1.1 与 USB2.0相互通信; (2) PL2303可以在很多操作系统下使用,如: WIN98、 WINME、 WIN2000、 WINXP、 VISTA、 WIN7 等等; (3) PL2303的供电是用了USB口来解决; (4) 在在编程过程中使用的电源是系统自己的,同时编程器目标板是通过USB端口的电源提供的,目标板上面的电路一定不可以超过500mA,才不会影响到编程的正常操作; (5) 编写的代码程序完成了要与目标板上运行的程序不产生影响; (6) PL2303可以在 STC 整个系列芯片下烧录; (7) 编程器提供 3.3V 与 5V 的电压输出接口; (8) PL2303的编程方便比串口快而且也比较稳定,同时让PC用户带来了方便快捷; (9) PL2303它是使用了国外的原装芯片,可以在开发编程的时候得到了高效率以及稳定性比较好; PL2303的模块如下图所示。 PL2303串口烧写模块 二、PL2303串口烧写模块引脚说明 (1) +5V 5V输出,如果电路板有外接5V供电,此时这个引脚可以忽略不连接。 (2) GND 与GND相互连接。 (3) RXD 与单片机上面的RXD引脚相互连接。 (4) TXD 与单片机上面的RXD引脚相互连接。 (5) 3V3 它是一个3.3V输出的标识。 三、PL2303串口烧写模块与单片机的具体接线图如下图所示。 PL2303串口烧写模块与单片机接线图 4.6 程序流程图 整个设计利用了KeiluVision4开发环境编写代码以及代码的修改和调试,编程语言是使用率C语言,不仅可以容易理解而且还可以移植到其他操作系统,整个系统的流程如下图显示。 系统运行流程图 5.系统焊接与调试 5.1 电路焊接 以前最原始最有价值的焊接方法就是运用了手工焊接,目前最原始的方法很少用于工厂焊接生产中,但是一般的元器件修理和系统测试中使用最多的还是手工焊接方式,最主要的是如果焊接的基础上发现了问题,会影响到整个控制系统,换句话说,整个控制系统是否还可以正常使用最重要的是与焊接有直接的联系。传统的手工焊接的方法主要有以下四步组成的: 第一步准备焊接: 把准备焊接的位置清理干净,为了去除油渍和沾在上面的灰,再把准备焊接的元器件的两个角往另一个方向掰一掰,主要是不能把元器件的两个脚黏在一起,这样会影响焊接的。接下来让电烙铁头碰到需要焊接的元器件脚下,放上焊锡丝,此时我们需要注意的是,不能让电烙铁头部触碰到其他元器件的脚,会导致两个元器件连在一起,会影响不良的后果等。 第二步给电烙铁加热: 在满足第一步操作的前提下,紧接着就是加热焊锡丝了,需要把即将要烧热的电烙铁放置器件的管脚旁边,逐渐的融化焊锡丝,此时特别关心的是将电烙铁的温度还有加热时间,如果加热的时间太长,问题太高有可能会导致焊坏板焊盘,一般情况下电烙铁温度在400℃上下,加热时间为3秒左右,有时也要按照器件的种类来区别,在焊接的过程中,如果想把焊接好的器件拿下,也是要把焊接出加热,操作是先在焊接处补好焊锡丝,焊接点是圆的,再用电烙铁在焊接处再次加热,一边加热一边把元器件直接拿下,此处注意加热时间,不至于导致损坏焊接盘。 第三步清理焊接部位: 在完成前面一步的情况下,偶尔会看到焊接不完整还会有虚焊的情况发生,那么再次要修改,此时分有两种情况,第一种情况是焊锡太少,焊接处不圆,那么再给焊接处再放一点焊锡就可以,也不能够放太多,会导致与其他的引脚黏在一起,第二种情况就是焊锡放的太多,此时需要用电烙铁放置焊接处左右的挪动,使多处的焊锡拿走,如果这个方法不可行,可以拿吸锡器把多余的吸走。 第四步检验焊接点: 把上面的三个步骤完整的做好之后,就是最后一个步骤整体观察,注意观察焊接处是否充满和圆的、亮度明显、牢固,在两个引脚之间是否分开的。 5.2 系统调试 在上电调试之前再次整体看焊接的整个系统是否还有问题,如产生裂痕,正极负极是否存在接反还有连接在一起、虚焊等各种问题产生,再次使用万用表来检查测试一次,电源的正极和负极是否存在短路问题,最后再次确认系统的焊接没有问题。 测试平台就绪后,调试软件程序,如果程序调试没有问题,请验证系统的所有功能是否按要求完成,如果在验证的过程中发现问题,再次调试程序,多次的调试,一直调试到功能完全满足预期的结果为止。 5.2.1 系统程序的调试 程序的调试方式如下几点: (1) 第一步就是新建立一个新的项目,从Keil4软件中建立,单击菜单栏中的工程(Project),然后输入新建了的工程名字,如”基于Android智能风扇的设计“,然后再保存(Save),接下来就是选择器件,从“Atmel”下面的“AT89C52”即可。 (2)创建新的源文件:编写程序代码需要在新建的空白文本中编写,代码编写完成之后一定要记得保存以及文件的扩展名为“基于51单片机蓝牙智能风扇设计.c“,这样就可以完成了建立新文件。 (3)程序的编译以及调试:单击菜单栏上面的编译按钮,Keil4软件就会自动的对文件编译,编译信息会在下面的输出窗口中提示,error信息出现在输出窗口中提示,那么按错误提示的信息并且改正,改 正到没有error提示就可以视为代码没有错误。如下图所示。 编译程序提示没有错误没有警告! (4) 如果程序编译过程中没有发现错误后,再通过PL2303串口烧写模块和烧写程序,开始验证系统功能是不是满足预期的要求,如果功能出现问题,要持续的调试程序,多次调试,把全部的功能完全与预期要求完全符合为止。 5.2.2 硬件测试 最后一步就是硬件整体测试了,主要运用万用表、直流电源或示波器对焊接好的板子进行整体调试,主要检查每一个器件是不是都正常工作了,主要分为两个环节动态调试和静态调试。 一、静态调试,其中静态调试主要分为以下四种: (1)视觉观察。它主要看焊接点是不是满,还有器件和器件之间有没有连接在一起或者器件的管脚是不是已经焊接好,不会导致短路等情况出现。 (2)需要用万用表来调试,先检测电源有没有短路问题,再检查管脚焊接是不是正确的,线与线之间连接是否正确。 (3)在上电测试的时候,首先保证前面两个步骤没有任何问题的情况下,再决定上电,在上电后观察每一个器件能否正常的运行,接下来就是每一个功能进行测试。 (4)通过整体的检查和测试。以上的测试的方法只能用于单片机开发板的开发系统。 二、动态调试: 动态调试是在静态调试完全没有问题的情况下再做最终的检测,是将每一个器件是不是能够正常的运作,是否可以符合系统开发的每一个功能,为了预防器件里面是否有坏道,会导致整个系统的正常运作。 5.3实物测试 经过测试,系统测试正常,如下图所示。 测试系统以上图所示。 致谢   我四年的学习生涯就会在这个季节结束,但我的生活只是一个逗号,我将面临另一个旅程的开始。当我以焦虑的感觉完成毕业论文时,我也从一个乡村里出来的孩子变成了一个成熟的年轻人。 我只是一名本科生,我记得我10年的学习,但这并不容易。首先,我从小学到大学的生活费和学费其实看上去只是一列阿拉伯数字,但是这些钱都是我的父母用汗水换来的,这当然要感谢我的父母,当然,我身处于一个农民家庭,同时供我和我的弟弟两人上大学,如果没有身边的亲戚朋友帮助是比较困难的,在此我要感谢 曾经在我求学时给我经济和精神有过帮助的朋友、老师、亲戚、同学,我的生活因你们而变得更加充实更加精彩。   在大学历经四年的艰辛跋涉,四个多月的充分准备,毕业设计以及论文做得也差不多了,这几个月过得非常的充实,其中也遇到了很多的问题,经过不断地思考把问题一一解决了,在本论文即将完成之际,再回头仔细阅读早就不陌生的文字,让我受益良多。虽然没有值得炫耀的地方,对于我来说,是珍贵的。它是谆谆教诲、老师同学关爱和帮助的结果。   谨此向我的指导老师致以衷心的感谢和崇高的敬意!整个毕业设计的过程都是在指导老师的悉心指导下完成的,从初稿到定稿,老师不厌其烦,对我论文的捲写做了细心指导,大到文章篇幅的布置,小到语句格式、标点符号的瑕疵,都给予我一一指出。老师以他渊博的专业知识、诲人不倦的高尚师德、平易近人的人格魅力和对科学的献身精神给我留下了刻骨铭心的印象,这些使我受益匪浅,在此,我真诚的向指导老师道一声:“谢谢您!”。   篇幅所限,便不能把各位恩师一一列举,但我要感谢学院所有给我上过课老师,是他们传授给我方方面面的知识,由于年级的越升,可能与各位老师渐行渐远,大学的四年时间里,每当我遇到困难的时候老师以及同学们对我的帮助非常大,都会第一时间出现能够帮助到我,我非常感谢老师细致的工作以及同学们的井井有条的学习和生活,在这大学四年里是我人生中很重要的一个转折点也是一个成长过程。   我还要感谢我亲爱的同学们,是他们与我共同交流、一起分享喜悦、分担忧愁和烦恼,这是我得以顺利完成毕业论文的重要基础。他们让我感受到了同窗之情,为我完成学业提供启示和帮助。每当我遇到困难,徘徊犹豫感到力不从心之时,他们总是各抒己见,为我出谋划策,帮助我想到有效解决难题的办法,正是由于大家设计期间给予我的帮助,良好的探讨合作精神为我设计得以顺利完成提供了良好条件。   转眼之间就要和学校、老师、同学们暂时告别了,但我还是希望在今后的人生道路上能与老师和同学们探讨切磋,共同学习、共同进步。   这个论文还有毕业设计虽然是完成了,但是并没有结束,只是仅仅在以后的学习、工作中的一个新起点。   最后向审阅此文的教授、老师致以深切的敬意。 衷心祝愿母校的明天更加辉煌灿烂! 参考文献 [1] 赵小兰,胡征,王培坤,林晓欢,庄衍竖,黄维沛. 多功能自行车码表设计[J]. 电子测试,2013,(20):1-2. 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    文档贡献者

    王***朝

    贡献于2020-12-23

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