1、 检测与控制(论文)说明书题 目： 基于蓝牙控制的 FM 全自动调谐立体声收音机 系 别： XXX 工程系 专 业： XXXX 工程 学生姓名： XXX 学 号： XXXXXXXX 指导教师： xx 职 称： 高级讲师 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2014 年 7 月 6 日摘 要本次实训是在单片机的基础上做检测与控制的实训，通过对 51 单片机进行系统设计，掌握单片机的基本原理。通过查找资料，对各个功能模块的电路设计，整体程序框架的规划，把整体方案设计出来，再逐一完善，最后进行调试，完成实训要求的任务。本次实训基于单片机 STC89C52 利用 IIC 总
2、线协议控制 RDA5807 模块做 FM 自动搜索电台和控制音量大小功能，用 LCD1602 显示电台频率信息。在此基础上还另外加了个蓝牙模块，利用手机控制换台和调音量大小的功能。此外还外加了个音响功放，用于音频的输出。经过搜集资料、电路的研究设计，PCB 的制作，在 Keil 环境下的程序编写，以及最后的程序烧录和调试，最终完成了本次实训的任务要求。本次的检测与控制实训，提高了我们的资料查找能力以及动手能力，巩固了我们的课本知识。关键词：IIC 总线协议；RDA5807模块；LCD1602显示；单片机控制；蓝牙模块AbstractThis is detection and control t
3、raining which is based on MCU. Through carries on the system design of 51 single chip microcomputer, grasp the basic principles of mcu. By looking for information, the circuit design of each function module, the overall framework of planning, the overall design scheme, and then get more better, fina
4、l debugging, completed the training requirements of the mission.This training is based on STC89C52 MCU using IIC bus control module of RDA5807 FM automatic station search and volume control function based on the radio frequency information, with LCD1602 display. On the basis of adding a Bluetooth mo
5、dule, control channels and change the volume size using mobile phone function.In addition, plus an audio power amplifier in audio output. Through research and design data collection, circuit, PCB production, the program developed in Keil environment, and the final program writing and debugging, fina
6、lly completed the training mission requirements.Detection and control training this time, improve information search our ability and practical ability, consolidate our textbook knowledge.Key word: The IIC bus protocol; The RDA5807 module; LCD1602 display；MCU control; Bluetooth module目 录引言 .11 蓝牙手机控制
7、 FM 全自动调谐立体声收音机的概述 .12 任务要求与整体设计框图 12.1 设 计 任 务 与 要 求 .12.2 总 体 设 计 方 案 .13 硬件电路设 计 23.1 单 片 机 最 小 系 统 设 计 .23.1.1STC89C52.23.1.2 最小系统电路.23.2 收 音 机 模 块 电 路 设 计 .33.2.1RDA5807 收音机模块33.2.2 收音机模块的电路图.43.3 音 频 外 放 功 放 电 路 设 计 63.3.1 TDA2822 功放芯片.63.3.2 TDA2822 功放电路.63.4 蓝 牙 模 块 .74 系统软件编程设计 74.1 软 件 设 计
8、 流 程 图 .74.2 Keil 环 境 程 序 编 写 .84.3 IIC 总 线 协 议 94.4 LCD1602 显 示 .104.5 RDA5807 程 序 编 写 .115 程 序 烧 写 .125.1 程 序 烧 写 软 件 126 调试 .126.1 硬 件 与 软 件 测 试 127 机械组装 128 结论 14谢辞 15参考文献 16附录 .17XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 1 页 共 27 页引言随着科技的发展，单片机在人们的日常生活中应用广泛。为了让同学更加熟悉单片机基本原理，本次实训结合课本上的基本原理配合传感器检测技术，让学生能通过实际操作掌握单片机
9、系统设计与开发过程和传感器原理的基本应用。增强学生的自我学习能力和上网搜索资料的能力，同时也能增强同学的动手制作能力。让自我的能力得到提升，这是一个很好的学习实训机会。1 蓝牙手机控制 FM 全自动调谐立体声收音机的概述这是一个基于蓝牙手机控制的 FM 全自动调谐立体收音机，可以实现全自动搜索电台功能，利用手机无线远距离调台，调声音大小；利用液晶屏 LCD1602 显示电台频率信息和音量大小；利用功放音响做音频的输出，在远处随心所欲地控制换台或者音量大小；利用纸箱做了个立体的音响外观，外观 MINI 大方和谐；传统的收音机都是要人在近距离利用按键控制电台或音量的大小，浪费时间走路又显麻烦，本次
10、的作品就是为了更方便人们，改变生活方式，随时随地地无距离控制收音机，与众不同，让人们的生活变得更美好。2 任务要求与整体设计框图2.1 设计任务与要求（1）了解并掌握单片机的基本原理；（2）用单片机系统实现该控制系统的功能；（3）利用 IIC 总线协议控制 RDA5807 模块；（4）实现全自动搜索电台功能；（5）实现电台频率的显示；（6）蓝牙手机控制；2.2 总体设计方案本次的实训任务分成三大部分：硬件、软件、和机械三部分，总流程如图 2-1 所示；硬件部分包括单片机最小系统电路设计以及 RDA5807 的电路和外放功放音响的电路设计，先利用 Protues 进行电路仿真，确保可靠性后再印制
11、 PCB 板，接下来就是程序部分，利用 Keil 作为程序编程开发环境，本次的收音机用的是 RDA5807 模块，利用单片机控制 IIC 总线进行单片机与收音机模块之间的通讯，蓝牙部分用串口通讯，LCD1602 显示，程序完成生成.hex 文件后烧录到单片机里进行测试。调试成功后，接下来就剩下机械部分的组装。最后就大功完成，坐等验收啦。XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 2 页 共 27 页电路图设计PCB 制作程序编写程序烧录 调试机械组装大功告成图 2-1 3 硬件电路设计3.1 单片机最小系统设计3.1.1STC89C52 单片机芯片STC89C52 是 STC 公司生产的一种
12、低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K在系统可编程 Flash 存储器。STC89C52 使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/ 计数器，4 个外部中断，一个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的
13、 5 向量 2 级中断结构） ，全双工串行口。另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz，6T/12T 可选。3.1.2 单片机最小系统电路单片机最小系统包括复位电路和晶振电路两部分，晶振电路由一个晶振和两个30uf 的起振电容组成，其中复位电路是由一个按键和一个 10uf 的电解电容构成。当按键按下的时候，电源给电容充电，充电的时候电容短路相当于
14、一根导线，当充满电的时候电容断路，复位脚恢复低电平，最小系统电路图如下图所示。XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 3 页 共 27 页图 3-13.2 收音机模块电路设计3.2.1RDA5807 收音机模块收音机电路使用 RDA5807 模块，高灵敏度、低功耗、超小体积的调频立体声收音模组。采用 RDA Microelectronics 的 RDA5807M（或 RDA5802NM）,此电路外围元件少、噪声系数极小。具有体积小、低功耗、低成本、应用简单、使用范围广等优点。是一款简单易用且具极高性价比的单芯片 FM 立体声收音模组。主要应用于移动DVD、 TV、 MP3、MP4 等内置
15、式 FM 全频段无线接收模组。功能特点：采用通用的 102BC 模块的封装，用户可直接替换使用，无需更改电路设计；灵敏度高、噪声小、抗干扰能力强、外接元件极少、体积小（11*11.2MM Max） 、使用极其简单；I2C 串行数据总线接口通讯,支持外部基准时钟输入方式；完全整合的COMS 工艺单晶片集成电路，功耗极小；XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 4 页 共 27 页3.2.2 收音机模块的电路图（1）RDA5807 模块的封装：如图 3-2(1)所示：图 3-2(1)（2）RDA5807 的电路图，主要由 RDA5807 模块和 ASM1117 稳压芯片组成，因为RDA580
16、7 的工作电压不能超过 3.3V,所以要用稳压芯片稳压在 3.3V，由于 RDA5807模块内部集成有功放模块，所以只要在音频输出加两个电容再加两个喇叭就可以了。天线可以用一根长导线做天线。如图 3-2（2）所示：XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 5 页 共 27 页XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 6 页 共 27 页3.3 音频外放功放电路设计3.31 TDA2822 功放芯片TDA2822 是意法半导体(ST)开发的双通道单片功率放大集成电路，通常在袖珍式盒式放音机（WALKMAN） 、收录机和多媒体有源音箱中作音频放大器。具有电路简单、音质好、电压范围宽等特点，
17、可工作于立体声以及桥式放大(BTL)的电路形式下。3.3.2 TDA2822 功放电路XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 7 页 共 27 页3.4 蓝牙模块本次实训用的是 HC06 蓝牙模块，通信直径范围米之内，内置 2.4GHz 天线，自动适应挑频技术.利用 AT 指令修改好密码和用户名了之后，接在单片机的 TXD 和 RXD上，利用单片机的串口通讯设置发送的内容和接收。在手机上安装好蓝牙串口通讯软件后，配对就能用了。在手机上发送指令，在单片机上把接收到的指令进行相应的程序操作编写，如下图所示：4 系统软件编程设计4.1 软件设计流程图XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第
18、 8 页 共 27 页开始液晶屏初始化串口初始化模块初始化打开串口中断打开串口中断频率显示音量显示XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 9 页 共 27 页是否有串口中断yesno4.2 Keil 环境程序编写 利用 u Vision4 开发环境做程序编写，这个编译环境友好，可以兼容.asm 汇编语言和.c 文件的 C 语言,界面简洁，操作简单，是一个很好的单片机开发软件。界面如下图所示：4.3 IIC 总线协议 IIC 总线是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接微控器及其外XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 10 页 共 27 页围设备。IIC 总线是
19、由数据线和时钟线 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。在 CPU 与 IC 和 IC 与 IC 之间进行双方通讯。当 SCL 为高电平时，SDA 由高电平变成低电平跳变，则开始传送数据；但 SCL 为高电平时，SDA 由低电平到高电平的跳变，则结束传送数据；还有一个是应答信号，接收数据的 IC 在接收到Bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，表示已经接收到数据。CPU 向受控单元发送出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。IIC 总线的时序图如下图所示：4.4 LCD1602 显示XXXXXX 学院毕
20、业设计（论文）说明书 第 11 页 共 27 页R/W 为读/写选择端，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 RS 和 RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 RW 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 RW 为低电平时可以写入数据。第 6 脚：E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变为低电平时，液晶模块执行命令。输入：RS=L，RW=H，E=H 输出：D0D7=状态字；输入：RS=L，RW=L，D0D7=指令码，E=高脉冲，输出：无； 输入：RS=H，RW=H，E=H 输出：D0D7=数据；输入：RS=H，RW=L，D0D7=数据，E=高脉冲 输出：无外形
21、尺寸封装如下图 4-1 所示：图 4-1 1602 液晶显示的外形尺寸在设计电路板时要注意液晶屏的尺寸以便适当安排位置，液晶屏 1602 芯片的外形尺寸如图 4-10 所示。4.5 RDA5807 程序编写RDA5807 的程序编写主要是用到了 IIC 总线，把收音机模块的数据传送到单片机的寄存器里，然后单片机再进行读取数据，通过算法换算放到 LCD 液晶屏上显示；XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 12 页 共 27 页具体的程序在附录中。 程序烧写.1 程序烧写软件编写完程序，生成了.hex 文件之后，需要用烧录软件把程序烧写进单片机芯片中，这里用的烧录软件是 STC_ISP_V
22、483，可以到 STC 官网下载最新的烧录软件。XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 13 页 共 27 页6 调试6.1 硬件与软件测试程序烧写完成了之后，就是进行硬件与软件之间的测试，测试是一个很麻烦的过程，一旦测试有问题了，就要在硬件与软件之间进行检测。只要在电路设计和编写程序的时候严谨一些，特别是在电路焊接的时候不要虚焊，基本上测试是没问题的。7 机械组装等所有的电路与程序都测试没问题，功能能实现稳定了之后，就是进行机械组装了，机械组装就是要看个人的 DIY 动手能力了。XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 14 页 共 27 页XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书
23、 第 15 页 共 27 页8 结论经过本次的实训，我懂得了 RDA5807 收音机模块的 IIC 总线应用与蓝牙串口通讯，在这期间，我碰到了很多问题，我通过上网查找资料一步步自我解决了各种问题，一开始我并不知道如何写 RDA5807 的程序以及电路的连接，通过网上查找资料，看模块提供的信息，做电路的设计。在电路设计的时候，由于模块的工作电压是不能超过3.3V，一开始的方案是用电阻分压，把 5V 的降到 3V，但是后来和同学讨论，电阻分压得到的电压不稳定，就觉得用 ASM1117 稳压芯片稳压。稳压部分解决了，然后就是音频外放的问题，由于看资料，RDA5807 内置有音频功放，只需要串个电容加
24、个喇叭就能用，但是测试的时候，接了喇叭，输出功率好小，于是又加了个功放上去。最后还有一个天线的问题，最后上网查资料解决了问题。经过本次的实训，我学会了查找资料的能力和自我解决问题的能力。还有增强了动手能力等等。XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 16 页 共 27 页谢 辞在本次实训的研究和制作过程中，很多同学、老师都给我提供了无私的帮助，尤其是 xx 老师给予我悉心指导和帮助，对我作品的设计给了足够的关注并严格要求我作品的按进度完成。在碰到难以解决的问题时，还不断向我传授分析问题和解决问题的办法，并指出了正确的设计方向，给了我很多设计上的启发，使我在本次设计过程中少走很多弯路。在此
25、向莫老师和同学表示深深的感谢！ XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 17 页 共 27 页参考文献1 唐颖等. 单片机原理与应用及 C51 程序设计M. 北京: 北京大学出版社, 2008.2 张志良. 单片机原理与控制技术M. 北京：机械工业出版社， 2001.3 陈桂友. 单片机原理及应用M. 北京：机械工业出版社 , 2007.4 康华光.电子技术基础M. 北京：高等教育出版社，2006.5 陈瑜.机电一体化产品设计指南M. 北京：机械工业出版社， 2000.6 谭浩强. C 程序设计M.北京：清华大学出版社，2005.7 陈光梦.可编程逻辑器件的原理与应用M. 上海：复旦大学
26、出版社， 1998.8 周仲. 常用电子元器件测量M. 上海：上海科技文献出版社， 2005.9 王港元等. 电子技能基础M. 成都：四川大学出版社， 2007.10 Stephen G Kochan 著.Programming in ANSI C.Hagden Books Indianapolis:Indiana,US.A,1994.XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 18 页 共 27 页附 录附录一：程序#include #include #include “lcd.h“#include “IIC.h“#include “delay.h“unsigned long freque
27、ncy;unsigned char Temp;/ RDA5807 寄存器unsigned char RDA_reg_data8 =0xd0,0x00, / 02H0x00,0x00, / 03H0x00,0x40, / 04H0x90,0x88, / 05H;unsigned char code cdis1 = “ Hello , World! “;unsigned char code cdis2 = “FM VOL “;char code reserve3_at_ 0x3b; /保留 0x3b 开始的 3 个字节void SendStr(unsigned char *s);void Init
28、UART (void)SCON = 0x50; / SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收 TMOD |= 0x20; / TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit 重装TH1 = 0xFD; / TH1: 重装值 9600 波特率 晶振 11.0592MHz TR1 = 1; / TR1: timer 1 打开 EA = 1; /打开总中断XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 19 页 共 27 页/ ES = 1; /打开串口中断/*连续写寄存器子函数*/void RDA5807_write_reg(void)uchar i;I2C_start()
29、;/ 收音模块写入操作I2C_write_byte(0x20);/ 寄存器连续写操作for(i=0; i 8) RDA_reg_data3 = (chan /*频率显示子函数*/void show_frequency(void) XXXXXX 学院毕业设计（论文）说明书 第 22 页 共 27 页unsigned char i,display5;unsigned int temp;temp = (RDA_reg_data2*256)+(RDA_reg_data3 /计算temp = temp6;frequency = (unsigned long)(100*temp+87000)/100;for(i=0; i 0x00)RDA_reg_data0 = 0xd0;RDA_reg_data1 = 0x01;RDA_reg_data3 RDA_reg_data7-; / 音量递减RDA5807_write_reg();break;default:break;/ SBUF=Temp; /把接收到的值再发回电脑端if(TI) /如果是发送标志位，清零TI=0;/*/
