基于蓝牙无线传输的摇摇棒设计报告

通信工程专业单片机系统课程设计基于蓝牙无线传输的摇摇棒设计

学院（系）：信息与通信工程学院

专业：通信工程

学生姓名：梅宇华黄馨莹

学号：2013136219 2013136209

指导教师：丁纪峰

完成日期：2015年5月24日

大连民族大学

摘要

本文介绍了一种以STC89C52RC单片机为主控制器，利用人眼的视觉暂留设计的摇摇棒。摇摇棒在摇动过程中形成一个扇形平面，平面内可清晰显示文字、字母、图案。蓝牙作为一种新型的信息传送工具，具有无限传输、方便、快捷的优点。将蓝牙的这种特性运用到摇摇棒上，再结合摇摇棒本身可以在手挥式摆动下动态显示文字及图案的特性，使得摇摇棒具有更好的利用价值在设计中,通过蓝牙无线传输，可以实现摇摇棒显示内容的实时修改。本系统由STC89C52单片机控制模块、32个高亮度LED发光二极管、供电模块及蓝牙串口模块组成。

关键词：STC89C52RC单片机；视觉暂留；动态扫描；LED

目录

摘要 (1)

目录 (1)

1 设计背景及要求 (1)

1.1 设计背景 (1)

1.2 设计要求 (1)

1.2.1 基本要求 (1)

1.2.2 拓展要求 (1)

2 系统设计原理 (2)

2.1 系统总体设计方案 (2)

2.2 摇摇棒显示原理 (2)

2.3 图片显示原理 (2)

3 系统硬件电路设计 (4)

3.1 单片机最小系统设计 (4)

3.1.1 时钟电路 (4)

3.1.2 复位电路 (4)

3.2 LED显示电路的设计 (5)

3.3 串口电路设计 (6)

3.4 电源电路设计 (7)

3.5蓝牙/串口线选择电路设计 (7)

4 系统软件设计 (9)

4.1 主程序设计思路 (9)

4.2 主程序流程图 (9)

4.3 串口接收程序 (9)

4.4 LED显示程序 (10)

5 系统调试 (12)

5.1 硬件调试 (12)

5.2 软件调试 (12)

5.3 整体调试 (12)

6 总结 (13)

7 参考文献 (14)

附录一系统硬件电路图 (15)

附录二实物照片 (16)

附录三系统完整程序代码 (19)

致谢 (21)

1 设计背景及要求

1.1 设计背景

摇摇棒是如今流行的一种玩具，在各种聚会、节日中均见得到它的身影。本设计也追随着摇摇棒的原理，利用人眼的视觉暂留特性，通过STC89C52RC单片机对32只高亮度LED发光二极管进行控制，配合手的左右摇晃就可呈现一幅完整的画面。根据对摇摇棒已有的设计和研究，大都采用一种方式进行摇摇棒动态显示内容的更改，即用有线的方式从电脑向单片机的下载，如串口下载。但是这种利用有线方式进行传输的方法会限制摇摇棒的使用范围，并且更改显示内容会比较麻烦，因为字形码是烧写在ROM中的。如今，随着智能手机的普及，人们都习惯用蓝牙这种方式发送或者接受文件，既方便又快捷，而且不受设备限制（即不用在有电脑的情况下进行操作）。在越来越追求精神生活的当代社会，摇摇棒能够丰富人们的精神世界。这款摇摇棒具有蓝牙无线传输功能，同时也兼备普通的摇摇棒有线下载数据的功能，它可以用在大型演唱会或者娱乐场所，可以用在情侣间表达爱意，还可以用作加油助阵等场所表达心情，用处很多。对显示内容也可以直接用手机随时随地修改，并且易于携带，方便快捷。

1.2 设计要求

要求摇摇棒可以稳定显示字符、英文、汉字或者一幅64*32像素的画面，并且可以实现通过蓝牙或者USB转串口线进行无线或者有线的对显示内容（文字或者单色位图）进行实时更改的功能。

1.2.1 基本要求

（1）利用单排32盏高亮LED实现摇摇棒；

（2）摆动摇摇棒时，可以显示英文、汉字；

（3）摆动摇摇棒时，可以显示简单图形；

1.2.2 拓展要求

（1）可以利用蓝牙模块HC-06，下载手机里的文字或图片。

（2）可以利用USB转串口线，下载电脑里的文字或图片。

2 系统设计原理

2.1 系统总体设计方案

基于蓝牙传输的摇摇棒系统分为三个模块：蓝牙传输模块，单片机控制模块和LED 显示模块。工作过程如下，首先手机先通过蓝牙串口软件向单片机上的蓝牙模块发送数据，单片机收到数据后再对数据进行处理，处理的数据经过字模软件的编译之后再传送到LED 显示条带上，摇摇棒来回摆动就会使得被处理后的数据通过单列LED 条带动态显示出来。设计中也兼容了有线传输的功能，即串口线的传输。

2.2 摇摇棒显示原理

“摇摇棒”是基于人的视觉暂留原理，通过分时刷新32个发光二极管来显示输出文字或图案等信息的显示装置。输出信号频率的控制通过单片机来实现。当进行摇动时，由于人的视觉暂留原理，会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，在视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新，会在摇动区域内产生图像，从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。

2.3 图片显示原理

摇摇棒通过在片上的外部RAM中定义一块256字节的存储空间作为图片区域，只要往这块区域（D:0x0000~D:0x0200）内发送字形码或者图形码，则可以显示出对应的图像。以图片北京奥运会会徽为例，首先将彩色图片（图2.1）经过裁剪和灰度处理，变成单色位图*.bmp（图2.2），然后将单色位图经过压缩，用PCtoLCD软件进行编码（图2.3），最后将图形码发送到摇摇棒上，摇动摇摇棒即可显示对应的图形。（图2.4）

图2.1