无线蓝牙控制的家庭灯光调节系统设计
摘 要本论文主要设计了一款具有对家庭照明灯光进行蓝牙无线遥控、亮度设置、北京时间显示等功能的家庭灯光调节系统。该系统采用了最为经典的STC89C51单片机来对蓝牙智能灯光系统里面的程序语言进行执行，并且以一个特别低廉的成本完成，同时具有特别好的效果。系统中使用的STC89C51单片机的MCS-51内核的强大数据处理作用，搭配上LCD1602和蓝牙模块等器件模块的使用，可以实现控制器与各个模块进行了良好的功能对接。这个蓝牙智能灯光系统使用了数字电路结合模拟电路的配置形式，完成了高速的数据交互性能，各功能模块电路输入输出的数据信号能够以最小的延迟时间传入后级电路。本课题还对这种系统进行了较长时间的环境试验测试，通过变化幅度较大的温度和湿度参数加载到这个系统上，通过了长时间的测试，这种类型的蓝牙智能灯光系统仍然保持正常工作状态。
目录
一、引言 1
（一）蓝牙智能灯光的发展背景 1
（二）蓝牙智能灯光的国内外发展现状 2
（三）本文主要研究内容 2
二、方案设计及元器件选择 3
（一）蓝牙智能灯光的方案设计 3
（二）STC89C51单片机简介 3
（三）LCD1602液晶显示器简介 4
（四）HC05型蓝牙遥控模块简介 4
（五）机械按键介绍 5
三、系统硬件设计 6
（一）STC89C51单片机的最小系统电路设计 6
1.时钟电路配置 6
2.复位电路设计 6
（二）LCD1602显示电路设计 7
（三）蓝牙遥控电路设计 8
（四）按键电路设计 9
四、系统软件设计 10
（一）蓝牙智能灯光的主程序流程设计 10
（二）LCD1602显示流程设计 11
1.写数据的操作 11
2.写指令的操作 12
蓝牙遥控流程设计 12
五、实物制作与安装 14
（一）时间日期显示功能 14
（二）灯光控制功能 14
（三）调试问题 15
总结 17
参考文献 18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
一、引言
（一）蓝牙智能灯光的发展背景
2017年正值人工智能向人工智慧的转变时期，在蓝牙智能灯光系统的性能上，新老产品处于交替时期，很多采用落后芯片设计的产品将被无情的淘汰，取而代之的则是选用最新技术的研究的崭新产品。就以如今作为领跑者的10nm制程工艺技术来说，目前工厂可以通过这项技术在一片指甲盖大小的硅片上嵌入上亿颗晶体管，非但这样，相对成本亦比以前更加低，如果把这些技术在不久的将来应用到蓝牙智能灯光控制系统的配置中，那么这无疑将给蓝牙智能灯光控制系统的效果注入新的活力。蓝牙智能灯光控制系统当前正在以迅猛的速度进入电子产品市场，尤其是以高端单片机实现的产品最具有市场竞争潜力，虽然现如今市面上的相关产品种类繁多，但这些现存产品仍然不能满足人们对于蓝牙智能灯光控制系统日益增加的功效和效果需求，随着经济水平和科学技术的不断发展，用户已经逐渐不能满足现有产品所能实现的功效，当前不论是工业控制场合还是人们的普通生活，对于数据的处理都已进入了大数据时代，这对于系统的运算处理能力提出了更高的要求。加入世贸组织以后各国间的科学技术交流和商品贸易变得愈加频繁，贸易保护主义受到了前所未有的冲击，具备先进技术当作前提的外国商品持续流入我国市场，这这其中就包括了融入先进技术的蓝牙智能灯光控制系统产品，因为我国在电子信息技术方面起步比较晚，从而相比国外在这方面已经取得的成果来说，稍显劣势。
当前ARM内核技术的持续前进使得很多控制器都使用了这种CPU作为芯片内部核心部分，比如意法半导体企业的STM32系列、ARM7和ARM9等，CORTEXM3、M6等中高端ARM内核在这些微处理器中表现出了完美的演绎，把控制和数据处理两方面的性能进行了全面的展现，当前市面上就有一部分蓝牙智能灯光系统是采用这些ARM内核作为主控的产品，这些产品所发挥出的整体优秀性能是数据处理能力强，运行频率高另外控制能力强，然而缺陷也较为明显，由于这些ARM内核基本上都含有32位以上的数据运算能力，而现如今很少的蓝牙智能灯光控制系统具备这项性能，从而在价格方面比其它产品要高出很多。本课题将要构建的是一款通过STC89C51单片机当作控制器的蓝牙智能灯光控制系统，通过了对当前市场上类似产品的广泛调研和对比，可以发现这些产品的指标几乎大同小异，绝大多数全是使用8位单片机或者16位单片机实现的，可想而知在性能方面不会非常明显的，本文把结合这些产品所表现出的每一个优缺点，进行分别对待，构建出一种综合远高于它们的系统。这次毕业设计的研究重点是如何通过一片STC89C51单片机来实现出一种高性能的蓝牙智能灯光控制系统，这将是对我的一个艰难挑战，把对我的综合能力进行全面考验。
（二）蓝牙智能灯光的国内外发展现状
1.蓝牙无线技术的发展现状
步入21世纪10年代以来，蓝牙无线技术已经发展到第四代，有线连接距离更长，延迟更短，安全度更高，功耗更低，可以忽略不计！
2.基于蓝牙无线技术智能灯光的国内外发展现状
国际上许多企业和大型半导体公司都有对蓝牙智能灯光控制系统的设计，这其中美国的亚德诺和德州仪器都有推出的用来配置蓝牙智能灯光系统的集成芯片，由于如今这部分芯片只被少部分应用，因此芯片还不能够获得普及从而价格迟迟下不来，而国内某些企业也开始着手对这种芯片的设计和设计。对比了目前市面上中低高端三个不同档次的蓝牙智能灯光控制系统产品的成本来看，高端档次和中低端的系统在价格方面差距比较大，通过对资料文献的查看可以发现，这其中主要的原因不外乎在于推出蓝牙智能灯光控制系统的关键技术只掌握在少部分企业手中。为了打破这一局面，越来越多的开发者开始了对蓝牙智能灯光系统的研发，好多研究者考虑更换更高性能的微处理器，替换掉之前的低端控制器，因为这是关键部分，从而该办法取得了很大成果。
目录
一、引言 1
（一）蓝牙智能灯光的发展背景 1
（二）蓝牙智能灯光的国内外发展现状 2
（三）本文主要研究内容 2
二、方案设计及元器件选择 3
（一）蓝牙智能灯光的方案设计 3
（二）STC89C51单片机简介 3
（三）LCD1602液晶显示器简介 4
（四）HC05型蓝牙遥控模块简介 4
（五）机械按键介绍 5
三、系统硬件设计 6
（一）STC89C51单片机的最小系统电路设计 6
1.时钟电路配置 6
2.复位电路设计 6
（二）LCD1602显示电路设计 7
（三）蓝牙遥控电路设计 8
（四）按键电路设计 9
四、系统软件设计 10
（一）蓝牙智能灯光的主程序流程设计 10
（二）LCD1602显示流程设计 11
1.写数据的操作 11
2.写指令的操作 12
蓝牙遥控流程设计 12
五、实物制作与安装 14
（一）时间日期显示功能 14
（二）灯光控制功能 14
（三）调试问题 15
总结 17
参考文献 18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
一、引言
（一）蓝牙智能灯光的发展背景
2017年正值人工智能向人工智慧的转变时期，在蓝牙智能灯光系统的性能上，新老产品处于交替时期，很多采用落后芯片设计的产品将被无情的淘汰，取而代之的则是选用最新技术的研究的崭新产品。就以如今作为领跑者的10nm制程工艺技术来说，目前工厂可以通过这项技术在一片指甲盖大小的硅片上嵌入上亿颗晶体管，非但这样，相对成本亦比以前更加低，如果把这些技术在不久的将来应用到蓝牙智能灯光控制系统的配置中，那么这无疑将给蓝牙智能灯光控制系统的效果注入新的活力。蓝牙智能灯光控制系统当前正在以迅猛的速度进入电子产品市场，尤其是以高端单片机实现的产品最具有市场竞争潜力，虽然现如今市面上的相关产品种类繁多，但这些现存产品仍然不能满足人们对于蓝牙智能灯光控制系统日益增加的功效和效果需求，随着经济水平和科学技术的不断发展，用户已经逐渐不能满足现有产品所能实现的功效，当前不论是工业控制场合还是人们的普通生活，对于数据的处理都已进入了大数据时代，这对于系统的运算处理能力提出了更高的要求。加入世贸组织以后各国间的科学技术交流和商品贸易变得愈加频繁，贸易保护主义受到了前所未有的冲击，具备先进技术当作前提的外国商品持续流入我国市场，这这其中就包括了融入先进技术的蓝牙智能灯光控制系统产品，因为我国在电子信息技术方面起步比较晚，从而相比国外在这方面已经取得的成果来说，稍显劣势。
当前ARM内核技术的持续前进使得很多控制器都使用了这种CPU作为芯片内部核心部分，比如意法半导体企业的STM32系列、ARM7和ARM9等，CORTEXM3、M6等中高端ARM内核在这些微处理器中表现出了完美的演绎，把控制和数据处理两方面的性能进行了全面的展现，当前市面上就有一部分蓝牙智能灯光系统是采用这些ARM内核作为主控的产品，这些产品所发挥出的整体优秀性能是数据处理能力强，运行频率高另外控制能力强，然而缺陷也较为明显，由于这些ARM内核基本上都含有32位以上的数据运算能力，而现如今很少的蓝牙智能灯光控制系统具备这项性能，从而在价格方面比其它产品要高出很多。本课题将要构建的是一款通过STC89C51单片机当作控制器的蓝牙智能灯光控制系统，通过了对当前市场上类似产品的广泛调研和对比，可以发现这些产品的指标几乎大同小异，绝大多数全是使用8位单片机或者16位单片机实现的，可想而知在性能方面不会非常明显的，本文把结合这些产品所表现出的每一个优缺点，进行分别对待，构建出一种综合远高于它们的系统。这次毕业设计的研究重点是如何通过一片STC89C51单片机来实现出一种高性能的蓝牙智能灯光控制系统，这将是对我的一个艰难挑战，把对我的综合能力进行全面考验。
（二）蓝牙智能灯光的国内外发展现状
1.蓝牙无线技术的发展现状
步入21世纪10年代以来，蓝牙无线技术已经发展到第四代，有线连接距离更长，延迟更短，安全度更高，功耗更低，可以忽略不计！
2.基于蓝牙无线技术智能灯光的国内外发展现状
国际上许多企业和大型半导体公司都有对蓝牙智能灯光控制系统的设计，这其中美国的亚德诺和德州仪器都有推出的用来配置蓝牙智能灯光系统的集成芯片，由于如今这部分芯片只被少部分应用，因此芯片还不能够获得普及从而价格迟迟下不来，而国内某些企业也开始着手对这种芯片的设计和设计。对比了目前市面上中低高端三个不同档次的蓝牙智能灯光控制系统产品的成本来看，高端档次和中低端的系统在价格方面差距比较大，通过对资料文献的查看可以发现，这其中主要的原因不外乎在于推出蓝牙智能灯光控制系统的关键技术只掌握在少部分企业手中。为了打破这一局面，越来越多的开发者开始了对蓝牙智能灯光系统的研发，好多研究者考虑更换更高性能的微处理器，替换掉之前的低端控制器，因为这是关键部分，从而该办法取得了很大成果。
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