TOP1 智能藍(lán)牙壁障小車系統(tǒng)電路 現(xiàn)在,隨著科技的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)外對(duì)小型智能系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛,種類也越來越多。本設(shè)計(jì)就是結(jié)合有關(guān)科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題,所設(shè)計(jì)的智能小車應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程遙控的功能。智能小車控制系統(tǒng)采用一片STC89C51單片機(jī)作為本控制系統(tǒng)的主控芯片,硬件包括以下幾個(gè)模塊:驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊、單片機(jī)控制模塊、藍(lán)牙模塊、電源模塊。本設(shè)計(jì)采用了STC89C51單片機(jī)為智能小車核心控制部分,通過查詢方式實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的智能控制。小車由主控制板、電源系統(tǒng)和車身四部分組成。主控制系統(tǒng)由主控CPU電路、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等組成;直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用PWM調(diào)制技術(shù),可靈活方便地對(duì)車速、行進(jìn)方向進(jìn)行控制。 電路原理:本系統(tǒng)利用單片機(jī)STC89C51單片機(jī)作為本系統(tǒng)的主控模塊,我們采用android手機(jī)控制下車上的藍(lán)牙從機(jī),由單片機(jī)對(duì)傳感器識(shí)別到的信號(hào)加以分析和判斷,并通過對(duì)直流電機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)方向變換。小車原理圖如下圖所示,電機(jī)通過L293F芯片控制轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與速度。其中,SPEED1和SPEED2兩個(gè)端口通過PWM調(diào)節(jié)控制兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,IN1和IN2控制左側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向,IN3和IN4控制右側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。通過對(duì)這6個(gè)端口的控制,使小車能夠按照預(yù)定的軌跡行進(jìn)。
小車車體結(jié)構(gòu)好,完全自主設(shè)計(jì),小車采用兩層結(jié)構(gòu),分放不同模塊的元件,調(diào)試過程和修改過程相對(duì)簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)通過采用STC89C51單片機(jī)為控制核心,實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的智能控制。該控制系統(tǒng)不僅在智能小車中有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,在汽車應(yīng)用、智能機(jī)器人等方面都有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,尤其是在機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景。所以本設(shè)計(jì)與實(shí)際相聯(lián)系,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 智能手機(jī)藍(lán)牙控制的小車系統(tǒng)電路 整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)可以分為四個(gè)模塊:電源電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊。電源電路為整個(gè)系統(tǒng)供電,包括單片機(jī) AT89C52、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、藍(lán)牙模塊、及其他外圍電路。電源電路分兩個(gè)部分:(1)接外部電源給電機(jī)供電;(2)由4節(jié)干電池作為電源,給系統(tǒng)供電,以確保單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、藍(lán)牙模塊的正常運(yùn)行。在電源電路給系統(tǒng)供電時(shí),綠色指示燈點(diǎn)亮,只是當(dāng)前供電正常。單片機(jī)最小系統(tǒng)部分是整個(gè)系統(tǒng)的智能控制部分,也是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊L298需要從外部接兩個(gè)電壓,一個(gè)是給電機(jī)的,另一個(gè)給L298芯片。 單片機(jī)AT89C52系統(tǒng)電路
AT89S52($0.8482)單片機(jī)片內(nèi)集成256字節(jié)程序運(yùn)行空間、8K字節(jié)Flash存儲(chǔ)空間,支持最大64K外部存儲(chǔ)擴(kuò)展。根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要求,時(shí)鐘頻率可以設(shè)置在0~33M之間。片內(nèi)資源有4組I/O控制端口、3個(gè)定時(shí)器、8個(gè)中斷、軟件設(shè)置低能耗模式、看門狗和斷電保護(hù)。可以在4V到5.5V寬電壓范圍內(nèi)正常工作。不斷發(fā)展的半導(dǎo)體工藝也讓該單片機(jī)的功耗不斷降低。同時(shí),該單片機(jī)支持計(jì)算機(jī)并口下載,簡(jiǎn)單的數(shù)字芯片就可以制成下載線。根據(jù)不同場(chǎng)合的要求,這款單片機(jī)提供了多種封裝,本次設(shè)計(jì)根據(jù)最小系統(tǒng)有時(shí)需要更換單片機(jī)的具體情況,使用雙列直插DIP-40的封裝。 L298N($2.1300)型驅(qū)動(dòng)器電路
L298是比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N,內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路??梢苑奖愕尿?qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī),或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。L298N芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī),也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī),輸出電壓最高可達(dá)50V,可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓;可以直接用單片機(jī)的IO口提供信號(hào);而且電路簡(jiǎn)單,使用比較方便。L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)VSS,VSS可接4.5~7 V電壓。4腳VS接電源電壓,VS電壓范圍VIH為+2.5~46 V。輸出電流可達(dá)2.5 A,可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻,形成電流傳感信號(hào)。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī),OUT1,OUT2和 OUT3,OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī),本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。5,7,10,12腳接輸入控制電平,控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA,EnB接控制使能端,控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)L298N是SGS公司的產(chǎn)品,內(nèi)部包含4個(gè)通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路,是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器,即內(nèi)含二個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器,接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào),可以驅(qū)動(dòng)4V、2V以下的電機(jī)。 智能藍(lán)牙技術(shù)資料匯總: 讓你的智能藍(lán)牙產(chǎn)品設(shè)計(jì)不再聽天由命
TOP2 揭秘智能藍(lán)牙照明系統(tǒng)電路 本方案采用STC12C5A08AD 作為MCU控制器,STC12C5A08AD 是新一代單片機(jī),采用第6 代保密技術(shù),程序燒寫后無法解密,增強(qiáng)了保密功能。速度比普通的8051單片機(jī)快8~12 倍,內(nèi)建4 個(gè)16 位定時(shí)器,功耗比較低。MCU 的控制信號(hào)通過光耦控制可控硅來控制燈具的明亮程度,在強(qiáng)電控制接口加有電流檢測(cè)回路,檢測(cè)強(qiáng)電電流的大小,用作檢測(cè)反饋。通訊方式采用2.4G 無線通信模塊,無需布線,降低成本,控制方式靈活,遙控范圍廣,通訊速度快。本方案一共可以控制12 路燈具,適用于家庭照明控制。 2.4G 藍(lán)牙模塊電路設(shè)計(jì) 目前用于2.4GHz 通訊的通用芯片常見的有nRF2401($1.8806)無線芯片模組,RFW102 無線芯片模組等。根據(jù)設(shè)計(jì)需求及成本考慮,本設(shè)計(jì)中采用nRF2401進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。nRF2401 是一個(gè)單片無線收發(fā)一體芯片,工作在2.4GHz ISM 頻段,完全集成功率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)整電路。采用QFN24 5×5 毫米封裝,應(yīng)用電路使用外圍元件少;采用FSK 調(diào)制方式,125 個(gè)頻道,能滿足多頻及跳頻需要;傳輸速率高達(dá)1Mbps,具有高數(shù)據(jù)吞吐量;功耗低,電源電壓1.9V~3.6V 滿足低功耗設(shè)計(jì)需要;芯片內(nèi)部設(shè)有專門穩(wěn)壓電路,使用各種電源包括DC/DC 開關(guān)電源均有較好的通信效果。
圖2 2.4G 通訊電路 智能照明控制電路設(shè)計(jì) 常用的調(diào)光方法有:脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)光法、改變半橋逆變器供電電壓調(diào)光法、脈沖調(diào)頻調(diào)光法、脈沖調(diào)相調(diào)光法和可控硅相控調(diào)光法??煽叵嗫卣{(diào)光法具有體積小、價(jià)格合理和調(diào)光功率范圍寬等優(yōu)點(diǎn),本系統(tǒng)最終采用可控硅相控調(diào)光來調(diào)節(jié)燈具的明亮程度。應(yīng)用可控硅相控原理,通過控制可控硅的導(dǎo)通角,將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分,以降低輸出電壓的平均值,達(dá)到控制燈具供電電壓,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光??煽毓柘嗫卣{(diào)光對(duì)照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快,調(diào)光精度高,調(diào)光參數(shù)可以分時(shí)段實(shí)時(shí)調(diào)整。由于調(diào)光電路主要是電子元件組成,相對(duì)來說體積小、設(shè)備質(zhì)量輕、成本低??煽毓柘嗫卣{(diào)光電路如圖3 所示。單片機(jī)的控制信號(hào)經(jīng)74HC04($0.0590)反相后送到光耦MOC3023($0.1458),光電隔離后輸入到可控硅T16C6F 的控制極,控制可控硅的導(dǎo)通角,實(shí)現(xiàn)調(diào)光。
圖3 可控硅相控調(diào)光電路 基于單片機(jī)控制的照明系統(tǒng),具有成本低、開發(fā)時(shí)間短、安裝維護(hù)方便、容易滿足客戶不同需求等優(yōu)點(diǎn),市場(chǎng)前景廣闊。目前我國(guó)的消費(fèi)水平并不高,對(duì)于系統(tǒng)龐大的高檔需求并不大,而照明系統(tǒng)的低成本,在家居市場(chǎng)上應(yīng)用越來越廣泛。本文介紹的基于單片機(jī)控制的照明系統(tǒng)具有一定的市場(chǎng)推廣價(jià)值。 智能藍(lán)牙無線報(bào)警系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 無線報(bào)警網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主要由微處理器 AT89C2051($0.5940)、nRF2401無線通信芯片、外圍設(shè)備和開關(guān)量輸入接口的傳感器構(gòu)成。微處理器AT89C2051是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件系統(tǒng)的核心控制部件,負(fù)責(zé)接收傳感器觸發(fā)的開關(guān)量報(bào)警信號(hào),發(fā)送nRF2401通信命令,控制信息的傳輸。單片射頻收發(fā)芯片nRF2401是實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵器件。nRF2401工作于2.4~2.5GHzISM頻段,芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊,輸出功率和通信頻道可通過程序配置,芯片功耗非常低,以-5dBm的功率發(fā)射時(shí),工作電流只有10.5mA,接收時(shí)工作電流只有18mA,多種低功率工作模式,節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用nRF2401進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,來實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的無線傳輸。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過連接的傳感器感知外部環(huán)境異常變化。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電路原理圖如圖2所示。
圖2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電路原理圖
TOP3 心電服務(wù)系統(tǒng)的藍(lán)牙接口電路 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中電源是能源中心,在節(jié)點(diǎn)中起著非常重要的作用,特別是在無線通信系統(tǒng)中,電源不光是能源供應(yīng)者,它也直接影響通信的質(zhì)量。器件對(duì)加到輸入引腳或輸出引腳的電壓通常是有限制的。這些引腳由二極管或分離元件接到Vcc。如果接入的電壓過高,電流將會(huì)通過二極管或分離元件流向電源。而現(xiàn)行的電壓輸出模塊中多為5V電壓,因而需要設(shè)計(jì)出一個(gè)輸出穩(wěn)定的5V轉(zhuǎn)3V的電壓調(diào)節(jié)模塊。在該系統(tǒng)中,選用專為通信控制芯片提供轉(zhuǎn)換電壓的LM1117($0.5030),它具有功耗低,體積小的優(yōu)點(diǎn)。又因?yàn)殡妷褐泻性S多高頻干擾源,這些高頻成分很容易經(jīng)過電源進(jìn)入通信系統(tǒng)中。另外系統(tǒng)自身的發(fā)送頻率也會(huì)經(jīng)過電源感應(yīng)反饋到通信系統(tǒng)造成干擾。因而可在電源電路中加入220μH的電感,與并入多個(gè)不同容值的電容所構(gòu)成的濾波電路來抑制各種高頻信號(hào)。使節(jié)點(diǎn)能夠得到穩(wěn)定可靠且低干擾的電源,保證節(jié)點(diǎn)的可靠運(yùn)行。該電源電路如圖3所示。
圖3 電源電路 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過程中遇到的主要問題及解決方法有:nRF2401射頻電路工作在2.4GHz~2.5 GHz 高頻率工作頻段,抗干擾設(shè)計(jì)直接關(guān)系到射頻性能和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。在無線通信部分布線時(shí),合理的布局與布線及采用多層板既是布線所必須的也是降低電磁干擾提高抗干擾能力的有效手段。布線時(shí)需要注意以下幾點(diǎn):一是無線通信部分電路沒有用做布線的面積均需用銅填充并連接到地,以提供RF屏蔽達(dá)到有效抗干擾的目的 ;二是nRF2401 芯片底部應(yīng)接地 ;為了降低延遲、減少串?dāng)_,確保高頻信號(hào)的傳輸 ,要使用多個(gè)接地過孔將nRF2401芯片底部和地層相連; 三是盡可能地減少串?dāng)_,減少分布參數(shù)的影響,器件要緊密地分布在nRF2401的四周。 運(yùn)用于心電服務(wù)系統(tǒng)的藍(lán)牙接口電路設(shè)計(jì) 藍(lán)牙接口電路設(shè)計(jì) 在模塊的硬件連接上, 心電圖采樣模塊的輸入端串聯(lián)10K 電阻后可直接連接導(dǎo)聯(lián)線, 如圖所示。 圖中藍(lán)牙模塊采用HC-06, 該模塊采用CSR 藍(lán)牙芯片,遵循藍(lán)牙V2.0 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn), 模塊尺寸為3.57×1.52cm,利用串口的TXD、RXD 信號(hào)腳與心電圖采樣模塊直接相連, 波特率設(shè)置為115200($0.1530)bps。由于心電圖采樣模塊與藍(lán)牙模塊尺寸小, 因此整個(gè)心電圖機(jī)體積小巧,便于攜帶。
采用藍(lán)牙技術(shù)的LED點(diǎn)陣屏系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 針對(duì)LED 顯示屏應(yīng)用中存在的問題,給出了一種低成本、內(nèi)容更新便捷的點(diǎn)陣LED 文字顯示屏的方案。系統(tǒng)采用C8051F410($4.6768)作為MCU,利用藍(lán)牙模塊接收手機(jī)藍(lán)牙傳輸?shù)臄?shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)通過單片機(jī)控制字庫(kù)芯片進(jìn)行字符集的轉(zhuǎn)換、點(diǎn)陣代碼的提取,進(jìn)而由單片機(jī)控制點(diǎn)陣屏更新顯示數(shù)據(jù)。經(jīng)實(shí)際使用,控制穩(wěn)定、方便。設(shè)計(jì)一種內(nèi)容更新便捷、可擴(kuò)展、低價(jià)格的點(diǎn)陣LED 文字顯示屏。降低成本的途徑是①用幾乎人人都有的手機(jī)的藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸功能進(jìn)行LED 顯示內(nèi)容的更新,免去專業(yè)上位機(jī)軟件和控制卡的成本,操作也更簡(jiǎn)單;②單次顯示內(nèi)容在5 ~ 30 個(gè)漢字或英文字母,因?yàn)轱@示內(nèi)容較少,就可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展電路的簡(jiǎn)單化。 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)對(duì)單片機(jī)時(shí)鐘的精度和溫度穩(wěn)定度都沒有特別要求,可以直接使用C8051F410 單片機(jī)內(nèi)部自帶的時(shí)鐘振蕩器,而無需外接振蕩器。使用時(shí)要注意的是,是芯片工作電源是從Vregin 引腳引入( + 3. 3V) ,VDD 是內(nèi)部基準(zhǔn)電壓輸出引腳,VIO 是I /O 口作為數(shù)字引腳時(shí)的電源輸入引腳。電路設(shè)計(jì)時(shí)必需在緊靠這3 個(gè)引腳的位置布上濾波和退耦電容( 4. 7μ 和104p) .P1. 0~ P1. 3 是顯示屏的控制線CLK、SCLK、R 和OE; P1. 7、P0. 0 ~ P0. 2是字庫(kù)芯片控制線,采用SPI 接口; P2. 0 和P2. 1 是顯示屏的行掃控制線A 和B; P0. 4 和P0. 5 是串口通信線,與藍(lán)牙模塊連接。這12 根引腳都需配置為數(shù)字引腳。最小系統(tǒng)電路如圖3所示。
藍(lán)牙模塊 選用藍(lán)牙模塊的要求是: 價(jià)格便宜、體積小,使用方便。符合條件的藍(lán)牙模塊產(chǎn)品很多。設(shè)計(jì)選用的是南京國(guó)春電氣生產(chǎn)的GC - 02 藍(lán)牙模塊,這是款高質(zhì)量的CLASS2 藍(lán)牙模塊。此藍(lán)牙模塊內(nèi)部帶有對(duì)象交換協(xié)議( OPP) 文件接收功能,只要上電后,就可被手機(jī)藍(lán)牙識(shí)別,并可成功配對(duì)建立連接,接收手機(jī)藍(lán)牙傳輸?shù)奈募?。GC - 02 藍(lán)牙模塊共有29 個(gè)引腳,可通過SPI 接口或UART接口與單片機(jī)通信。本系統(tǒng)單片機(jī)選擇UART 方式與GC - 02進(jìn)行通信。藍(lán)牙模塊處于待機(jī)模式時(shí),已配對(duì)過的手機(jī)向藍(lán)牙模塊發(fā)送文件,未配對(duì)的手機(jī)需先進(jìn)行配對(duì),輸入正確的PIN 碼( 即配對(duì)密碼) 即可配對(duì)。此藍(lán)牙模塊的出場(chǎng)廠PIN 碼是“1234”,其PIN 碼可通過向藍(lán)牙模塊發(fā)送指令進(jìn)行修改。 系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)以單片機(jī)C8051F410 作為MCU,外圍電路包括藍(lán)牙模塊、字庫(kù)芯片、LED 點(diǎn)陣屏和電源模塊,系統(tǒng)電路原理如圖8 所示。
圖8 系統(tǒng)原理圖
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通過手機(jī)更新顯示屏顯示內(nèi)容的目的,方便又快捷。經(jīng)過一批用戶的使用,顯示性能和控制性能均較為穩(wěn)定。但是,在實(shí)際使用過程中也遇到了尚未解決的問題: ①有部分手機(jī)不支持Unicode 字符集格式。②本設(shè)計(jì)僅限于智能機(jī)通過記事本編輯顯示數(shù)據(jù)的傳送,而不同手機(jī)采用的記事本編輯軟件不盡兼容,本設(shè)計(jì)是基于Nokia 手機(jī)的。 TOP4 微型智能藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)傳輸電路 模塊使用nRF24L01($1.4544)芯片開發(fā)而成,NRF24L01($1.4544)的每一個(gè)功能都經(jīng)過仔細(xì)的評(píng)估和選擇,來獲得最小的成本和優(yōu)化的性能。解決方案將為便攜式采用電池供電的2.4GHz產(chǎn)品提供絕對(duì)低成本高性能的解決方案。nRF24L01 特別適合采用鈕扣電池供電的2.4G應(yīng)用,整個(gè)解決方案包括鏈路層和MultiCeiver功能提供了比現(xiàn)有的nRF24XX 更多的功能和更低的電源消耗,這一點(diǎn)已經(jīng)把競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手遠(yuǎn)遠(yuǎn)的拋在后面,與目前的藍(lán)牙技術(shù)相比在提供更高速率的同時(shí),而只需花更小的功耗。nRF24L01為滿足全球范圍內(nèi)的無線電管理規(guī)定設(shè)計(jì)。這個(gè)芯片包括載波監(jiān)測(cè)功能,可以用于在WLAN環(huán)境下的可靠通信。高速率和獨(dú)特的切換時(shí)間減少了與跳頻系統(tǒng)如藍(lán)牙出現(xiàn)碰撞的可能。模塊的傳輸距離在理想條件下可以達(dá)到100米,經(jīng)過我們測(cè)試測(cè)試在1M速率下開闊地可以達(dá)到40米,如果降低速率可以到80米左右。隔墻大約能傳20米左右,無線傳輸受太多因素影響沒法理想化。
微型智能無線數(shù)傳模塊的內(nèi)部電路圖 接口電路 (1) VCC腳接電壓范圍為1.9~3.6V之間,超過3.6V將會(huì)燒毀模塊。推薦電壓3.3V左右。(2) 除電源VCC和接地端,其余腳都可以直接和普通的5V單片機(jī)IO口直接相連,無需電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)然對(duì)3V左右的單片機(jī)更加適用了。(3) 硬件上面沒有SPI的單片機(jī)也可以控制本模塊,用普通單片機(jī)IO口模擬SPI不需要單片機(jī)真正的串口介入,只需要普通的單片機(jī)IO口就可以了,當(dāng)然用串口也可以了。 當(dāng)使用NRF24L01片內(nèi)的CRC技術(shù)時(shí),要確保在配置字(CONFIG的EN_CRC) 中CRC校驗(yàn)被使能,并且發(fā)送和接收使用相同的協(xié)議。NRF24L01配置字的CONFIG寄存器的位描述如下表所示。NRF24L01 CONFIG 配置字描述,這是和89C2051單片機(jī)的應(yīng)用線路圖。
推薦NRF24L01工作于Enhanced ShockBurstTM 收發(fā)模式,這種工作模式下,系統(tǒng)的程序編制會(huì)更加簡(jiǎn)單,并且穩(wěn)定性也會(huì)更高,因此,把NRF24L01配置為Enhanced ShockBurstTM收發(fā)模式的器件配置方法。ShockBurstTM的配置字使NRF24L01能夠處理射頻協(xié)議,在配置完成后,在 NRF24L01工作的過程中,只需改變其最低一個(gè)字節(jié)中的內(nèi)容,以實(shí)現(xiàn)接收模式和發(fā)送模式之間切換。 解讀智能藍(lán)牙虛擬示波器系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì) 在電氣檢修工作中,有時(shí)要用到示波器查看各種電壓波形,普通的示波器體積大、笨重,最重要的是沒有電氣隔離,操作時(shí)要注意不能觸電。隨著單片機(jī)等電子技術(shù)的發(fā)展,以及智能手機(jī)的普及,設(shè)計(jì)一個(gè)能和手機(jī)配套使用的虛擬示波器,成本低,攜帶使用都方便。 硬件設(shè)計(jì)電路包括信號(hào)預(yù)處理、單片機(jī)、藍(lán)牙串口模塊和電源4部分,電路原理圖見圖1。
圖1:藍(lán)牙虛擬示波器電路原理圖
信號(hào)預(yù)處理:?jiǎn)纹瑱C(jī)AD轉(zhuǎn)換電壓范圍是0~3.3V,為了能測(cè)量交流信號(hào),把輸入信號(hào)地端接RP3調(diào)節(jié)出的1.65V,這樣就能測(cè)到-1.65~+1.65V的電壓。實(shí)際工作中電工測(cè)量電壓范圍從幾伏到幾百伏,為此加入了電阻降壓網(wǎng)絡(luò)R1、R2、R4、R5、RP1和RP2,這樣就能測(cè)到60V的電壓,再加上個(gè)有x10 擋(放大10倍)的示波器探頭,最大可測(cè)到600V電壓。LM358($0.0737)是雙運(yùn)放,接成電壓跟隨器方式,主要作用是提高輸入阻抗,使示波器標(biāo)入阻抗是1MΩ,否則示波器探頭放到x10擋時(shí),測(cè)量數(shù)值會(huì)有偏差。運(yùn)放還能起到當(dāng)輸入信號(hào)過大時(shí),限制輸入到單片機(jī)的信號(hào)幅度,保護(hù)單片機(jī)的作用。共有2個(gè)信號(hào)輸入端,組成雙蹤示波器,可以比較2路信號(hào)的相位關(guān)系。 TOP5 智能藍(lán)牙溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電路 智能藍(lán)牙溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)采用了CSR藍(lán)牙芯片BC417143($2.1387)。該芯片采用Blue4.0、支持主或從模式、支持AT命令集、支持波特率為2 400到1 382 400 bps,適用于嵌入式串口傳輸無線的全新的模塊。值得注意的是。藍(lán)牙芯片工作在3.3 V,而MCU工作在5 V.存在邏輯電平不匹配問題。且IO管腳無法容忍MCU的5 V邏輯電平。設(shè)計(jì)中采用了1117芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換輸出3.3 V.藍(lán)牙與MCU連接需經(jīng)過電平限制以保證藍(lán)牙模塊正常工作,以下是藍(lán)牙模塊的電源選擇方案及串口模塊的引腳定義。
圖3 藍(lán)牙模塊的電路原理圖 采集板電路原理圖 采集板電路原理圖如圖4。藍(lán)牙模塊主要與單片機(jī)的串行IO口連接。數(shù)字溫度傳感器DS18B20($2.0074)與單片機(jī)的P1.0口連接。繼電器則與P1.2口連接。溫度傳感器DS18B20 將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)通過P1.0 El送給單片機(jī)。經(jīng)單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)由串口傳給藍(lán)牙模塊(BLUETOOTH) 也可以通過藍(lán)牙模塊接收通信板發(fā)來的指令2-2通信板電路設(shè)計(jì)通信板主要由單片機(jī)、藍(lán)牙模塊、USB模塊等相關(guān)電路構(gòu)成。如圖PDIUSBD12是一款性價(jià)比很高的USB器件它通常用作微控制器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)與微控制器進(jìn)行通信的高速通用并行接口。它還支持DMA傳輸此外它還集成了許多特性。包括 SoftConnetTM、GoodLinkTM、可編程時(shí)鐘輸出低頻晶振和終止寄存器集合 所有這些特性都為系統(tǒng)顯著節(jié)約了成本。同時(shí)使USB功能在外設(shè)上的應(yīng)用變得容易。
圖4 采集板電路原理圖 PDIUSBD12的8根DATA引腳與單片機(jī)的PO口相連接,采用10 k的排阻作為上拉電阻;SUSPEND是當(dāng)芯片掛起狀態(tài)掛起時(shí),輸出為高。與單片機(jī)的P1.1連接:INT_N是中斷請(qǐng)求。與單片機(jī)的IN,m 連接:RD N和WR N讀寫選通信號(hào)分別與單片機(jī)的RD和WR連接;DMREQ、DMACK N、EOT N分別是DMA 的中斷請(qǐng)求、DMA應(yīng)答和DMA傳輸完成。由于沒用啟用DMA功能直接接高電平。RESET N是復(fù)位引腳。接單片機(jī)的P1.7;GL N是芯片的工作指示燈。接人一個(gè)LED指示燈??梢灾苯佑^察USB設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài);XTAL1和XTAL2接6MHZ.CS N為片選信號(hào)。接單片機(jī)的PI.6,A0地址線,采用I/O口模擬,接單片機(jī)P3.4:D+和D一是USB的差分?jǐn)?shù)據(jù)線分別串聯(lián)一個(gè)l8 Q的阻抗匹配電阻。后接USB插頭上 。 藍(lán)牙模塊連接方法與采集板的連接方式相同 通訊板的信號(hào)流程為:由采集板采集的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)藍(lán)牙模塊傳輸?shù)酵ㄓ嵃迳希偷絾纹瑱C(jī)上處理。通過PDIUSBD12傳輸?shù)絇C上進(jìn)行顯示保存。單用戶在PC上進(jìn)行操作時(shí),數(shù)據(jù)由PC通過PDIUSBD12傳送到單片機(jī)。再經(jīng)過藍(lán)牙傳輸,送到采集板進(jìn)行相對(duì)的響應(yīng)。
圖5 通信板電路原理圖
本文提出了一種基于USB與藍(lán)牙芯片BC417($2.1387)143的無線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。并從硬件方面介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度信息進(jìn)行的無線數(shù)據(jù)采集。利用藍(lán)牙芯片作為無線收發(fā)模塊。DS18B20作為溫度數(shù)據(jù)采集。USB接口芯片作為與PC機(jī)的通信接口。簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)并具有易擴(kuò)展和組網(wǎng)的特點(diǎn)。 TOP6 高集成智能藍(lán)牙耳機(jī)電源電路 隨著越來越多的手機(jī)支持藍(lán)牙功能,藍(lán)牙耳機(jī)已成為手機(jī)的必備選件。藍(lán)牙耳機(jī)的電源管理設(shè)計(jì)要求外圍組件少,集成度高,同時(shí)滿足藍(lán)牙芯片對(duì)負(fù)載響應(yīng)和噪聲抑制的要求。無線立體聲耳機(jī)成為熱門產(chǎn)品。隨著越來越多的手機(jī)支持藍(lán)牙功能,藍(lán)牙耳機(jī)已成為手機(jī)的必備選件。同時(shí),隨著支持MP3播放的立體聲藍(lán)牙耳機(jī)的推出,藍(lán)牙耳機(jī)已能夠同時(shí)連接到藍(lán)牙移動(dòng)電話和音樂播放器,這必將給藍(lán)牙應(yīng)用帶來新的亮點(diǎn)。 藍(lán)牙耳機(jī)的核心是射頻和基帶處理兩部分,為適應(yīng)功能的集成和設(shè)計(jì)的小型化,CSR、Broadcom等公司已將射頻和基帶處理功能集成在一起,如CSR BlueCore4高集成的藍(lán)牙芯片,封裝最小為6×6mm。整個(gè)耳機(jī)的電源管理設(shè)計(jì)要求外圍組件少,集成度高,同時(shí)滿足藍(lán)牙芯片對(duì)負(fù)載響應(yīng)和噪聲抑制的要求。
圖1:TC1303($0.9200)在藍(lán)牙耳機(jī)上的應(yīng)用電路 藍(lán)牙耳機(jī)多采用鋰電池供電,其電壓范圍為2.7V至4.2V。電池容量為90mAH至170mAH。為滿足更長(zhǎng)時(shí)間通話及音樂播放的需要,電池容量有逐漸增加的趨勢(shì)。另外,基于ARM或DSP內(nèi)核的藍(lán)牙芯片需要兩組電源(如1.8V和2.7V)分別對(duì)內(nèi)核和I/O供電。同時(shí),麥克風(fēng)也需要一個(gè)“干凈”的偏置電壓。 圖中 500mA的同步DC/DC轉(zhuǎn)換器集成了P溝道和N溝道MOSFET,采用2MHz的開關(guān)頻率,轉(zhuǎn)換效率達(dá)到92%以上。高開關(guān)頻率和PWM/PFM自動(dòng)切換技術(shù)可使工程師選擇低至2.2μH的表貼電感和陶瓷電容,即可滿足濾波和藍(lán)牙芯片對(duì)紋波的要求。TC1303內(nèi)集成的LDO可提供300mA的輸出電流,且只有137mV電壓差。為了進(jìn)一步減小DC/DC開關(guān)噪聲對(duì)電路設(shè)計(jì)的影響,在芯片設(shè)計(jì)時(shí)將LDO的電源地引腳和DC/DC電源地引腳分開,保證了 LDO輸出可以給I/O部分和麥克風(fēng)提供“干凈”的電壓。
圖2:MCP73855($1.1800)在藍(lán)牙耳機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用電路 TC1303提供的電壓正常指示引腳可以連接到藍(lán)牙芯片的I/O,以監(jiān)視供電電壓的狀態(tài)。電壓正常指示引腳可以檢測(cè)DC/DC輸出電壓(TC1303A($0.9200))或LDO輸出電壓(TC1303B($0.9200)),甚至可分別檢測(cè)這兩路輸出,實(shí)現(xiàn)順序上電,滿足不同藍(lán)牙芯片對(duì)供電的要求。MCP73855 可提供鋰電池充電管理功能,片內(nèi)集成的MOSFET、電流檢測(cè)電阻和反向阻斷二極管可提供最大400mA的充電電流,并可通過外接電阻或直接由I/O輸出設(shè)置所需的充電電流。MCP73855可自動(dòng)完成鋰電池的預(yù)充、恒流、恒壓充電控制,并把充電狀態(tài)輸出到LED或藍(lán)牙芯片。配合適當(dāng)?shù)耐鈬娐?,充電狀態(tài)指示引腳可以驅(qū)動(dòng)雙色LED,實(shí)現(xiàn)充電過程及充電結(jié)束的分別顯示。圖2為MCP73855在藍(lán)牙耳機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用電路。 汽車CAN信號(hào)智能藍(lán)牙無線測(cè)量系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 汽車工作過程中,對(duì)各系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)行狀態(tài)的分析與故障診斷。用傳統(tǒng)的有線方式連接汽車診斷接口或檢測(cè)傳感器輸出值的方法存在著布線和設(shè)備使用等方面的不方便。如果能把汽車各系統(tǒng)中的參數(shù)值無線、快速、準(zhǔn)確地測(cè)量出來,利用功能強(qiáng)大的微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理將大大方便汽車運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種利用單片機(jī)組成CAN系統(tǒng),利用藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)對(duì)汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與處理的方法。 車載射頻裝置如汽車立體聲系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航設(shè)備、衛(wèi)星數(shù)字音頻無線電業(yè)務(wù)(SDARS)裝置、GSM無線電收發(fā)器以及其它電器設(shè)備均可能造成干擾或受到干擾,這些射頻干擾信號(hào)會(huì)對(duì)汽車無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流造成不良影響。如果應(yīng)用傳統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的速率和準(zhǔn)確率都不能很高,從而不能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,而把藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)用在汽車上可以很好地解決這個(gè)問題。 本文所用藍(lán)牙模塊采用BC417芯片,并與8M的FLASH芯片39VF800A構(gòu)成了模塊。
圖1 藍(lán)牙模塊原理圖 此模塊的主要特點(diǎn)如下:
1)采用CSR主流藍(lán)牙芯片,符合藍(lán)牙V210標(biāo)準(zhǔn)。2)串口模塊上底板帶有RS232($780.5000)接口和TTL接口,任選一種接口使用,使用313~5V電源。串口對(duì)用戶而言是透明的。3)藍(lán)牙芯片采用向前糾錯(cuò)編碼,通信效率高,自動(dòng)跳頻,抗干擾能力強(qiáng)。4)波特率為 1200,2400,4800,9600,19200($2.0300),38400,57600,115200,230400,460800,921600,1382400,可在程序中根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。5)休眠電流:小于1MA,工作電流:40MA。 TOP7 采用TC35I的智能藍(lán)牙無線電路 采用TC35I的智能藍(lán)牙無線電路設(shè)計(jì) 國(guó)內(nèi)高速公路發(fā)展迅速,公路等級(jí)在提高,通車?yán)锍淘谘由?,但是高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)卻成為高速公路發(fā)展的一個(gè)瓶頸。目前高速公路收費(fèi)系統(tǒng)大部分還是停留在根據(jù)鈔票面額大小進(jìn)行找“零”的停車收費(fèi)模式。對(duì)管理者而言,浪費(fèi)了人力、物力,增加經(jīng)營(yíng)成本;對(duì)消費(fèi)者而言,浪費(fèi)了寶貴的時(shí)間,阻礙了高速公路的高效率通告。GSM通信網(wǎng)絡(luò)已非常普及,在國(guó)內(nèi)基本達(dá)到了無縫覆蓋。GSM無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行可靠,其加密技術(shù)已非常成熟。利用GSM網(wǎng)絡(luò)專用模塊 TC35I、藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)通信芯片nRF401及微處理器進(jìn)行綜合開發(fā),完成了高速公路沒有收費(fèi)站、免停車驗(yàn)證的智能收費(fèi)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。
無線數(shù)據(jù)通信電路主要擔(dān)負(fù)機(jī)動(dòng)車輛與固定基站系統(tǒng)進(jìn)行近距離的無線數(shù)據(jù)交換任務(wù)。由核心芯片nRF401及其附屬元件組成。NRF401是雙信道、高性能、低功耗的專用無線通信芯片,工作頻率為433.93/434.33MHz,工作電壓為3.3V,最高通信速率為20kbps,可以直接與單片機(jī)串口相接,進(jìn)行異步通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收,無需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。數(shù)據(jù)輸入端DIN與單片機(jī)的TXD端相接,數(shù)據(jù)輸出DOUT端與單片機(jī)的RXD端相接。在本電路中,通信速率設(shè)計(jì)為19.2kbps。電路原理如圖3所示。 一種生理監(jiān)測(cè)的智能藍(lán)牙服飾系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高,人們對(duì)健康的要求越來越高,迫切需要一種方便、快捷知曉自己各項(xiàng)生命體征指標(biāo)的方法。然而常規(guī)的醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備存在操作不方便、攜帶性差且數(shù)據(jù)難以進(jìn)一步分析的缺點(diǎn)。隨著傳感器技術(shù)、材料技術(shù)和無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,采用將醫(yī)用監(jiān)測(cè)設(shè)備與服裝相結(jié)合的方法可以較好地滿足人們這一需求。文中提出一種穿戴式多參數(shù)監(jiān)測(cè) 智能服飾 系統(tǒng),它將傳感器、織物電纜和柔性電路板有機(jī)結(jié)合到服裝中,實(shí)現(xiàn)了在日常生活以及作業(yè)環(huán)境下對(duì)多生理參數(shù)的動(dòng)態(tài)、協(xié)同監(jiān)測(cè),具有生理信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)特征提取功能,并利用 藍(lán)牙 技術(shù)完成數(shù)據(jù)的備份,以便于進(jìn)一步分析,也可以利用具有藍(lán)牙功能的通信設(shè)備,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)等功能。 監(jiān)測(cè)傳感器電路設(shè)計(jì) 傳感器負(fù)責(zé)測(cè)量心率、體溫等生命體征參數(shù)的采集??紤]到本系統(tǒng)可穿戴式的特點(diǎn),在傳感器的選型方面,盡量選用集成化,靈敏度和精度高的產(chǎn)品,這樣既能減少系統(tǒng)電路的面積,便于穿戴,又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。血壓采集模塊采用Freescal公司生產(chǎn)的MPXV5050GP($9.3000)壓電傳感器,將其置于衣袖中部肘關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè),這樣可以直接將動(dòng)脈血液對(duì)血管壁的壓力轉(zhuǎn)換為輸出電信號(hào),具體電路如圖所示。該傳感器采用離子注入工藝,內(nèi)部集成了放大器,濾波器等信號(hào)處理單元電路,外部只需要很少的元件即可工作。在輸出端輸出經(jīng)過放大和整形的電信號(hào),這樣就直接將傳感器的輸出端接入ADμC7024內(nèi)部集成的12位 ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。再經(jīng)過軟件處理得到血壓值。
PVDF壓電薄膜具有質(zhì)量輕,質(zhì)地柔軟,耐用性好,壓電響應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn),采用多層接觸式壓電薄膜傳感器測(cè)量心率,可以減少干擾信號(hào)。心率采集模塊采用HK-2000H型集成數(shù)字脈搏傳感器,將其置于服飾的左胸口部,即可用于測(cè)量心率。HK-2000H集成了PVDF壓電薄膜、高靈敏溫度補(bǔ)償元件、感溫元件、程控放大電路、信號(hào)調(diào)理電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路。集成化避免了采用分立元件設(shè)計(jì)電路占用較大面積的缺點(diǎn)。原理圖如圖3所示。 HK-2000H型集成數(shù)字脈搏傳感器采用USB端口輸出,可以方便地對(duì)其輸出進(jìn)行軟件上的處理。 體溫采集模塊采用Maxim公司的模擬溫度傳感器MAX6612($0.5018)檢測(cè)體表溫度。MAX6612采用5 PIN的SC70封裝,最大工作電流僅為35μA,具有功耗低、精度高、體積小的特點(diǎn),并對(duì)ADC做了電路上的優(yōu)化,適合本系統(tǒng)的應(yīng)用。具體的體溫采集電路如圖所示。
MAX6612輸出幅值與所測(cè)溫度的關(guān)系滿足表達(dá)式
測(cè)量到的輸出電信號(hào)經(jīng)過ADμC7024處理器上的1 2位逐次逼近型ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換結(jié)果將存儲(chǔ)在寄存器ADCDAT0中,通過ADC狀態(tài)寄存器ADCSTA的最低位可以查看ADC轉(zhuǎn)換是否完成,當(dāng) ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí),最低位被置位。通過讀取寄存器ADCDAT0中的值,再利用軟件,根據(jù)上述算法得到測(cè)量的體表溫度。 藍(lán)牙模塊電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)與內(nèi)嵌藍(lán)牙功能的外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。為減小系統(tǒng)體積、減輕系統(tǒng)質(zhì)量和降低功耗,本藍(lán)牙模塊采用Class-2設(shè)計(jì)方案,USB 輸出,傳輸距離為10 m,支持藍(lán)牙2.0版本協(xié)議能夠滿足系統(tǒng)的需求。藍(lán)牙芯片采用CSR公司的BC417413,芯片內(nèi)部集成了8 MB閃存,主要存放的是基帶、鏈路管理層和主機(jī)控制接口的軟件,還包括一些API,用于對(duì)芯片進(jìn)行配置。前端射頻帶通濾波器選用MDR771F-CSR- T,巴倫采用TDK公司的HHM-1517完成系統(tǒng)的差分射頻信號(hào)和天線輸入輸出信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。具體設(shè)計(jì)方案原理圖如圖5所示。
本系統(tǒng)支持系統(tǒng)功能外擴(kuò)。針對(duì)糖尿病、高血壓患者的實(shí)際需求可以加裝測(cè)量血糖、血氧等模塊,進(jìn)行對(duì)血糖、血氧等的無創(chuàng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。使穿戴者隨時(shí)進(jìn)行測(cè)量,方便易操作。提出并設(shè)計(jì)了一種用于生命監(jiān)測(cè)的智能服裝系統(tǒng),可以根據(jù)使用者的需求選擇合適的工作模式。同時(shí)該系統(tǒng)通過藍(lán)牙技術(shù)將人體、智能手機(jī)和電腦等外聯(lián)設(shè)備組網(wǎng),可以將采集到的生命體征數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,也便于遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)的開展。 TOP8 品讀智能藍(lán)牙電腦防盜系統(tǒng)電路 藍(lán)牙是一種開放的短距離無線通信技術(shù)規(guī)范,工作在全球通用的2.4GHz ISM 頻段。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)速率為1Mb/s,在全球開放的2.45GHz ISM 頻帶上以1 600 跳/s 的速率進(jìn)行跳頻,使用2.4GHz 的ISM 頻段,無須申請(qǐng)?jiān)S可證。藍(lán)牙本身具有保密性好、抗干擾能力強(qiáng)、 功耗低、便于集成等特點(diǎn),尤其是其編解碼一致。目前藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)在全球成熟化,其具有 的短距離傳輸以及模塊化對(duì)我們的設(shè)計(jì)有很大幫助?!”驹O(shè)計(jì)將藍(lán)牙技術(shù)運(yùn)用于電腦防盜。利用了藍(lán)牙技術(shù)來檢測(cè)被保護(hù)的電腦是否在安全范圍內(nèi)。當(dāng)被保護(hù)的電腦被盜時(shí),藍(lán)牙接收器檢測(cè)到電腦超出安全范圍,啟動(dòng)報(bào)警器報(bào)警,從而起到電腦防盜的作用。 發(fā)射模塊電源包括鋰電池、充電電路和穩(wěn)壓濾波電路,為藍(lán)牙信號(hào)發(fā)生模塊提供3.3V工作電壓。電腦USB 接口的5V 電壓可以方便地對(duì)鋰電池充電,防過充過放電路可以鋰電池工作在最佳狀態(tài)。當(dāng)外接USB 電源時(shí),由其對(duì)藍(lán)牙信號(hào)發(fā)生模塊供電,同時(shí)對(duì)鋰電池進(jìn)行充電;當(dāng)無外接電源時(shí),由鋰電池對(duì)藍(lán)牙信號(hào)發(fā)生模塊供電。選用DO(低壓差線性穩(wěn)壓器)芯片 SPX1117-3.3,將輸出電壓穩(wěn)定在3.3V.電源模塊如圖3 所示。
藍(lán)牙信號(hào)收發(fā)模塊 藍(lán)牙信號(hào)收發(fā)模塊均采用一塊由南京國(guó)春電氣設(shè)備有限公司生產(chǎn)的GC-02 藍(lán)牙模塊。GC-02 是采用CSR 公司Audio_Flash 藍(lán)牙芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)的藍(lán)牙數(shù)傳模塊,采用激光盲孔加工工藝,貼片式設(shè)計(jì),體積尺寸緊湊,最適合工業(yè)數(shù)據(jù)、語音傳輸。主要應(yīng)用于藍(lán)牙語音傳輸、車載藍(lán)牙、藍(lán)牙語音網(wǎng)關(guān)等。當(dāng)藍(lán)牙發(fā)射模塊上電,則自動(dòng)與藍(lán)牙接收模塊建立通信。藍(lán)牙發(fā)射模塊如圖4 所示。
當(dāng)GC-02 檢測(cè)到藍(lán)牙信號(hào)并建立連接后,PI03 端會(huì)輸出高電平,否則為低電平。此信號(hào)接入微處理器AT89C2051,用以判斷是否建立鏈接。藍(lán)牙接收模塊如圖5 所示。
微處理器模塊 微處理器模塊是以AT89C2051 為核心的最小系統(tǒng),包含上電復(fù)位、晶體振蕩等部分。微處理器模塊如圖6 所示。信號(hào)接收模塊檢測(cè)到P1.2 口的高低電平變化時(shí),即表示電腦被盜。微處理器使用定時(shí)器產(chǎn)生PWM 信號(hào),驅(qū)動(dòng)P3.7 口的報(bào)警模塊,完成報(bào)警動(dòng)作。
TOP9 藍(lán)牙技術(shù)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)電路 報(bào)警模塊 報(bào)警模塊由蜂鳴器和兩個(gè)復(fù)合管構(gòu)成,使電路具有兩種狀態(tài)。微控制器AT89C2051 產(chǎn)生的PWM 信號(hào)使復(fù)合管交替均處于放大、保持狀態(tài),可以很好的驅(qū)動(dòng)蜂鳴器,實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。報(bào)警模塊如圖7 所示。
接收模塊電源 藍(lán)牙信號(hào)接收部分由于體積較小,可以被整合在電腦內(nèi)部。選用Sipex 公司的SP6641B-5.0 芯片,將鋰電池的供電電壓升至5V,為微控制器和報(bào)警模塊供電。同時(shí),可以選用USB 接口的5V 電壓方便地對(duì)鋰電池進(jìn)行充電。升壓電路如圖8 所示。
本文詳細(xì)介紹了一種基于藍(lán)牙技術(shù)的電腦安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):①芯片和電阻電容均采用貼片式,體積小,易于攜帶;②采用脈沖信號(hào),功耗低;③系統(tǒng)適用范圍廣,此系統(tǒng)所需費(fèi)用低,在一般用戶的經(jīng)濟(jì)承受范圍之內(nèi)。關(guān)于藍(lán)牙技術(shù)相關(guān)問題,還望讀者能多發(fā)表高見。 采用藍(lán)牙技術(shù)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 礦山車輛胎壓監(jiān)測(cè)是以無損檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ),通過研究車輛胎壓的實(shí)時(shí)信號(hào),了解礦山車輛的輪胎氣壓的變化特性,從而達(dá)到礦山車輛安全監(jiān)控提供依據(jù)。描述了以LPC2132($4.7375) 為核心構(gòu)成的胎壓的監(jiān)控裝置的研究。通過帶有藍(lán)牙的傳感器模塊采集車輛胎壓信號(hào),經(jīng)過調(diào)理電路后進(jìn)行比較計(jì)算,若超過規(guī)定值就報(bào)警,并將數(shù)據(jù)發(fā)送到車載 CAN 總線上。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套基于藍(lán)牙的胎壓監(jiān)控裝置,硬件系統(tǒng)主要由傳感器、LPC2132 處理器,信號(hào)調(diào)理電路,藍(lán)牙模塊和報(bào)警模塊等組成。軟件系統(tǒng)由固件程序,數(shù)據(jù)收發(fā)模塊等構(gòu)成。 汽車行業(yè)的發(fā)展及人們對(duì)汽車安全保障系統(tǒng)的重視,使汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)擁有一個(gè)很大的市場(chǎng),因此,礦山車輛公司也著手研究這項(xiàng)技術(shù)。在影響輪胎性能的諸多因素中,輪胎的氣壓是極其重要的一個(gè)參數(shù)。它對(duì)輪胎的承載性能、高速性能、制動(dòng)性能、防浮滑性能、耐久性能和耐爆破性能都有著重要影響。 傳感器電路
一般情況下,礦用車輛需要6-12 個(gè)胎壓監(jiān)控系統(tǒng)模塊。為了提高系統(tǒng)的接收能力和抗干擾能力,我們采用MPXY8020A 壓力溫度傳感器、LPC2132 處理器、藍(lán)牙無線收發(fā)模塊等主要組成的系統(tǒng)方案,結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 TOP10 藍(lán)牙收發(fā)與信號(hào)調(diào)理電路 LPC2132 控制器的中斷引腳,使LPC2132 控制器控制A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)保持同步采樣。電壓信號(hào)可由LPC2132 控制器根據(jù)所需采集的各電壓信號(hào)范圍不同而編制數(shù)據(jù)采集模塊,且電壓不超過3.3V.為使電壓信號(hào)符合LPC2132 控制器開發(fā)板的有效采集區(qū)間,需要對(duì)被采集的電壓進(jìn)行降壓變換,在變換電路輸出端加入穩(wěn)壓管進(jìn)行保護(hù),如圖4。
考慮到接入后不能衰減傳輸至原信號(hào),可采用高阻分壓接入,電路選用兩個(gè)3K 電阻分壓,檢測(cè)接口電路分流小于0.5mA,而傳感器傳入信號(hào)電流為100mA 以上,影響基本忽略,且后端采用運(yùn)放隔離跟隨接入,減小了對(duì)胎壓監(jiān)控系統(tǒng)的干擾。圖5是信號(hào)調(diào)理電路圖,信號(hào)調(diào)理的目的就是對(duì)從傳感器過來的信號(hào)進(jìn)行放大提升等處理后送進(jìn)AD 模塊。
藍(lán)牙收發(fā)模塊
設(shè)計(jì)了頻段為2.40GHz-2.48GHz,藍(lán)牙協(xié)議為BlueTooth V1.2 。硬件采用了CSR 公司的AUDIO-FLASH 藍(lán)牙芯片,模塊電路板為0.8mm 四層板。電路接口包括USB、SPI編程口,2 路AIO 模擬量接口,9 路數(shù)字PIO 接口。串口數(shù)據(jù)傳輸,最大波特率1.3Mbps,一對(duì)一自動(dòng)建鏈。車輪上的藍(lán)牙收發(fā)器與LPC2132 控制器的連接時(shí)通過USB 實(shí)現(xiàn)的。用USB 接口通信時(shí),是將藍(lán)牙模塊作為USB 的從設(shè)備與LPC2132 控制器通信的,通過雙向端口D+和D-傳輸數(shù)據(jù),如圖6 所示。 報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì)
主要是完成顯示壓力和溫度的狀態(tài),如果超出設(shè)定值,自動(dòng)報(bào)警。本系統(tǒng)是智能調(diào)度系統(tǒng)中的一部分,通過實(shí)驗(yàn)說明系統(tǒng)方案的可行性。本系統(tǒng)是嵌入式技術(shù)在礦山安全方面的應(yīng)用,是安全生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率有著重要的意義。 |
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