解析LED点阵屏设计中蓝牙技术的应用案例
来源： 作者： 发布时间：2016-01-09 09:00:10 浏览量：
图3 C8051F410 单片机最小系统
2. 2 蓝牙模块
2. 2. 1 模块选择
选用蓝牙模块的要求是： 价格便宜、体积小，使用方便。符合条件的蓝牙模块产品很多。设计选用的是南京国春电气生产的GC - 02 蓝牙模块，这是电感厂家款高质量的CLASS2 蓝牙模块。此蓝牙模块内部带有对象交换协议( OPP)工字电感器文件接收功能，只要上电后，就可被手机蓝牙识别，并可成功配对建立连接，接收手机蓝牙传输的文件。
GC - 02 蓝牙模块共有29 个引脚，可通过SPI 接口或UART接口与单片机通信。本工字电感器系统单片机选择UART 方式与GC - 02进行通信。蓝牙模块处于待机模式时，已配对过的手机向蓝牙模块发送文件，未配对的手机需先进行配对，输入正确的PIN 码( 即配对密码)即可配对。此蓝牙模块的出场厂PIN 码是"1234",其PIN 码可通过向蓝牙模块发送指令进行修改。
2. 2. 2 电路设计
单片机通过引脚P0.4 和P0. 5 与蓝牙模块GC- 2 的大电流电感串口( 12 脚和13脚)进行通信，蓝牙模块的其他功能未用。单片机与蓝牙模块的连接如图4所示。
图4 单片机与蓝牙模块的连接图。
2. 5 电源模块
电源模块由5 V 大功率电源和+ 3. 3 V 小功率稳压电路组成。前者是给LED 屏提供电源，后者是把5V 电压稳压成3. 3 V后提供给单片机、蓝牙模块和字库模块工作，这里选用ASM1117- 3. 3 芯片。市售通用的LED 板输入额定功率约为190 W/ m2 ,每块单元板面积是160* 320 mm2 ,最大工作电流约为2 A( 5 V 工作电压时功耗是10 W) ,可根据所要求的LED 显示屏的面积选择开关电源的功率。常用的开关电源，配合双MOS 管输出以及加强型散热器和滤波电容线圈，可保障纯净充足的电流输出。
2. 6 系统总体电路
本系统以单片机C8051F410 作为MCU,外围电路包括蓝牙模块、字库芯片、LED 点阵屏和电源模块，系统电路原理如图5 所示。
图5 节能灯电感器系统原理图。
3 系统软件设计
单片机的初始化包括： ①时钟初始化，选择片内24.5MHz 内部时钟。②引脚配置： 配置P0. 0 ~ P0. 2 为SPI 接口(3 线) ,与字库芯片通信; 配置P0. 4 和P0. 5 为串口，与蓝牙模块实现通讯; 配置P1. 0 ~ P1. 3、P2. 0 和P2. 1 为数字I /O,实现对显示屏的控制。
③中断、定时器/计数器和FLASH 相关寄存器初始化。系统软件流程如图6 所示。
图6 系统软件流程
初始化后系统将主动读取FLASH 指定地址范围内的数据，并将数据( Unicode 字符集) 转换得到与Unicode 数据对应的GB2312字符集代码在字库芯片的地址码，然后将该地址码送给字库芯片提取该地址所对应的GB2312 字符集，再将GB2312 字符集代码通过字库芯片转化提取相对应的16* 16 点阵代码，通过SPI 口将代码送给单片机，进而单片机将点阵代码送给点阵屏并控制点阵屏将数据显示出来。
正常工作状态下，当手机蓝牙与系统蓝牙模块发生配对时，手机只有输入正确的PIN 码后，才可成功配对，配对成功后，若手机采用记事本软件通过蓝牙发送数据，蓝牙模块将接收数据并通过串口发送出去，这时单片机接收数据，如果识别到有效数据的开始位为标志位"#",那么系统将认为该命令是控制命令，即控制LED 显示的亮度、速度、移动方向。控制命令的格式自主定义。
例如"#35 左",意思为："#"为控制标志位，"3"控制亮度( 控制范围为0 - 9,数值越大亮度越高) ,"5"控制速度( 控制范围0 - 9,数字越大速度越慢) ,"左"为方向控制位(左为移动方向向左移，右代表向右移，上表示向上移，下为向下移) .如果有效数据的开始位不为"#",那么将默认此次数据为LED 要显示的新内容，系统将把数据按顺序存入指定的FLASH 地址范围内，待复位后新数据将显示于屏幕上。特别要指出的是，为了保证显示屏工作的可靠性，要在显示循环程序中得合适位置设置好"喂狗"参数。
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