解析LED點陣屏設計中藍牙技術的應用案例

2. 2 藍牙模塊

2. 2. 1 模塊選擇

選用藍牙模塊的要求是： 價格便宜、體積小，使用方便。符合條件的藍牙模塊產品很多。設計選用的是南京國春電氣生產的GC - 02 藍牙模塊，這是款高質量的CLASS2 藍牙模塊。此藍牙模塊內部帶有對象交換協議( OPP)文件接收功能，只要上電后，就可被手機藍牙識別，并可成功配對建立連接，接收手機藍牙傳輸的文件。

GC - 02 藍牙模塊共有29 個引腳，可通過SPI 接口或UART接口與單片機通信。本系統單片機選擇UART 方式與GC - 02進行通信。藍牙模塊處于待機模式時，已配對過的手機向藍牙模塊發送文件，未配對的手機需先進行配對，輸入正確的PIN 碼( 即配對密碼)即可配對。此藍牙模塊的出場廠PIN 碼是1234,其PIN 碼可通過向藍牙模塊發送指令進行修改。

2. 2. 2 電路設計

單片機通過引腳P0.4 和P0. 5 與藍牙模塊GC- 2 的串口( 12 腳和13腳)進行通信，藍牙模塊的其他功能未用。單片機與藍牙模塊的連接如圖4所示。

圖4 單片機與藍牙模塊的連接圖。

2. 5 電源模塊

電源模塊由5 V 大功率電源和+ 3. 3 V 小功率穩壓電路組成。前者是給LED 屏提供電源，后者是把5V 電壓穩壓成3. 3 V后提供給單片機、藍牙模塊和字庫模塊工作，這里選用ASM1117- 3. 3 芯片。市售通用的LED 板輸入額定功率約為190 W/ m2 ,每塊單元板面積是160* 320 mm2 ,最大工作電流約為2 A( 5 V 工作電壓時功耗是10 W) ,可根據所要求的LED 顯示屏的面積選擇開關電源的功率。常用的開關電源，配合雙MOS 管輸出以及加強型散熱器和濾波電容線圈，可保障純凈充足的電流輸出。

2. 6 系統總體電路

本系統以單片機C8051F410 作為MCU,外圍電路包括藍牙模塊、字庫芯片、LED 點陣屏和電源模塊，系統電路原理如圖5 所示。

圖5 系統原理圖。

3 系統軟件設計

單片機的初始化包括： ①時鐘初始化，選擇片內24.5MHz 內部時鐘。②引腳配置： 配置P0. 0 ~ P0. 2 為SPI 接口(3 線) ,與字庫芯片通信; 配置P0. 4 和P0. 5 為串口，與藍牙模塊實現通訊; 配置P1. 0 ~ P1. 3、P2. 0 和P2. 1 為數字I /O,實現對顯示屏的控制。

③中斷、定時器/計數器和FLASH 相關寄存器初始化。系統軟件流程如圖6 所示。

圖6 系統軟件流程

初始化后系統將主動讀取FLASH 指定地址范圍內的數據，并將數據( Unicode 字符集) 轉換得到與Unicode 數據對應的GB2312字符集代碼在字庫芯片的地址碼，然后將該地址碼送給字庫芯片提取該地址所對應的GB2312 字符集，再將GB2312 字符集代碼通過字庫芯片轉化提取相對應的16* 16 點陣代碼，通過SPI 口將代碼送給單片機，進而單片機將點陣代碼送給點陣屏并控制點陣屏將數據顯示出來。

正常工作狀態下，當手機藍牙與系統藍牙模塊發生配對時，手機只有輸入正確的PIN 碼后，才可成功配對，配對成功后，若手機采用記事本軟件通過藍牙發送數據，藍牙模塊將接收數據并通過串口發送出去，這時單片機接收數據，如果識別到有效數據的開始位為標志位#,那么系統將認為該命令是控制命令，即控制LED 顯示的亮度、速度、移動方向。控制命令的格式自主定義。

例如#35 左,意思為：#為控制標志位，3控制亮度( 控制范圍為0 - 9,數值越大亮度越高) ,5控制速度( 控制范圍0 - 9,數字越大速度越慢) ,左為方向控制位(左為移動方向向左移，右代表向右移，上表示向上移，下為向下移) .如果有效數據的開始位不為#,那么將默認此次數據為LED 要顯示的新內容，系統將把數據按順序存入指定的FLASH 地址范圍內，待復位后新數據將顯示于屏幕上。特別要指出的是，為了保證顯示屏工作的可靠性，要在顯示循環程序中得合適位置設置好喂狗參數。

4 結束語

系統實現了通過手機更新顯示屏顯示內容的目的，方便又快捷。經過一批用戶的使用，顯示性能和控制性能均較為穩定。但是，在實際使用過程中也遇到了尚未解決的問題： ①有部分手機不支持Unicode 字符集格式。②本設計僅限于智能機通過記事本編輯顯示數據的傳送，而不同手機采用的記事本編輯軟件不盡兼容，本設計是基于Nokia 手機軟件設計的。