原標(biāo)題：基于51單片機(jī)藍(lán)牙電子稱設(shè)計資料（包含原理圖、源程序、元件清單等）畢業(yè)設(shè)計

基于51單片機(jī)藍(lán)牙電子稱設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1. 引言

隨著智能家居和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，智能電子設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛。電子稱作為生活中常見的測量工具，其智能化程度也在不斷提升。傳統(tǒng)的電子稱通過有線連接顯示數(shù)據(jù)，而現(xiàn)代電子稱則利用無線通信技術(shù)（如藍(lán)牙）將數(shù)據(jù)傳輸至移動設(shè)備，極大地提高了用戶體驗(yàn)。本文將設(shè)計一款基于51單片機(jī)的藍(lán)牙電子稱系統(tǒng)，介紹其設(shè)計思路、原理圖、電路設(shè)計、源代碼及元件清單，重點(diǎn)分析主控芯片的選擇與作用。

2. 系統(tǒng)設(shè)計思路

藍(lán)牙電子稱的主要功能是通過傳感器（如壓力傳感器或稱重傳感器）測量物體的質(zhì)量，將數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙模塊傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)或其他設(shè)備上進(jìn)行顯示和存儲。該系統(tǒng)主要由以下幾個模塊組成：

• 主控單元：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)處理。

• 稱重傳感器：負(fù)責(zé)物體重量的測量。

• 藍(lán)牙模塊：用于無線通信，發(fā)送數(shù)據(jù)到移動設(shè)備。

• 電源管理模塊：提供系統(tǒng)所需電源。

3. 主控芯片選擇與作用

在該系統(tǒng)的設(shè)計中，主控芯片是51單片機(jī)。51單片機(jī)（8051系列）由于其低成本、穩(wěn)定性好、開發(fā)周期短、生態(tài)環(huán)境成熟等優(yōu)點(diǎn)，在許多嵌入式系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。

3.1 51單片機(jī)簡介

51單片機(jī)屬于經(jīng)典的微控制器系列，具有較為簡單的體系結(jié)構(gòu)，能夠滿足小型控制系統(tǒng)的要求。51系列單片機(jī)有多個型號，不同型號的51單片機(jī)在內(nèi)存容量、I/O口數(shù)量和外設(shè)功能等方面有所區(qū)別。常見的51單片機(jī)型號有：

• AT89C51：為Atmel公司生產(chǎn)的經(jīng)典型號，具有4KB的ROM，128B的RAM，廣泛應(yīng)用于低端嵌入式系統(tǒng)。

• AT89S52：與AT89C51相似，但增加了更多的I/O口，內(nèi)存容量也有所增加，適用于一些要求稍高的控制系統(tǒng)。

• P89V51RD2：由Philips公司生產(chǎn)，具有較大的內(nèi)存和更強(qiáng)的處理能力，適用于更加復(fù)雜的嵌入式應(yīng)用。

• STC89C52：由STC公司生產(chǎn)，具有較高的性價比，支持更高的工作頻率，適合各種控制系統(tǒng)。

3.2 51單片機(jī)在設(shè)計中的作用

在電子稱系統(tǒng)中，51單片機(jī)作為主控芯片，承擔(dān)著以下重要職責(zé)：

• 數(shù)據(jù)處理：通過ADC模塊或直接讀取傳感器信號，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并進(jìn)行處理，計算出重量。

• 藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸：通過串口通信與藍(lán)牙模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將處理后的數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙傳輸?shù)街悄茉O(shè)備。

• 控制其他模塊：控制稱重傳感器的工作狀態(tài)，控制藍(lán)牙模塊的開啟與關(guān)閉，以及處理電源管理模塊的狀態(tài)。

4. 稱重傳感器與信號處理

電子稱的核心在于稱重傳感器，通常使用壓力傳感器或應(yīng)變式傳感器來測量物體的重量。常見的稱重傳感器有：

• HX711：HX711是一種高精度的24位A/D轉(zhuǎn)換器，常用于與壓力傳感器配合使用，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。HX711具有較高的采樣率和穩(wěn)定性，適合電子稱應(yīng)用。

• 壓阻式傳感器：這類傳感器通過測量物體對傳感器的壓阻變化來檢測重量變化。通過簡單的電橋電路和模擬信號處理，可以獲得較為準(zhǔn)確的重量數(shù)據(jù)。

在設(shè)計中，51單片機(jī)通過內(nèi)建的ADC模塊或外接的ADC轉(zhuǎn)換器（如HX711）來處理來自稱重傳感器的模擬信號。經(jīng)過處理后，主控芯片將數(shù)字信號送往藍(lán)牙模塊。

5. 藍(lán)牙模塊選擇

在該設(shè)計中，選擇了常見的藍(lán)牙模塊如HC-05或HC-06，它們是基于經(jīng)典藍(lán)牙協(xié)議的串口模塊，具有較低的功耗和較好的穩(wěn)定性。

• HC-05：HC-05是一個藍(lán)牙串口模塊，支持主機(jī)和從機(jī)模式，適用于與智能手機(jī)或PC等設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙通信。

• HC-06：HC-06與HC-05類似，但只支持從機(jī)模式，適合電子稱這種數(shù)據(jù)發(fā)送端的應(yīng)用。

藍(lán)牙模塊通過串口與51單片機(jī)通信，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。51單片機(jī)通過USART串口模塊與藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信，將處理后的稱重數(shù)據(jù)發(fā)送到智能設(shè)備。

6. 電源管理

電子稱系統(tǒng)需要一個穩(wěn)定的電源。常見的電源設(shè)計方案包括使用線性穩(wěn)壓器（如LM7805）或開關(guān)電源模塊來提供系統(tǒng)所需的電壓。電源管理模塊的設(shè)計需要考慮以下因素：

• 電池供電：可以選用3.7V的鋰電池或其他電池進(jìn)行供電。

• 電池充電管理：使用像TP4056這樣的充電管理芯片，可以安全地給鋰電池充電。

• 電源穩(wěn)壓：通過DC-DC轉(zhuǎn)換器或線性穩(wěn)壓器確保穩(wěn)定的5V電壓供應(yīng)給51單片機(jī)和藍(lán)牙模塊。

7. 原理圖與電路設(shè)計

在原理圖中，51單片機(jī)通過I/O口連接HX711傳感器模塊，使用串口與藍(lán)牙模塊通信。電源部分包括鋰電池、電池充電模塊、穩(wěn)壓模塊等。

8. 源代碼設(shè)計

系統(tǒng)的源代碼需要包括多個部分，如傳感器數(shù)據(jù)采集、藍(lán)牙通信、顯示和電源管理等。簡化的偽代碼如下：

#include <reg51.h>
#include "HX711.h"
#include "bluetooth.h"

void main() {
    unsigned long weight = 0;
    Bluetooth_Init();   // 初始化藍(lán)牙模塊
    HX711_Init();       // 初始化稱重傳感器

    while(1) {
        weight = HX711_Read();    // 讀取傳感器數(shù)據(jù)
        Bluetooth_Send(weight);   // 通過藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)
    }
}

9. 元件清單

在該設(shè)計中，所用的主要元件如下：

• 主控芯片：AT89S52（或其他51單片機(jī)型號）

• 稱重傳感器：HX711模塊、壓阻式傳感器

• 藍(lán)牙模塊：HC-05或HC-06

• 電池管理芯片：TP4056鋰電池充電芯片

• 穩(wěn)壓芯片：LM7805（或DC-DC轉(zhuǎn)換器）

• 顯示模塊：可選LCD顯示屏（用于本地顯示重量）

10. 結(jié)論

本文設(shè)計了基于51單片機(jī)的藍(lán)牙電子稱系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了主控芯片的作用與選擇、傳感器與信號處理、藍(lán)牙通信模塊的工作原理、電源管理方案以及系統(tǒng)的原理圖與源代碼。該設(shè)計具有較高的性價比和穩(wěn)定性，適合在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行部署。