基于藍牙技術(shù)的汽車駕駛盤控制系統(tǒng)

3.1.3 藍牙模塊

　　BC219159 核心是CSR 公司推出的單片射頻芯片BlueCore2–External，包含無線電收發(fā)器、基帶控制器硬件電路及實現(xiàn)藍牙應(yīng)用框架所必需的協(xié)議。片內(nèi)含有自動校準和內(nèi)置的自檢程序，從而簡化了開發(fā)、應(yīng)用、和產(chǎn)品測試。外加存有CSR 藍牙協(xié)議棧軟件的外部Flash 時，BlueCore2–External 可構(gòu)成用于音頻和數(shù)據(jù)通信的完整藍牙系統(tǒng)［1］。

　　該芯片外配元件少，RF 接收器具有接近零中頻結(jié)構(gòu)，在低噪聲放大器輸入端足夠高的帶外截止性能指標允許射頻模塊靠近GSM 和W-CDMA 手機發(fā)射器使用。該芯片使用FSK 監(jiān)頻器，在噪聲存在的情況下具有卓越的性能。內(nèi)部功率放大器最大有+6dBm 的功率輸出，射頻合成器完全集成在內(nèi)核中，不需要外接壓控振蕩器、變?nèi)菡{(diào)諧二極管或者LC 調(diào)諧器，系統(tǒng)的基準時鐘由內(nèi)置的晶振產(chǎn)生，時鐘范圍8~40MHz.

　　藍牙模塊支持USB、UART、PCM 語音接口和SPI接口等多種通信接口。片上有32KB RAM，作為保存每個有效連接的音頻/數(shù)據(jù)的環(huán)形緩沖器和藍牙協(xié)議棧功能的存儲器，還有8MB 的Flash;支持點對點和點對多點網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，可構(gòu)成匹克網(wǎng)和散射網(wǎng)。

　　本系統(tǒng)的藍牙模塊將數(shù)據(jù)按藍牙協(xié)議轉(zhuǎn)換成相應(yīng)編碼發(fā)送到對方的藍牙設(shè)備，由于BC219159 提供標準UART 接口， 因此它可以直接與本系統(tǒng)中的STC89LE516 的UART 口連接進行通訊。

　　3.2 從控設(shè)備硬件設(shè)計

　　從控設(shè)備硬件設(shè)計包括藍牙通信、CAN 總線控制、顯示等模塊，限于篇幅簡介如下。

　　3.2.1 藍牙模塊

　　從控設(shè)備的藍牙芯片BC219159 與單片機STC89C516 相連，當藍牙開始工作，其LED 將快速的閃爍。如果此時主控設(shè)備的藍牙模塊正在搜尋藍牙從模塊，則兩者通過自動搜尋功能自動建立連接和通訊。

　　從控系統(tǒng)中被控制的對象大部分采用5V 信號電平，故選用5V 信號電平的STC89C516 單片機，由于藍牙模塊采用3.3V，因此藍牙與STC89C516 相連時需要在串口線之間加上100Ω電阻來匹配電壓。

　　3.2.2 CAN 總線控制

　　現(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)節(jié)點多、數(shù)量大、實時性要求高，而且大批的數(shù)據(jù)信息要求能在不同的電子器件間共享［2］.CAN 總線是一種串行多主站控制器局域網(wǎng)總線，它具有很高的網(wǎng)絡(luò)安全性、通訊可靠性和實時性，簡單實用，網(wǎng)絡(luò)成本低，不但可以減少導(dǎo)線連接，而且能增強診斷和監(jiān)控能力，適用于汽車及一般工業(yè)環(huán)境。本設(shè)計中CAN 控制器選用PHILIPS 公司的SJA1000。車內(nèi)系統(tǒng)示意接線如圖2 所示。

　　3.2.3 顯示模塊

　　系統(tǒng)的顯示模塊采用ST7920 驅(qū)動芯片為核心的12864 液晶顯示模塊，具有64*16 位元字元顯示RAM和64*256 位元繪圖顯示RAM.系統(tǒng)將主控設(shè)備所調(diào)用的狀態(tài)模式及該功能下的進度，以圖片和字符形式實時地顯示在屏幕上，具有較強的直觀性，便于駕駛員及時了解車內(nèi)各種電子設(shè)備的參數(shù)，使操控更方便。

　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　軟件編程主要包括藍牙通訊軟件設(shè)計和主從設(shè)備應(yīng)用程序設(shè)計兩大部分。

　　在PC 機上完成對藍牙模塊的初始化，對其設(shè)定主從，通過給藍牙分配一個地址，并確定它的波特率，來完成數(shù)據(jù)準確及時的傳輸。

　　BC219159 與STC89LE516 之間通過串口通訊，在程序中使用串口函數(shù)就可以互相傳遞數(shù)據(jù)，藍牙相當于一根無形的導(dǎo)線，接通主控和從控設(shè)備。

　　4.1 藍牙通訊軟件設(shè)計

　　兩個藍牙模塊進行數(shù)據(jù)通信是通過HCI 分組實現(xiàn)的。HCI 分組有命令分組、事件分組、數(shù)據(jù)分組而數(shù)據(jù)通訊流程一般包括以下6 個步驟：藍牙模塊初始、HCI 流量控制設(shè)置、查詢、建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和斷開連接。

　　這部分程序主要借助CSR 公司的BlueLab 開發(fā)平臺，在WindowsXP 環(huán)境下用C 語言開發(fā)實現(xiàn)。

　　4.2 藍牙主從控系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計

　　藍牙主、從控設(shè)備的應(yīng)用程序比較復(fù)雜，軟件設(shè)計遵循了模塊化的設(shè)計思想。圖6 與圖7 分別給出了主控、從控系統(tǒng)部分的流程圖，所有的程序模塊均在在WindowsXP 環(huán)境下用C 語言開發(fā)實現(xiàn)。

　　圖6 主控設(shè)備流程圖

　　圖7 從控設(shè)備流程圖

　　5 結(jié)語

　　采用上述方案設(shè)計的駕駛盤控制系統(tǒng)，功能強大、性價比高、性能穩(wěn)定、維護方便、開發(fā)容易。實驗表明整個系統(tǒng)的通用性和可擴展性較好，具有應(yīng)用價值。