通過(guò)單片機編程在藍牙技術(shù)中的應用方案

下面的文字只是關(guān)于藍芽技術(shù)的調制算法方面，我認為只需要將藍芽模塊加在單片機上就可以了，而不必通過(guò)單片機編程來(lái)實(shí)現具體的算法，只需要編寫(xiě)使兩個(gè)模塊的接口就可以，也就是單片機發(fā)送信號時(shí)的激勵程序，接受外來(lái)信號后的處理程序。置于其余就由作為硬件設備的藍芽來(lái)自行處理。不過(guò)我并不確定，我會(huì )查查看的.

藍牙技術(shù)是用于替代電纜或連線(xiàn)的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。它需要把數字信號轉換成模擬信號以便在空間中傳輸,它采用的調制方式是高斯頻移鍵控,以下簡(jiǎn)稱(chēng)GFSK, 要了解GFSK,就要先說(shuō)說(shuō)頻移鍵控的原理,以下簡(jiǎn)稱(chēng) FSK

FSK: 簡(jiǎn)單的講，就是用不同的頻率來(lái)調制不同的碼元，比如說(shuō)二進(jìn)制，有0和1 兩種碼元，那么我就需要兩個(gè)頻率f1和f2來(lái)調制數字0和1，在接受端根據頻率f1代表數字0，頻率f2代表數字1的道理把模擬信號還原為數字信號。

GFSK：就是在進(jìn)行FSK 調制之前，將原始信號通過(guò)一個(gè)高斯低通濾波器來(lái)限制信號的頻譜寬度，這樣一來(lái)可以獲得更加緊湊的頻譜，也就是過(guò)濾掉高頻的信號，但是保留了足夠的頻帶能量以便在收端成功恢復信號。高斯低通濾波器限制了帶寬，對基帶信號進(jìn)行了整形，形成高斯脈沖信號。下面說(shuō)下加入高斯低通濾波器的好處。

假設我用-1來(lái)代表該信號頻譜覆蓋范圍里最低的頻率成分;用1來(lái)代表該信號頻譜覆蓋范圍里最高的頻率成分。一旦信號從-1跳變到1，或者從1跳變到 -1的時(shí)候，那么被調制的信號的波形變換太快了，很有可能會(huì )導致在原始信號的頻率范圍里出現新的頻率成分，那么我們的信號就已經(jīng)失真了，這是我們最不想看到的結果。而這正是FSK的一個(gè)隱憂(yōu)。高斯低通濾波器使得信號變得平滑，同樣的從-1到1，因為濾波器限制了帶寬，于是實(shí)際效果是 -1，-98，-93，--- 96，99，1那么用這些變化平滑的數字脈沖信號去調制載波，就會(huì )減少上述出現的多余頻率成分的現象。

那么為什么在藍牙技術(shù)中采用了GFSK而不是FSK?因FSK技術(shù)對于信號的頻譜寬度沒(méi)有什么限制，頻率間的范圍可能很大，導致跳變實(shí)在太快，這樣就造成了失真的可能和頻譜的利用率不高(這句話(huà)是我從一英文網(wǎng)上看到的，不過(guò)現在還不明白)，而藍牙傳輸的頻譜并不大，所以采用GFSK技術(shù)。還有，有限的帶寬可以節省電流，那么對于手機和單片機的壽命是有好處的。

我認為不必深究高斯低通濾波的原理，因為該濾波器是一個(gè)硬件設備，作為組件是直接加在藍芽模塊之中的。如果真的要對算法進(jìn)行編程，那么我們就只需要對濾波器里出來(lái)的信號進(jìn)行處理，也就是如何用程序來(lái)表示FSK算法。

下面我結合具體的藍芽模塊來(lái)說(shuō)下GFSK調制在其中的應用

藍芽的載波選用全球公用的2.4Ghz

實(shí)際射頻通道為f=2402 k×1mhz，k=0，1，2，…，78　共79個(gè)頻帶，并采用跳頻方式來(lái)擴展頻帶，跳頻速率為1600跳/s?？傻玫?9個(gè)1mhz帶寬的信道。藍牙設備采用gfsk調制技術(shù)，通信速率為1mbit/s，實(shí)際有效速率最高可達721kbit/s，通信距離為10m，發(fā)射功率為1mw;當發(fā)射功率為 100mw時(shí)，通信距離可達100m

對于短距離的數據傳輸，當前最普遍的傳輸方法是有線(xiàn)傳輸、紅外傳輸和藍牙傳輸。有線(xiàn)傳輸是較為傳統的數據傳輸方法，需要傳輸電纜。當設備為移動(dòng)設備或設備數目較多時(shí)這將帶來(lái)很大的不便;紅外傳輸經(jīng)常受到溫度、輻射等干擾，且無(wú)法穿過(guò)實(shí)體進(jìn)行傳輸;使用藍牙技術(shù)可以很好地摒棄這兩個(gè)缺點(diǎn)，但目前藍牙技術(shù)一般被用于高端的電子設備中。對于低端的電子設備，如何使用藍牙技術(shù)還是一個(gè)有待解決的問(wèn)題。針對這個(gè)問(wèn)題，單片機學(xué)習網(wǎng)設計了一個(gè)基于藍牙技術(shù)和單片機的數據傳輸系統，為嵌入式電子廠(chǎng)商提供一種技術(shù)參考.

1 系統的整體架構

該系統由鍵盤(pán)、單片機、LED顯示器、固化了電纜通信協(xié)議(RFCOMM)的藍牙模塊和PC機組成。

2 系統的工作原理

系統的核心是單片機和藍牙模塊。系統上電后，單片機初始化自身和所有外圍接口，藍牙模塊主動(dòng)尋找其它設備并自動(dòng)建立連接，然后系統進(jìn)入就緒等待狀態(tài)。按照數據傳輸方向，可以把系統分為發(fā)送和接收兩個(gè)子系統。

對于發(fā)送子系統，單片機接收由鍵盤(pán)傳來(lái)的鍵值，按照一定的協(xié)議規則對其進(jìn)行轉換，再顯示到顯示器上。同時(shí)，單片機調用自身的鍵值分析程序，分析用戶(hù)要輸入數據還是要發(fā)送數據。在輸入狀態(tài)下，單片機記下用戶(hù)所輸入的每一個(gè)數據并將其打包、存儲，直到用戶(hù)按下“發(fā)送”鍵。此時(shí)單片機轉變?yōu)榘l(fā)送狀態(tài)，控制藍牙模塊將剛才存儲的數據發(fā)送出去。

對于接收子系統，單片機按照事先約定的協(xié)議接收從藍牙模塊傳來(lái)的數據，直到遇到數據結束符。而后單片機對數據進(jìn)行分析、解包，并將其顯示在顯示器上為了增強可操作性，本數據傳輸系統考慮了單片機和PC機兩種情況。每一個(gè)子系統既可以使用單片機和藍牙模塊接口，也可以使用PC機和藍牙模塊接口。采用這樣的技術(shù)后，不僅單片機之間可以互傳數據，而且單片機還可以和PC機互傳數據。

3 系統的程序設計

單片機上電后，首先要初始化自身。在本系統中，使用了鍵盤(pán)掃描和LED顯示接口芯片8279。因此在主程序中還要對8279進(jìn)行初始化：

COM8279 = 0xd1; //總清除

COM8279 = 0x00; //8*8字符顯示，左邊輸入，編碼掃描鍵盤(pán)， 雙鍵封鎖

COM8279 = 0x50; //讀FIFO RAM命令

COM8279 = 0x90; //寫(xiě)顯示RAM(數碼管選擇)

之后，可以把程序分為接收、發(fā)送和顯示三個(gè)主要部分。