通過單片機編程在藍牙技術中的應用方案

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

藍牙技術是用于替代電纜或連線的短距離無線通信技術。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,以下簡稱GFSK, 要了解GFSK,就要先說說頻移鍵控的原理,以下簡稱 FSK

FSK: 簡單的講，就是用不同的頻率來調制不同的碼元，比如說二進制，有0和1 兩種碼元，那么我就需要兩個頻率f1和f2來調制數字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：就是在進行FSK 調制之前，將原始信號通過一個高斯低通濾波器來限制信號的頻譜寬度，這樣一來可以獲得更加緊湊的頻譜，也就是過濾掉高頻的信號，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，對基帶信號進行了整形，形成高斯脈沖信號。下面說下加入高斯低通濾波器的好處。

假設我用-1來代表該信號頻譜覆蓋范圍里最低的頻率成分;用1來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的時候，那么被調制的信號的波形變換太快了，很有可能會導致在原始信號的頻率范圍里出現(xiàn)新的頻率成分，那么我們的信號就已經失真了，這是我們最不想看到的結果。而這正是FSK的一個隱憂。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，就會減少上述出現(xiàn)的多余頻率成分的現(xiàn)象。

那么為什么在藍牙技術中采用了GFSK而不是FSK?因FSK技術對于信號的頻譜寬度沒有什么限制，頻率間的范圍可能很大，導致跳變實在太快，這樣就造成了失真的可能和頻譜的利用率不高(這句話是我從一英文網上看到的，不過現(xiàn)在還不明白)，而藍牙傳輸的頻譜并不大，所以采用GFSK技術。還有，有限的帶寬可以節(jié)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行編程，那么我們就只需要對濾波器里出來的信號進行處理，也就是如何用程序來表示FSK算法。

下面我結合具體的藍芽模塊來說下GFSK調制在其中的應用

藍芽的載波選用全球公用的2.4Ghz

實際射頻通道為f=2402 k×1mhz，k=0，1，2，…，78　共79個頻帶，并采用跳頻方式來擴展頻帶，跳頻速率為1600跳/s。可得到79個1mhz帶寬的信道。藍牙設備采用gfsk調制技術，通信速率為1mbit/s，實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，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傳輸、紅外傳輸和藍牙傳輸。有線傳輸是較為傳統(tǒng)的數據傳輸方法，需要傳輸電纜。當設備為移動設備或設備數目較多時這將帶來很大的不便;紅外傳輸經常受到溫度、輻射等干擾，且無法穿過實體進行傳輸;使用藍牙技術可以很好地摒棄這兩個缺點，但目前藍牙技術一般被用于高端的電子設備中。對于低端的電子設備，如何使用藍牙技術還是一個有待解決的問題。針對這個問題，單片機學習網設計了一個基于藍牙技術和單片機的數據傳輸系統(tǒng)，為嵌入式電子廠商提供一種技術參考.

1 系統(tǒng)的整體架構

該系統(tǒng)由鍵盤、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(tǒng)的工作原理

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

對于發(fā)送子系統(tǒng)，單片機接收由鍵盤傳來的鍵值，按照一定的協(xié)議規(guī)則對其進行轉換，再顯示到顯示器上。同時，單片機調用自身的鍵值分析程序，分析用戶要輸入數據還是要發(fā)送數據。在輸入狀態(tài)下，單片機記下用戶所輸入的每一個數據并將其打包、存儲，直到用戶按下“發(fā)送”鍵。此時單片機轉變?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(tǒng)，單片機按照事先約定的協(xié)議接收從藍牙模塊傳來的數據，直到遇到數據結束符。而后單片機對數據進行分析、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(tǒng)考慮了單片機和PC機兩種情況。每一個子系統(tǒng)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(tǒng)的程序設計

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

COM8279 = 0xd1; //總清除

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

COM8279 = 0x50; //讀FIFO RAM命令

COM8279 = 0x90; //寫顯示RAM(數碼管選擇)

之后，可以把程序分為接收、發(fā)送和顯示三個主要部分。