【正文】 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負(fù)端。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中， P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR 輸入端， 10 腳和 11 腳定義為I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（ 18 腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳、27 腳及 28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 5 紅外發(fā)送電路 單片機(jī)遙控發(fā)射器原理圖如圖 所示，單片機(jī)遙控發(fā)射器主要由 AT89C52單片機(jī)、操作鍵盤(pán)和紅外發(fā)射電路等組成。單片機(jī)部分主要完成遙控發(fā)射器發(fā)射過(guò)程的控制、鍵盤(pán)掃描的管理和顯示。其中 P1． 3 用于輸出控制紅外發(fā)射電路的工作的信號(hào)， P2..1 到 連接鍵盤(pán)，用于接受鍵盤(pán)的信號(hào)。電路采用 5V 電池供電，當(dāng)有按鍵被按下，遙控器信息碼由 AT89C52 單片機(jī)的定時(shí)器 1 中斷產(chǎn)生38KHZ 的紅外線信號(hào)，由 口輸出 — ，經(jīng)過(guò)三極管 9013 放大，由紅外發(fā)射管發(fā)送。待發(fā)送完畢。電路采用 LED 發(fā)光二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵的操作指示。 圖 紅外發(fā)射原理圖 遙控器采用按鍵中斷掃描方式。當(dāng)按下按鍵 K1 時(shí)，所有燈滅；當(dāng)按下按鍵K2 時(shí)，紅燈亮，其他燈滅；當(dāng)按下按鍵 K3 時(shí)，黃燈亮，其他等滅；當(dāng)按下按鍵 K4 時(shí)，綠燈亮，其他燈滅；按鍵 K5 是備用按鍵。 紅外接收電路 單片機(jī) 遙控接受器原理圖如圖 所示，單片機(jī)遙控發(fā)射器主要由 AT89C52單片機(jī)、紅外線接收電路、和電燈亮滅電路等組成。當(dāng)紅外接受接收到遙控器發(fā)射的信號(hào)后，將信號(hào)傳給 AT89C52 單片機(jī)， AT89C52 單片機(jī)根據(jù)收到的信息碼的不同，進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)指示。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 6 圖 紅外接收原理圖 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 7 第三章 系統(tǒng)軟件部分方案設(shè)計(jì) 紅外編碼原理 遙控發(fā)射器專(zhuān)用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類(lèi)，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的一類(lèi)來(lái)加以說(shuō)明，現(xiàn)以日本 NEC 的 uPD6121G 組成發(fā)射電路為例說(shuō)明 編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征： 采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的“ 0”；以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的“ 1”，其波形如下圖所示。 上述“ 0”和“ 1”組成的 32 位二進(jìn)制碼經(jīng) 38kHz 的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。編碼數(shù)據(jù)，載波，發(fā)射，接收解碼如下圖 所示： UPD6121G 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 32 位二進(jìn)制碼組，其中前 16 位為用戶識(shí)別江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 8 碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為十六進(jìn)制 01H；后 16 位為 8 位操作碼（功能碼）及其反碼。 UPD6121G最多額 128 種不同組合的編碼。 遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā) 出同一種 32 位二進(jìn)制碼，周期約為 108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“ 0”和“ 1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在 45～ 63ms 之間，發(fā)射波形圖如下圖所示。 當(dāng)一個(gè)鍵按下超過(guò) 36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組 108ms 的編碼脈沖 ,這108ms 發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（ 9ms） ,一個(gè)結(jié)果碼（ ） ,低 8 位地址碼（ 9ms~18ms） ,高 8 位地址碼（ 9ms~18ms） ,8 位數(shù)據(jù)碼（ 9ms~18ms）和這 8 位數(shù)據(jù)的反碼（ 9ms~18ms）組成。如果鍵按下超過(guò) 108ms 仍未松開(kāi)，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（ 9ms）和結(jié)束碼（ ）組成。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 9 紅外遙控初始化程序和主程序 紅外遙控接收部分與發(fā)射部分初始化程序如圖 、圖 所示，紅外遙控接收部分與發(fā)射部分主程序如圖 、圖 所示。 N Y 圖 發(fā)射初始化程序流程圖 圖 發(fā)射 主程序流程圖 開(kāi)始 單片機(jī)復(fù)位 關(guān)閉紅外發(fā)射腳 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 方式 2 選擇、初值設(shè)置 開(kāi)外部中斷 1 開(kāi)總中斷允許 返回 開(kāi)始 初始化程序 調(diào)用鍵盤(pán)掃描程序 有鍵按下 ？ 執(zhí)行發(fā)射命令 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 10 紅外遙控發(fā)射部分初始化程序，初始化程序主要是使單片機(jī)復(fù)位，即為將 IO口置于 高電平狀態(tài)，關(guān)閉遙控輸出口 口，選擇定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 方式二，自動(dòng)重裝初值。 紅外遙控發(fā)射部分主程序，先調(diào)用初始化程序，再完成調(diào)用鍵盤(pán)程序。系統(tǒng)完成鍵盤(pán)查詢程序后，解碼，執(zhí)行相應(yīng)的狀態(tài)指示即顯示 LED 燈的亮滅。 圖 接收初始化流程圖 圖 接收 主程序流程圖 開(kāi)始 單片機(jī)復(fù)位 開(kāi)外部中斷 0 開(kāi)總中斷允許 設(shè)置默認(rèn)電燈亮滅 返回 開(kāi)始 定時(shí)器初始化 外部中斷初始化 鍵盤(pán)掃描程序 紅外處理程序 返回 顯示程序 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 11 紅外遙控接收部分初始化程序，初始化程序主要使單片機(jī)復(fù)位，即為將 IOP2口為高電平狀態(tài)，開(kāi)外部中斷 0，設(shè)置默認(rèn)彩燈亮滅標(biāo)志位。 紅外遙控接收部分主程序，先調(diào)用初始化程序，初始化程序完畢，進(jìn)入主程序循環(huán)狀態(tài)。程序在循環(huán)中主要任務(wù)是接收紅外數(shù)據(jù)，處理后解碼送去顯示。 紅外遙控鍵盤(pán)掃描、紅外發(fā)射程序 紅外遙控鍵盤(pán)掃描 程序流程圖如圖 ， 紅外發(fā)射程序如圖 所示 。 鍵盤(pán)掃鍵過(guò)程 :首先判斷控制鍵是否按下，若有控制鍵按下則進(jìn)行逐行掃描，按照 P 口值查找鍵號(hào)。最后按照鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序。 紅外信號(hào)發(fā)射過(guò)程：首先是發(fā)射 9MS 的引導(dǎo)碼（ 高電平和 低電平），接著發(fā)送 8 位用戶碼和八位用戶反碼，發(fā)完后發(fā)送 8 位數(shù)據(jù)碼和 8 位數(shù)據(jù)反碼。 在實(shí)踐中 ,采用紅外線遙控方式時(shí) ,由于受遙控距離 ,角度等影響 ,使用效果不是很好 ,如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收碼 ,可提高遙控距離 ,并且沒(méi)有角度影響。 圖 鍵盤(pán)掃描程序流程圖 圖 發(fā)射程序流程圖 開(kāi)始 有鍵按下？ 按鍵掃描 確定鍵值 由編碼至發(fā)射程序 返回 開(kāi)始 發(fā)送 9ms 引導(dǎo)碼 發(fā)送用戶碼和用戶反碼 發(fā)送數(shù)據(jù)碼和數(shù)據(jù)反碼 結(jié)束 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 12 紅外遙控接收部分外部中斷程序 中斷過(guò)程：首先判斷兩個(gè)下降沿之間的時(shí)間是否大于 9ms，若不到 9ms，則中斷返回；若低電平大于 9ms，則接收并對(duì)下降沿計(jì)數(shù)，如果接收到了 33 個(gè)下降沿，說(shuō)明一幀數(shù)據(jù)接收完了。計(jì)數(shù)清零，并送去才處理。 N Y N Y 圖 外部中斷 0 中斷服務(wù)程序流程圖 開(kāi)始 首個(gè)脈沖間隔時(shí)間大于 31？ 接收數(shù)據(jù) 中斷數(shù)等于 33？ 送去處理 返回中斷 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 13 第四章 系統(tǒng)調(diào)試 控制電路板 的安裝與調(diào)試在整個(gè)系統(tǒng)研制中占有重要位置，它是把理論付諸實(shí)踐的過(guò)程，也是把紙面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變位實(shí)際產(chǎn)品的必經(jīng)階段。對(duì)試驗(yàn)階段的電路板的安裝一般有兩種方式即焊接方式和面包板插接方式。使用面包板焊接更加方便，容易更換線路和器件，而且可以多次使用。但在多次使用的面包板中彈簧片會(huì)變松，彈性變差，容易造成接觸不良，這是需要注意的。 實(shí)驗(yàn)和調(diào)試常用的儀器有：萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器等。 調(diào)試的主要步驟。 1．調(diào)試前不加電源的檢查 對(duì)照電路圖和實(shí)際線路檢查連線是否正確，包括錯(cuò)接、少接、多接等；用萬(wàn)用表電阻檔檢查焊接 和接插是否良好；元器件引腳之間有無(wú)短路，連接處有無(wú)接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包括極性、信號(hào)源連線是否正確；電源端對(duì)地是否存在短路（用萬(wàn)用表測(cè)量電阻）。 若電路經(jīng)過(guò)上述檢查，確認(rèn)無(wú)誤后，可轉(zhuǎn)入靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試。 2．靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試 斷開(kāi)信號(hào)源，把經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量的電源接入電路，用萬(wàn)用表電壓檔監(jiān)測(cè)電源電壓，觀察有無(wú)異常現(xiàn)象：如冒煙、異常氣味、手摸元器件發(fā)燙，電源短路等，如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即切斷電源，排除故障； 如無(wú)異常情況，分別測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓，如靜態(tài)工作點(diǎn)、數(shù)字電路各輸 入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關(guān)系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態(tài)下，如不符，則調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件等，使電路最終工作在合適的工作狀態(tài)； 對(duì)于放大電路還要用示波器觀察是否有自激發(fā)生。 3．動(dòng)態(tài)檢測(cè)與調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號(hào)源，并循著信號(hào)的注射逐級(jí)檢測(cè)各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，如必要，要對(duì)電路參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要設(shè)法找出原因，排除故障，繼續(xù)進(jìn)行。 我們所設(shè)計(jì)的遙控器電路是采用碼分制遙控方式， 我們用示波器對(duì)發(fā)射電路輸出端及接收電路輸入端的信號(hào)波型的進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下不同的開(kāi)關(guān)按鈕時(shí)所顯示的波型是不同的。這說(shuō)明了此電路是工作在正常狀態(tài)的。 4．調(diào)試注意事項(xiàng) （ 1）正確使用測(cè)量?jī)x器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接； （ 2）在信號(hào)較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 14 公共地線上，在頻率較高時(shí)要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測(cè)量時(shí)應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。 （ 3）測(cè)量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗。 （ 4）測(cè)量?jī)x器的 帶寬必須大于被測(cè)量電路的帶寬。 （ 5）正確選擇測(cè)量點(diǎn)和測(cè)量 （ 6）認(rèn)真觀察記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。 （ 7）出現(xiàn)故障時(shí)要認(rèn)真查找原因 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 15 課題設(shè)計(jì)總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好的開(kāi)端。所以在此有必要對(duì)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)作一個(gè)系統(tǒng)的總結(jié)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我選擇了實(shí)做的題目，這不僅是對(duì)我的一種鍛煉，也是對(duì)我