【正文】 定時開關功能，設定溫度上下限功能，另外，由于采用紅外遙控器作為按鍵，還應具有紅外接收功能。根據(jù)以上功能要求，來選擇所需要的硬件，本設計中所用到的硬件主要有 STC89C52 單片， DS1302 時間芯片，DS18B20 溫度傳感器，HS0038 紅外接收器，LCD 液晶屏，繼電器。在軟件設計上，各個模塊單獨編程，這樣能夠方便調(diào)試發(fā)現(xiàn)錯誤，也方便今后程序移植和升級。2 硬件設計 STC89C52 單片機介紹 STC89C52 引腳簡介STC89C52 管腳及實物圖如圖 21，圖 22 所示。電源引腳(2 根)GND(20 腳) ：接地線； VCC(40 腳)：接＋5V 電源外接晶振引腳(2 根)XTAL0(18 腳)：振蕩電路的輸入端； XTAL1(19 腳)：振蕩電路的輸出端控制引腳(4 根)ALE/PROG(30 腳)：地址鎖存允許信號；EA/VPP(31 腳) ：片內(nèi)外程序存儲器選擇，低電平讀取外部存儲器指令，高電平讀片內(nèi)程序指令；RST/VPP(9 腳)：復位引腳 2 個機器周期以上的高電平單片機復位；PSEN(29 腳)：外部存儲器讀選通信號。基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)2圖 21 STC89C52 管腳圖圖 22 STC89C52 實物圖I/O 口(32 根)該單片機有 4 組（P0 、PPP3）I/O 口，每組 8 位，共 32 根引腳。P0口(39 腳～ 32 腳) 是一個具有 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。當做輸出口使用時，每組能驅(qū)動 8 路 TTL 電平。P1 口(1 腳～8 腳)是一個 8 位雙向 I/O 口且具有上拉電阻。可以用來驅(qū)動基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)3TLL 邏輯電平。P2 口(21 腳～28 腳)是一個 8 位雙向 I/O 口且具有內(nèi)部上拉電阻，P2 口可以用來驅(qū)動 TTL 邏輯電平。P3 口(10 腳～17 腳)是 8 位準雙向 I/O 口，同時 P3 口具有復用功能， 串行輸入(RXD) 、 串行輸出(TXD) 、 外部中斷 0(INT0)、 外中斷1(INT1)、 定時/計數(shù)器 0、 定時/計數(shù)器 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通、 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。 STC89C52RC 主要功能特點STC89C52 是宏晶科技生產(chǎn)的一種高性價比低功耗的 8 位單片機，片內(nèi)集成8KFlash 程序存儲器，STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，程序上完全兼容。但該單片機還是做了不少改進，縮短了指令執(zhí)行周期，增加了定時器 2，增加了看門狗功能。在單芯片上，8 位的 CPU 配合 8K 的程序存儲器，使得 STC89C52 能滿足基本的控制需要而不需要再外擴存儲器。 以下是 STC89C52 的基本特點：(1) 相對于一個機器周期占 12 個時鐘周期的 8051 增加 6 時鐘/機器周期功能。(2) 工作電壓寬度在 。(3) 工作頻率 0 – 40 MHz 最高可達到 48MHz。(4) 片內(nèi)集成 8K 字節(jié)的程序存儲器和 512B 的 RAM。(5) 通用 I/O 口（32 個） ，復位后 P1~P4 是準雙向口并帶有弱上拉電阻，P0口是開漏輸出，作為地址線使用時不用接上拉電阻而作為普通 I/O 口使用時必須使用上拉電阻。(6) 具有 3 個 16 位定時器/計數(shù)器，定時器 0 可以拆分成兩個 8 位使用。(7) 具有四個外部中斷,可以設置成下降沿或低電平模式觸發(fā),掉電模式下外部中斷的低電平模式可以喚醒系統(tǒng)。(8) 具有一個通用同步串口，如有需要可以通過普通 I/O 口模擬串口進行擴展。(9) 正常工作溫度范圍 0 75℃，封裝為 PLCC44 和 PDIP40 兩種，本設計基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)4為 PDIP40 封裝。 DS18B20 溫度傳感器介紹 DS18B20 引腳及特點DS18B20 的引腳及封裝如圖 23 所示。 圖 23 DS18B20 引腳及封裝DS18B20 的引腳： 輸入/輸出端口；2. GND 為電源地；3. VDD +5V（寄生電源模式下該位接地即可）DS18B20 的主要特性有一下方面，DS18B20 適應的溫電壓范圍為 ~，可以直接與 3v 或 5v 單片機相連，如果使用寄生電源模式兩個電源引腳可以直接接地，DS18B20 與單片機連接只需要一根數(shù)據(jù)線，通過一定的時序操作可以實現(xiàn)讀和寫的雙向通信，另外 DS18B20 還有一大特色，一條數(shù)據(jù)線可以連接多個傳感器 ，在不增加 I/O 口的情況下實現(xiàn)多點測溫的需求，DS18B20 設計精巧實用方便，整個功能電路集成在只有三個引腳的芯片內(nèi)，形如三極管 ，其溫度測量范圍－55℃～＋125℃，溫度測量分辨率為 9～12 位出廠設置為 12 位精度，這基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)5樣在默認設置下只要把測得并轉(zhuǎn)化后的溫度值乘以 即可得實際溫度值。DS18B20 與單片機的連接有兩種方法，外部電源供電和寄生電源供電方式，在實際使用時只需要在數(shù)據(jù)線上接上 的上拉電阻即可。本設計采用外部電源供電方式如圖 24 所示。圖 24 DS18B20 外部供電電路圖 DS18B20 內(nèi)部結構及寄存器介紹DS18B20 的內(nèi)部結構如圖 25 所示。圖 25 DS18B20 內(nèi)部結構圖DS18B20 的四大數(shù)據(jù)組成部分：光刻 ROM 中的 64 位序列號，用于實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。溫度靈敏原件，用于接收最初的溫度模擬量，即電阻隨溫度變化。非易失性溫度報警觸發(fā)器(EEPROM)TH 和 TL?？赏ㄟ^軟件寫入用戶報警上基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)6下限值。配置寄存器，通過 R0,R1 位設置，溫度分辨率，出廠時 R0=1，R1=1（即 12位分辨率）具體設置方法如圖 26 所示。圖 26 分辨率設置寄存器下面是對 DS18B20 高速暫存存儲器介紹：高速 RAM 由 9 個字節(jié)組成如表 21 所示。表 21 DS18B20 存儲器映像溫度低位 溫度高位 TH TL 配置位 保留 保留 保留 CRC 校驗溫度轉(zhuǎn)換命令（44H）發(fā)出后在最長 750ms 的時間內(nèi)，二進制溫度值被存放于溫度高位和溫度低位（即高速 RAM 的第 0 和 1 字節(jié)） 。這時單片機按照低位在前，高位在后的方式讀取兩字節(jié)數(shù)據(jù)，就可以通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則得到十進制溫度。在轉(zhuǎn)換時應注意，當 S=0(正溫度)時，根據(jù)分辨率位數(shù)直接轉(zhuǎn)換為十進制；當 S=1（負溫度）時，應先將補碼取反加一，再進行十進制轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)格式如圖27 所示。圖 27 溫度值格式圖DS18B20 與單片機的通信遵循著一定的時序，其時序如圖 28 所示?；?STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)7圖 28 DS1302 時序圖由圖可知，使用 DS18B20 時首先對其復位，復位信號至少為 480us 的低電平，若 DS18B20 接收到復位信號則會在 15~60us 內(nèi)發(fā)出一個回復脈沖，脈沖時間為60~240us，此時控制器數(shù)據(jù)線應是高電平以便對其接收，至此，通信協(xié)議已經(jīng)基本達成，接下來開始數(shù)據(jù)通信。 DS1302 時鐘芯片介紹 DS1302 引腳及內(nèi)部寄存器簡介DS1302 是美國達拉斯公司推出的一款功耗低功能全的實時時鐘芯片，RTC寄存器可提供年、月、日、時、分、秒、及周的時間值，另有 31 字節(jié)靜態(tài)RAM，采用串行三線接口與單片機進行通信，突發(fā)方式下，可以一次性傳送多個字節(jié)的數(shù)據(jù)或時鐘信號。工作電壓寬度 ～5V ,用來保持片內(nèi)數(shù)據(jù)時功率控制在1 毫瓦內(nèi)。具有備用電源引腳，也可以通過寄存器設置備用電源充電方式。DS1302 的引腳如圖 29 所示。圖 29 DS1302 引腳圖基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)8其中 XX2 外接 晶振；GND 接地；CE 為信號使能端，數(shù)據(jù)傳輸時必須保持高電平，I/O 為數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳； SCLK 為串行時鐘，Vcc1,Vcc2為電源供電管腳。DS1302 關于時間和日期的寄存器如圖 210 所示，共有 12 個，編程時注意讀和寫的地址有所不同。圖 210 DS1302RTC 寄存器DS1302 控制字，如表 22 所示。表 22 DS1302 控制字1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD/WR控制字最高字節(jié)應該為 1，為 0 時不能向芯片寫入數(shù)據(jù)，控制字從低位開始輸出，第 6 位為 0 表示讀取時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示讀 RAM 數(shù)據(jù)，A4 ——A0 為操作地址。在下一個時鐘上升沿，寫入數(shù)據(jù)，而在指令后的下一個時鐘下降沿，讀出數(shù)據(jù)。 DS1302 讀寫時序DS1302 讀寫時序如圖 211 所示。CE 高電平開啟數(shù)據(jù)傳送功能，數(shù)據(jù)傳輸時，數(shù)據(jù)在時鐘上升沿輸入，時鐘下降沿輸出。基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)9圖 211 DS1302 讀寫時序 HS0038 紅外一體接收器介紹 HS0038 特點介紹紅外通信有紅外發(fā)射裝置和接收裝置組成，本設計的紅外發(fā)射裝置為載波38KHz 的普通紅外遙控器。HS0038 能夠接受紅外信號，并能對信號放大，檢波，整形輸出單片機可以識別的 TTL 電平。單片機經(jīng)過一定的算法把接收到的數(shù)據(jù)進行解碼。便可以得到遙控器鍵值。應當注意 HS0038 輸出的數(shù)據(jù)正好和發(fā)射端的電平反向。 HS0038 電路及應用HS0038 引腳及封裝如圖 212 所示。圖 212 HS0038 實物圖從左到右，引腳依次是：I/O 數(shù)據(jù)端口、GND 接地、 VCC 接+5V 電源。基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)10HS0038 在單片機系統(tǒng)中常用的電路如圖 213 所示。圖 213 HS0038 應用電路圖 LCD12864 液晶介紹 LCD12864 性能概述及引腳功能 本設計采用帶漢字字庫的液晶模塊，內(nèi)置 8192 個漢字 128 個字符還具有64*256 的 GDRAM 可以用來繪制圖形。液晶正常工作的電壓寬度為 ~5V,顯示分辨率為 12864。應用中可以通過寫入命令字來實現(xiàn)多種功能，如：開關光標，反白顯示，屏幕移位，睡眠等。該液晶 20 個引腳與單片機的連接如圖 214 所示。LCD12864 具有 20 個引腳其功能如表 23 所示。圖 214 LCD12864 與單片機連接圖由于本設計采用 8 位并行數(shù)據(jù)傳輸方式，故其第 15 引腳 PSB 直接接高電平即可。此時，RS 引腳為指令 /數(shù)據(jù)選擇引腳。另外，18 腳和 19 腳為背光燈，可以根據(jù)需要接上可調(diào)電阻來實現(xiàn)對背光亮度的調(diào)節(jié)。表 23 LCD12864 引腳功能圖基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)11 LCD12864 讀寫時序及用戶指令集對 LCD12864 液晶的操作不外乎通過單片機不斷進行讀寫，單片機寫數(shù)據(jù)到液晶模塊的時序圖如圖 215 所示。圖 215 單片機寫數(shù)據(jù)到液晶模塊單片機讀取液晶模塊數(shù)據(jù)的時序圖如圖 216 所示。基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)12圖 216 單片機讀取液晶模塊數(shù)據(jù)由圖 314 可知寫數(shù)據(jù)或命令的操作大致如下，RS 為高時寫數(shù)據(jù)，RS 為低時寫指令；RW 引腳為低電平進行寫操作；E 引腳設置為高允許數(shù)據(jù)傳送，接著便把所傳數(shù)據(jù)放于數(shù)據(jù)引腳，E 引腳再次拉低便完成了寫操作。LCD12864 有兩種指令集，基本指令集（RE=0）和擴充指令集（RE=1 ） ，寫指令時 RS=0,RW=0。通過正確的時序?qū)懼噶羁梢栽O置 LCD12864 的很多功能，如寫入 0x01 指令即可清屏并把 DDRAM 地址計數(shù)器調(diào)整為“00H”,再如寫入指令“0xc”即可打開顯示關閉游標。 其他硬件電路 STC89C52RC 最小系統(tǒng)的設計本設計的單片機最小系統(tǒng)主要包括，STC89C52 單片機，12M 外接晶振，上電復位電路三個部分。最小系統(tǒng)晶振電路如圖 217 所示。圖 217 晶振電路基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)13晶振兩個引腳分別接于單片機的 XTAL0 和 XTAL1 引腳，電容值的選擇范圍為 5~30PF，電容對晶振頻率具有微調(diào)作用。最小系統(tǒng)復位電路如圖 218 所示。圖 218 上電復位電路單片機復位電路的設計必須能滿足上電震蕩穩(wěn)定后，保持至少兩個周期的高電平。本最小系統(tǒng)采用 10uf 的電容，經(jīng)驗證完全滿足要求。由于本電路上電即可以使單片機復位，又具有電源開關，故省去了按鍵復位開關。另外，由于本設計采用單片機內(nèi)部存儲器存儲程序，故單片機的第 31 引腳（EA）接高電平，用來訪問片內(nèi)程序。 系統(tǒng)電源電路的設計 由于所選用單片機為 5V 單片機，為得到較穩(wěn)定的 5V 電壓，本設計采用了L7805cv 三端集成穩(wěn)壓管。輸出電壓 ，最大輸入電壓 35v，壓差 35v時工作在理想狀態(tài)。輸出電流可達 （需做好散熱） ，同時 L7805cv 內(nèi)部含有限流保護電路和過熱保護電路，防止負載過大溫度過高燒壞器件。本設計中L7805cv 的應用電路如圖 219 所示。圖 219 L7805cv 穩(wěn)壓電路圖3 軟件開發(fā)平臺及軟件基于 STC89C52 單片機的家用紅外遙控系統(tǒng)14 開發(fā)環(huán)境介紹及程序總體結構 開發(fā)環(huán)境介紹本設計采用 KEIL C51