【正文】 ...................................................................................... 43 附錄 5 外文參考資 料譯文 .................................................................................................... 45 XXXXXXXX 00 000000000000000000 1 第 1 章 緒論 背景 使用紅外技術(shù)具有以下的優(yōu)勢(shì)：能夠適應(yīng)各種條件下的環(huán)境狀態(tài)，與可見光的工作條件相比，其工作的環(huán)境無(wú)論是在黑夜還是天氣極為惡劣的情況下，都有較好的工作狀態(tài)；隱藏保密性較高，工作時(shí)很難被打擾；由于溫度及相關(guān)的發(fā)射率所共同影響，致使其目標(biāo)的相關(guān)識(shí)別能力要強(qiáng)于可見光的功能；紅外系統(tǒng)自身所具有的三大功能優(yōu)勢(shì)為，小體積、輕質(zhì)量以及較低的能量損耗；目標(biāo)與探測(cè)口之間的距離長(zhǎng)度大小和所處于的環(huán)境狀況；研究系統(tǒng)的工作性能 的高低；目標(biāo)所具有的光譜特性。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要基于控制其單片機(jī)的編寫、掃描并輸入其鍵盤的行列值、顯示其相關(guān)的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)運(yùn)行，將紅外數(shù)據(jù)的通信清晰的展現(xiàn)出來(lái)。 為使其相關(guān)的數(shù)據(jù)在進(jìn)行傳送的過程中能夠具有安全可靠的傳輸性、易于操作、方便其進(jìn)行運(yùn)行工作等，可以采用紅外信息技術(shù)手段。 XXXXXXX i XXXXXXXXXXXXX 摘要 怎樣解決種類繁多的有線電纜所導(dǎo)致的麻煩及問題，創(chuàng)建一個(gè)安穩(wěn)、便捷、安全的環(huán)境狀態(tài)是人們的愿望所在。本設(shè)計(jì)主要以 89lpc935單片機(jī)為其設(shè)計(jì)依據(jù)，制定出了一個(gè)方便易操作的 信息寫碼對(duì)策，以此作為其完成了一個(gè)簡(jiǎn)潔的紅外數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的有效方法。 本文主要從紅外數(shù)據(jù)通訊的組成原理及其關(guān)的解碼與編碼工作所進(jìn)行研究，文章主題被分為兩大模塊來(lái)進(jìn)行討論，既為接受及發(fā)送兩部分，并最終參照其相關(guān)的信息及標(biāo)準(zhǔn)完成其硬件部分的最后設(shè)計(jì)。伴隨著逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單化、微型化的各類設(shè)施設(shè)備的發(fā)展，其能與外設(shè)所連接用來(lái)進(jìn)行通訊工作的接口也在不斷減少，作為使用較為普遍變得通用接口，紅外線接口自始至終都被人們所使用，并且其市場(chǎng)需求仍逐年的不斷增加，越來(lái)越受商家所追捧，總體看來(lái)，紅外通信所具有的發(fā)展空間以及未來(lái)的前景十分可觀。 作為紅外通訊的載體，紅外線的工作流程如下：借助于紅外光在大氣中進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的傳送，其整個(gè)工作過程由紅外發(fā)射器和接收器共同配合實(shí)現(xiàn)。 XXXXXXXX 00 000000000000000000 2 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題 紅外通信是指充分的對(duì)紅外技術(shù)進(jìn)行有效利用，保證其兩點(diǎn)之間的短時(shí)保密通訊以帶動(dòng) 的相關(guān)數(shù)據(jù)信息順利完成其工作。 紅外通信的通信介質(zhì)所使用的是 950nm 的紅外線。主要研究?jī)?nèi)容有：應(yīng)用系統(tǒng)線路的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及相關(guān)的模塊開發(fā)和驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)等。 （ 3）高頻無(wú)線電技術(shù)。對(duì)于 藍(lán)牙技術(shù)在系統(tǒng)中的運(yùn)用，盡管擁有方便快捷的傳送優(yōu)勢(shì)、性能安全能得到一定的保障，但其在研究與實(shí)際應(yīng)用過程中所需掌握的技術(shù)十分困難，短期內(nèi)不易學(xué)會(huì)掌握，所以通常不予考慮。要想對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)需對(duì)相關(guān)的頻點(diǎn)加以申請(qǐng)，但同時(shí)，其所產(chǎn)生的干擾會(huì)影響到空間中有序狀態(tài)。故此， 針對(duì)于上述研究，本系統(tǒng)將使用 紅外線數(shù)據(jù)傳輸。 設(shè)計(jì)目標(biāo) （ 1）自主研制出對(duì)于紅外數(shù)據(jù)傳送時(shí)所需要的發(fā)射機(jī)及接收機(jī)，要求能夠使信號(hào)進(jìn)行無(wú)線傳送工作，可任意選用其相關(guān)的調(diào)制手段； （ 2）無(wú)線傳送所運(yùn)行的距離應(yīng)符合其要求標(biāo)準(zhǔn)； （ 3）最大程度上提高其單片機(jī)系統(tǒng)的性能，使其滿足于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)自動(dòng)化性能； （ 4）在進(jìn)行信號(hào)傳輸完成后，其所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)將會(huì)被顯示出來(lái)，這一狀態(tài)說(shuō)明了運(yùn)行成功，結(jié)果無(wú)誤。 設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)的主體思路為：當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送時(shí)，經(jīng)由 CPU 的轉(zhuǎn)化后，數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)化為申行數(shù)據(jù)類型的格式．將得到的新型數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制處理，再利用相關(guān)的紅外發(fā)光二極管裝置將其變換為紅外光進(jìn)而向接收裝置中輸送，經(jīng)其接收裝置中的紅外光接收管處理之后，能夠生成電信號(hào)，將所得到的電信號(hào)利用調(diào)節(jié)電路進(jìn)行處理后將原有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化出來(lái)，從而結(jié)束一個(gè)完整的運(yùn)行過程。 串行通信的方式主要由兩種，一種是同步通信，另一種是異步通信。故此， 接收端的相關(guān)工作必須時(shí)刻準(zhǔn)備著。 異步通信的傳送單位能夠用幀來(lái)表示。值得注意的是，在進(jìn)行異步發(fā)送幀時(shí)，對(duì)于幀的發(fā)送過程及方式不是一成不變的，相反可以說(shuō)，發(fā)送端所發(fā)出的幀能夠在任何時(shí)間內(nèi)完成，任意兩個(gè) 幀之間所存在的間隔具有隨意性。 圖 21 PPM 調(diào)制波形圖 如圖 21 所示 。 XXXXXXXX 00 000000000000000000 6 載波的相關(guān)數(shù)據(jù)取值為：以 f=38KHz 作為頻率，以 T= 作為運(yùn)轉(zhuǎn)周期。 開發(fā)工具 protel99se 作為 Protel 公司多年來(lái)在 Windows 平臺(tái)研發(fā)領(lǐng)域中所研制出的核心產(chǎn)物， EDA Protel99SE 能將電學(xué)概念中的設(shè)計(jì)到輸出物理所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以及在這期間的相關(guān)數(shù)據(jù)的分析、驗(yàn)證與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理等得以實(shí)現(xiàn)?？梢赃m用于不同類型的開發(fā)環(huán)境狀態(tài)下的軟件，并且該軟件也是構(gòu)成 PK51 及相關(guān)軟件的重要組成元素。同時(shí)，它還對(duì)各類新型微處理器的有效運(yùn)行提供了技術(shù)保障。并采用 6倍于標(biāo)準(zhǔn) 80C51 的器件。具有能夠進(jìn)行存放器件序列碼及設(shè)置參數(shù)的 512 位字節(jié)片 的 EEPROM 存儲(chǔ)區(qū)。能夠?qū)Ω呔?RC 振蕩器進(jìn)行選擇，而不需要對(duì)外接振蕩器件選用。 附加特性 以 18MHz 為其運(yùn)行頻率時(shí)，除了乘法與除法口令要求外，對(duì)于高速 80C51 CPU 來(lái)說(shuō)，其指令所運(yùn)行的周期為 111~222ns。Flash 的保密位能夠?qū)Τ绦虻淖x取進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)。低電壓復(fù)位能夠在電源產(chǎn)生事故時(shí)命令其關(guān)閉系統(tǒng)以確保安全。此時(shí)的振蕩器的檢測(cè)工作就會(huì)失效。并且全部的口線都擁有 LED 的驅(qū)動(dòng)功能。 P0、 P1 和P2的位數(shù)為 8 位 I/O接口，而 P3具有 2位 I/O接口。每個(gè) P89LPC936 輸出口均能提供灌電流驅(qū)動(dòng) LED。 第 3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) MCU外圍電路 本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的發(fā)送機(jī)硬件主要由兩大模塊所構(gòu)成，主控及受控模塊。數(shù)據(jù)是由發(fā)送機(jī)經(jīng)鍵盤敲打傳送后所輸出的，并通過單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的處理工作，從而分析其所傳輸?shù)母黝悢?shù)據(jù)情況。在所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)際操作過程中，能有效控制其元件數(shù)量及 PCB 的相對(duì)接觸面積，同時(shí)還能保障其系統(tǒng)有效運(yùn)行的安全穩(wěn)定性能。 紅外發(fā)射接受部分 紅外發(fā)射接受部分主要依靠于 P89LPC935的片內(nèi) CCU模塊而支撐， UART會(huì)將所生成的 38KHz的載波頻率進(jìn)行調(diào)制處理，然后用二極管進(jìn)行傳送，并用相關(guān)的紅外接收模塊予以接收。利用專門的集成芯片作為其電路的構(gòu)成元件。根據(jù)譯碼的方式不同，鍵盤可分為編碼式及非編碼式；而按照連接方法的區(qū)別，又可以分為獨(dú)立式和矩陣式。矩陣行列線所進(jìn)行通信的方式為利用其接口與中央處理器。所以，必須消除運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的這一現(xiàn)象，以免更嚴(yán)重的錯(cuò)誤發(fā)生。直流電源被接口 DC所進(jìn)行輸送，其值為 5V ，采用二極管 D2 能夠用于電源的導(dǎo)向所限制，經(jīng)過 C1 C14濾波后所處理，在由 HT7130 進(jìn)行后續(xù)處置，最終將電源電壓值穩(wěn)定在 3V。本設(shè)計(jì)所使用的芯片為 MAX232。 注意事項(xiàng) ，避免信息發(fā)射時(shí)對(duì)主機(jī)造成干擾。 。 XXXXXXXX 00 000000000000000000 15 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總流程 發(fā)送機(jī)及接收機(jī)構(gòu)成了其系統(tǒng)軟件部分中的單片機(jī)程序，如圖 所示。 圖 42 數(shù)據(jù)幀格式 ： 開 始 系統(tǒng)初始化 返回 數(shù)據(jù)顯示 是否接到前導(dǎo)碼信號(hào) 開 始 系統(tǒng)初始化 發(fā)送數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)顯示 返回 按鍵識(shí)別，看是否有鍵值要發(fā)送 N N XXXXXXXX 00 000000000000000000 16 圖 43 調(diào)制后的起始位 ，則終止發(fā)送 調(diào)制后的數(shù)據(jù)位 0： 圖 44 調(diào)制后的數(shù)據(jù)位 0 1ms 期間不發(fā)送紅外信號(hào) 調(diào)制后的數(shù)據(jù)位 1： 圖 45 調(diào)制后的數(shù)據(jù)位 1 在 1ms 周期內(nèi)傳送 38khz 的紅外信號(hào) 主機(jī)程序 include include define uchar unsigned char // 變量定義 sbit BEEP=P2^7。 XXXXXXXX 00 000000000000000000 17 //函數(shù)聲明 void CCU_Ini()。 bit Compare(uchar *pbuf)。 P1M1=P1M2=0。 while(1) { while(KEY1)。 //接收 16 字節(jié)數(shù)據(jù) if(Compare(RcvBuf)==1) //比較接收到的數(shù)據(jù)和發(fā)送的數(shù)據(jù) { BEEP=0。 //如果錯(cuò)誤則蜂鳴器長(zhǎng)響一聲 Delay(5)。 TI=0。 while(!TI)。 void RcvData(uchar *pbuf) { uchar i。 for(i=0。 pbuf[i]=SBUF。 for(i=0。 } 名稱 : CCU_Ini() 功能 : CCU 模塊初始化 ,使 OCA()輸出 38KHz,50%占空比的 PWM 波 ,作為紅外線的載波，使用 6MHz 晶振時(shí) ,CCU 頻率 =((6000000/2)/6)*32=16MHz 定時(shí)器重裝值 =CCU 頻率 /紅外線載頻 =16000000/38000=421=0x1a5 void CCU_Ini() { TOR2H=0x01。 TCR21=0x85。 while(!PLEEN)。 //雙緩沖禁止 ,中斷禁止 ,采用查詢方式發(fā)送和接收 SCON=0x40。 BRGR0=BRGR0_DATA。 if(k==0) { return。j。 _nop_()。 // 設(shè)置為開漏 , 其他為準(zhǔn)雙向 P1M1=P1M2=0x01。 SendData()。 //如果正確則蜂鳴器短響一聲 Delay(1)。 XXXXXXXX 00 000000000000000000 22 BEEP=1。 for(i=0。 TI=0。 REN=1。i16。 } REN=0。i16。 //定時(shí)器重裝值 TOR2L=0xa5。 //PLL 預(yù)分 頻為 5+1 CCCRA=1。 TCR20|=3。 //串口模式 1,接收禁止 PCON|=0x40。 BRGCON=3。 } for(。j) //延時(shí) { for(i= _nop_()。 //函數(shù)聲明 void CCU_Ini()。 void Delay(uchar k)。 //P0,P1 口設(shè)置為準(zhǔn)雙向 P2M1=P2M2=0xc0。 RcvData(RcvBuf)。 TI=0。 while(!TI)。 void RcvData(uchar *pbuf) { uchar i。 for(i=0。 pbuf[i]=SBUF。 OCRAH=0x00。 //非反相的 PWM TCR20=0。 //啟動(dòng)定時(shí)器 ,對(duì)稱 PWM 模式 } 名稱 : UART_Ini() 功能 : UART 初始化 ,波特率 2400bps void UART_Ini() { PCON=0。 //SMOD0=1,SCON 的位 7 作為 FE BRGCON=0。 //啟動(dòng) UART 的波特率發(fā)生器 } 名稱 : Delay() 功能 : 延時(shí) *k 秒 (振蕩器為 6MHz) 入口參數(shù)：ｋ 延時(shí)時(shí)間