【正文】 II 四、 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 隨著科技的日益發(fā)展，人們對近距 離的現(xiàn)場遙控以及無線通信的技術(shù)指標(biāo)要求越來越高，尤其是在模擬鎖相環(huán)集成電路和傳感器技術(shù)的巨大進(jìn)步下 ， 大大加速了這個(gè)進(jìn)程。 紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有信息傳輸可靠 、 抗干擾能力強(qiáng) 、安全度高 、功耗低、成本低 、 易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn) ，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種通信和遙控手段。 所以同類產(chǎn)品的紅外線遙控器，可以有相同的遙控頻率或編 碼，而不會(huì)出現(xiàn)遙控信號(hào) “ 串門 ” 的情況。本課題研究如何用 51單片機(jī)進(jìn)行紅外編碼及解碼并控制多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)聯(lián)動(dòng)或者單獨(dú)動(dòng)作，動(dòng)作方式有同時(shí)或者單獨(dú)的轉(zhuǎn)速或者轉(zhuǎn)向變化。 2 需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題 ： 需重點(diǎn)研究 51 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和編程方法及最小系統(tǒng)；字符型 LCD 液晶顯示接口技術(shù)； LED 數(shù)碼管接口技術(shù)；鍵 盤接口技術(shù)；紅外編碼及解碼原理；步進(jìn)電機(jī)的控制原理；器件的選型。 2 解決的辦法 在校圖書館借閱相關(guān)圖書資料，向?qū)W校實(shí)驗(yàn)室借用實(shí)驗(yàn)設(shè)備 與器材。 審查意見： 指導(dǎo)教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 IV 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )評閱教師評語 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )題目 評閱教師 職 稱 評閱日期 評閱參考內(nèi)容： 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果， 難度及工作量，質(zhì)量和水平， 存在的主要問題與 不足。我們可以利用嵌入式系統(tǒng)改善和簡化我們的生活，讓我們的工作和學(xué)習(xí)更加有效率，從而實(shí)現(xiàn) 更大的生產(chǎn)力。為了滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)測控要求，本文進(jìn)行紅外遙控電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，詳細(xì)地分析了各功能模塊的硬件電路的設(shè)計(jì)和相關(guān)軟件程序的編寫。 【 關(guān)鍵字 】 ： 51 單片機(jī)，紅外遙控，電機(jī)系統(tǒng) ,步進(jìn)電機(jī)， LCD 顯示 英文摘要 VII The design of Infrared remote control motor system based on 51 MCU Student:Jiao Deng Feng Teacher:Xu Ai Jun/ professor、 Zhu Rong Tao/ teaching assistant 【 Abstract】： 51 MCU is a typical representative of Embedded System, the electronical products belong to Embedded System, such as intelligent mobile, PDA, and so on. With the advantages of small in size, good performance, the learning of facilitate, the Embedded System is more and more familiar with majority of the electronic hobbyist and many electronics manufacturers. We can use the Embedded System to improve and simplify our lives, making our work and learning more efficient, So as to achieve greater productivity. This design is by design a new measurement and control the speed of electrical systems to understand and grasp a mon tracking control system design. design in hardware and software are down to analyse and discuss the system is simple, easy to learn, and easy operation, is a more practical tracking control system. Infrared remote control device has small size, low power consumption, strong function, and low cost, is currently widely used in a shortrange wireless munication and remote control. To meet the industrial and agricultural production in the right motor speed realtime measurement and control requirements, this infrared remote control electrical system design studies, detailed analysis of each functional module of the hardware circuit design and preparation of related software programs. This design includes send and receive infrared signals, LCD, matrix keyboard scanning, stepping motor speed control, and several other important functional blocks. First, the infrared remote control works through the analysis of proposed based on AT89C51 microcontroller coding, decoding, and pulse modulated highfrequency carrier at 38KHz, inhibit infrared interference designed infrared remote control circuit, the preparation of an infrared transmitter and receiver process, finally introduced to improve system scalability specific measures. This design uses two infrared remote control motor system posed of SCM, simple structure and function of strong, reliable operation can be well monitoring and control multiple motors. 英文摘要 VII 【 Keywords】 : 51 microcontroller, infrared remote control, electrical systems, stepper motor, LCD display 長江大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 文獻(xiàn)綜述 題 目 名 稱 基于 51單片機(jī)的紅外遙控電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 題 目 類 型 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 系 部 信 息 系 專 業(yè) 班 級(jí) 自動(dòng)化 0601 班 學(xué) 生 姓 名 焦 登 鋒 指 導(dǎo) 教 師 徐愛鈞 / 教授 輔 導(dǎo) 教 師 朱嶸濤 / 助教 完 成 時(shí) 間 2020 年 6 月 1 日 前言 第 1 頁 （ 共 76 頁 ） 前言 目前， 51 系列單片機(jī)在我國已得到大力推廣和廣泛應(yīng)用，從工業(yè)控制到小型電子產(chǎn)品都可以見到 51 單片機(jī)的身影。 本設(shè)計(jì) 介紹了一種基于 AT89S52 單片機(jī)的紅外遙控步進(jìn)電機(jī) 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) ,系統(tǒng)分為紅外遙控編 碼 解碼、 LCD 顯示和驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)三個(gè)模塊 。通過紅外編碼遙控發(fā)射不同的碼值來控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、加速減速以及啟動(dòng)停止、多個(gè)電機(jī)的聯(lián)動(dòng)、獨(dú)個(gè)電機(jī)的單獨(dú)動(dòng)作，并通過 LCD 顯示出步進(jìn)電機(jī)的狀態(tài)。 本論文 對 該系統(tǒng)的 工作原理、硬件電路和軟件進(jìn)行了詳細(xì)介紹。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。經(jīng)實(shí)踐證明，本設(shè)計(jì)的測控原理及方法不僅適用于 步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)，還可以對交流 及直流 電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測控。 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 隨著科技的日益發(fā)展，人們對近距離的現(xiàn)場遙控以及無線通信的技術(shù)指標(biāo)要求越緒論 第 3 頁 （共 76 頁） 來越高，尤其是在模擬鎖相環(huán)集成電路和傳感器技術(shù)的巨大進(jìn)步下 ， 大大加速了這個(gè)進(jìn)程。 紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有信息傳輸可靠 、 抗干擾能力強(qiáng) 、安全度高 、功耗低、成本低 、 易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn) ，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種通信和遙控手段 [10]。 所以同類產(chǎn)品的紅外線遙控器，可以有相同的遙控頻率或編碼，而不會(huì)出現(xiàn)遙控信號(hào) “ 串門 ” 的情況。 基于 51 單片 機(jī)的紅外遙控電機(jī)系統(tǒng)就是紅外遙控系統(tǒng)的應(yīng)用之一。還要 在 控制過程中把電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和轉(zhuǎn)速用 LCD 液晶顯示器顯示出來。 軟件模塊 紅外編碼 模塊； 紅外解碼 模塊； 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 模塊； 另外，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所要養(yǎng)成的思維方法和思考模式對以后自己從事此類技術(shù)的開發(fā)尤為重要。紅外線是一種看不見的光線，因其在整個(gè)電磁波譜中處在可見光 —— 紅光的外側(cè)而得名。 紅外遙控系統(tǒng)組成 常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分紅外發(fā)射部分和紅外接收兩個(gè)大部分。目前我們生活中所大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的是波長為 940mm左右的紅外線。 電路 回路中常常串有限流電阻， 以 適應(yīng)不同的工作電壓。 常見的紅外發(fā)光二極管，其功率分為小功率 (1mW～ 10mW)、中功率（ 20mW～50mW)和大功率（ 50mW～ 100mW 以上 )三大類。 圖 2 常用紅外發(fā)光二極管 常用紅外發(fā)光二極管參數(shù) 最大正向電流 6 mA 方案論證 第 7 頁 （ 共 76 頁 ） 最小反向電壓 0 V 最大正向壓降 10 mA 最大正向壓降 V 最小輸出光功率 3 V 最小輸出光功率 20 mA 有效控制距離 3～ 10 m 而在紅外接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管，這種光敏二極管有一個(gè)很大的特點(diǎn) —— 只對紅外光線有敏感作用。均有三只引腳，即電源正（ VDD）、電源負(fù)（ GND）和數(shù)據(jù)輸出（ VO 或 OUT）。在一般的紅外遙控系統(tǒng)中， 發(fā)射 部分 所使用的晶振頻率一般為 455kHz，再經(jīng)過 發(fā)射端 時(shí) 要對晶振 進(jìn)行整數(shù)分頻 （ 分頻系數(shù)一般取 12） ，得到的 常用的 紅外線接收頭的 載波頻率為 38kHz。下面將系統(tǒng)方案做一一論證，通常有硬件編碼解碼和軟件編碼解碼兩種方案。 圖 4 方案一設(shè)計(jì)原理圖 專用遙控器 遙控信號(hào)接收 專用解 碼器 微控制器 Lcd 顯示模塊 電機(jī)控制模塊 方案論證 第 9 頁 （ 共 76 頁 ） 方案二的論述 此方案中，我們采用 MCU編碼和發(fā)射紅外信號(hào)，當(dāng)按下遙控器的設(shè)置鍵后，紅外接收裝置接收到遙控器發(fā)出的紅外線控制信號(hào)，然后把這個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳到單片機(jī)中，利用單片機(jī)對這個(gè)信號(hào)進(jìn)行解碼，解碼完成后 判斷并 確定是不是設(shè)置信號(hào)。 方案二為軟件編碼和解碼方案，軟件編碼發(fā)射較容易。 綜上所訴，本設(shè)計(jì)選擇方案二。 AT89S51 為 ATMEL 所生產(chǎn)的可電氣燒錄清洗的 8051 相容單芯片，其內(nèi)部程序代碼容量為 4KB。 VSS： 電源地端。 EA/Vpp： EA為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來執(zhí)行程序。 ALE/PROG： ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。 PSEN： 此為 Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng) 8051 被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（ EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常 這支腳是接到 EPROM 的 OE 腳。如果當(dāng) EA 引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼 或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）， P0 就以多工方式提供地址總線（ A0～ A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0～ D7）。 PORT1（ ～ ）： 端口 1 也是