【正文】 外通信系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì) ，系統(tǒng)的調(diào)試與測試是系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須 的 過程，是其中一個重要的組成部分。軟件測試部分可以 Keil C51 環(huán)境下進(jìn)行編譯調(diào)試，硬件測試部分按照其組成又可以細(xì)分為發(fā)射模塊電路的測試與接收模塊電路的測試。 元件焊接與整板測試 元件焊接 整版測試 上電功能測試 由于系統(tǒng)硬件不是很復(fù)雜，硬件電路裝配、焊接完成后，可能因?yàn)槟撤N原因不能正常工作。因?yàn)橛袑ｉT的電源控制模塊，所以給板子正常供電后，電路板 上的 LED 燈 上電導(dǎo)通，產(chǎn)生可見的紅光，即 證明供電正常。 電氣檢查中，可以檢測電路原理圖中相同網(wǎng)絡(luò)的連接點(diǎn)是否具有相同的邏 輯電平。重新焊接好后，上電測試，數(shù)碼管工作正常。 復(fù)位鍵 控制 調(diào)試 系統(tǒng)上電，數(shù)碼管有顯示時，長時間按住復(fù)位鍵，數(shù)碼管會暫時暗掉，還有就是用萬用 表 測量復(fù)位鍵按下時的電壓，查看是否有過壓的現(xiàn)象。 把電路修正后，重新制版，再次上電，示波器查看波形。 數(shù)碼管 顯示調(diào)試 在之前已經(jīng)確定了數(shù)碼管的完好性，在軟件的測試部分，寫了簡單的控制程序，讓數(shù)碼管 4為全亮，每位單獨(dú)亮等具體的功能實(shí)現(xiàn)。每按下一次，數(shù)碼管就自加一。 A 面是插裝元器件，并且在空間比較大的元件下面也放置了一些比較小的元件； B 面 是 線路和貼片元器件。如何通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)的發(fā)送接收，最關(guān)鍵就是要保證兩板間的紅外通信正常，這是數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤帷? 系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn) 測試儀器 7 結(jié)論 。接下來就是根據(jù)單片機(jī)的串口原理編寫源代碼，在此之前需多查閱相關(guān)書籍，有一定的知識理論基礎(chǔ)在編程過程中比較順手。這樣不僅美觀和布線方便簡單，更方便檢測和修補(bǔ)。按鍵測試程序如下： 為了 減少面積，增加組裝密度，外型美觀和方便布線。簡單的測試程序如下： 按鍵控制調(diào)試 硬件檢查時得知 P3^7 口接的按鍵不能被程序控制，硬件檢查后是虛焊，重新焊接后正常工作。 系統(tǒng)軟件調(diào)試 軟件是整個系統(tǒng)的靈魂，所以軟件的調(diào)試就顯得至關(guān)重要了。經(jīng)長時間研究 ，查閱書籍后才知， 畫原理圖時出錯。 在焊接前已經(jīng)檢查了按鍵的好壞，在確定全部按鍵是好的后才開始焊接。 數(shù)碼管顯示調(diào)試 針對數(shù)碼管 不能正常閃亮的情況， 先 將數(shù)碼管取出，用萬用表檢查其好壞，驗(yàn)證了器件的完好。為了避免集成塊燒壞，先不插 上 集成 塊。 重新考慮后，補(bǔ)加上電源部分，方便電源檢查。 因?yàn)樵趩纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，硬件部分電路和軟件控制是緊密相連的，對系統(tǒng)硬件電路的測試，就已經(jīng)包含了對軟件控制功能測試。 對于單片機(jī)紅外通信，其需要調(diào)試與測試的部分，按系統(tǒng)類型可以分為系統(tǒng)硬件測試與系統(tǒng)軟件測試兩部分。 //使能串口中斷 } 系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)初始化之后，在主程序之中反復(fù)調(diào)用鍵盤程序和顯示程序，同時等待串口發(fā)送中斷或者接受中斷， 其 主程序流程圖如圖 53 所示。 TMOD|=0X20。 //晶振 12 分頻（ Hz） TH1=a1。 串行口采用工作方式 3 為 11 為異步通信方式，波特率為 1200bps。 特殊功能寄存器 PCON PCON 用于波特率是否需要加倍。 方式 3 中是 發(fā)送 端 發(fā)送 的第九位數(shù)據(jù) ，可用位指令置 0 或者置 1； (6)TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位。在復(fù)位時所有位被清零，字節(jié)地址為 98H。 } 串口波特率發(fā)生器設(shè)置 串行口數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF SBUF 是 C51 串行口的接收、發(fā)送緩沖器。 } void wait_dis(void) //等待狀態(tài)下的顯示，打開所有數(shù)碼管 { w0=1。 w2=0。 P0=~0x46。 w0=0。 w2=0。 P0=~0x70。//如果接收到非碼，一律顯示 F w0=1。 //有按鍵按下則清除待機(jī)相關(guān)計(jì)時變量 key=i+2。i8。 } if(sw2==0) { 結(jié) 束 進(jìn)入中斷 開 始 讀按鍵掃描碼 判斷按鍵 有閉合否 調(diào)用程序 標(biāo)志位置零 計(jì)時變量清零 wait_flag=0。 鍵盤程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)鍵盤程序流程圖如圖 51所示。然后，通過帶 通 濾波器進(jìn)行濾波，濾波后的信號由解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)。 紅外發(fā)射器的工作原理為：串行數(shù)據(jù)由單片機(jī)的串行輸出端 TXD 送出并驅(qū)動 T6 管，數(shù)位“ 0 ”使 T6 導(dǎo)通，通過 T7 管制成 38KHz 的載波信號，并利用紅外發(fā)射管 D1 以光脈沖的形式向外發(fā)送。 紅外發(fā)射模塊電路的實(shí)現(xiàn) 紅外通信系統(tǒng)發(fā)射的原理框圖 將指令脈沖編碼信息調(diào)制在載波振蕩器產(chǎn)生的載波上（也稱脈碼調(diào)制），然后用這脈碼調(diào)制信號去驅(qū)動紅外發(fā)光二極管，以發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波，其紅外通信系統(tǒng)發(fā)射電路圖如 41所示。這里把 紅外通信 系統(tǒng)分為發(fā)射模塊及接收模塊兩部分，本課題設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng) 的 發(fā)射部分包括鍵盤電路、編碼調(diào)制電路、 LED 紅外發(fā)射電路；接收部分包括接收 電路和顯示電路。 LT1838 是塑封一體化紅外線接收器，它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與 TTL 電平信號兼容的所有工作，沒有紅外信號時為高電平，收到紅外信號時為低電平，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。本課題設(shè)計(jì)中采用的紅外線發(fā)射與接收的方式采取直射工作方式。為了適應(yīng)不同的工作電壓，回路中常串有限流電阻。 圖 32 NE555外形圖 圖 33 NE555內(nèi)部功能框圖 圖 34 NE555部分 內(nèi)部等效電路 圖 利用 NE555 可以組成相當(dāng)多的應(yīng)用電路，甚至多達(dá)數(shù)百種應(yīng)用電路，在各類書刊均有介紹，例如家用電器控制裝置、門鈴、報警器、信號發(fā)生器、電路檢測儀器、元器件測量儀、定時器、壓頻轉(zhuǎn)換電路、電源應(yīng)用電路、自動控制裝置及其它應(yīng)用電路都有著廣泛的應(yīng)用，這是因?yàn)?NE555 巧妙地將模擬電路和數(shù)字電路結(jié)合在一起的緣故。 圖 33所示，是它的內(nèi)部功能原理圖，圖 34所示， 是它的 部分 內(nèi)部等效電路 。當(dāng)這個接腳的電壓從 1/3 VCC電壓以下移至 2/3 VCC 以上時啟動這個動作。它通常被接到正電源或者忽略不用。 （ 3） Pin 3 （輸出）：當(dāng)時間周期開始 555 的輸出輸出 管腳 ，移至比電源電壓少 伏的高電位。VCC =15V,RL =∞ =15mA 。NE555 是屬于 555 系列的計(jì)時 IC 的其中的一種型號， 555 系列 IC 的管腳功能及運(yùn)用是相容的。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。當(dāng) P3 口寫入“ 1 ”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位， 在給出地址“ 1 ”時，它 是利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時，P1 口作為第八位地址接收。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 單片機(jī)的管腳說明 VCC：供電電壓。 圖 25 內(nèi)振蕩電路 圖 3 紅外通信 系統(tǒng)中的主要 器件 AT89S52 單片機(jī) 芯片簡介 AT89S52 如圖 31 所示， 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。使用內(nèi)振蕩電路提供時鐘脈沖，需要在 XTAL1和 XTAL2 之間外接石英晶體振蕩器，這時的內(nèi)部 振蕩 電路僅相當(dāng)于一個高增益放大器，和晶振接在一起形成一個正反饋的自激振蕩，再經(jīng)整形和分頻形成單片機(jī)內(nèi)各邏輯部件所需要的時鐘脈沖。 上電復(fù)位電路在接通電源時，因電容 C5 的充電作用在 RST 端產(chǎn)生一個尖的正脈沖，只要脈沖高電平超出 2 個機(jī)器周期持續(xù)時間，就能實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 圖 22 顯示器接口 電路圖 接口電路 鍵盤采用獨(dú)立式鍵盤直接與 AT89S52 的 ~ 和 、 口相接。動態(tài)方式顯示時，各個數(shù)碼管分時輪流選通， 要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，即是在某一時刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，在另外一時刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，以此類推，這樣就可以讓各位數(shù)碼管顯示將要 顯示的數(shù)據(jù)信息，雖然這些數(shù)據(jù)信息是在不同時刻顯示的，但是由于人眼的視覺暫留效應(yīng)，只要每位顯示的時間間隔足夠短就可以 給人同時顯示的假象。顯示器位數(shù)較少時，采用靜態(tài)顯示的方法較為合適。 51 單片機(jī)本身無專門的液晶驅(qū)動接口。 紅外接收電路的工作原理為：首先紅外光敏元件將接收到的載波頻率為 38KHz 的脈沖調(diào)制紅外信號轉(zhuǎn)化為電信號，再轉(zhuǎn)化成數(shù)字基帶信號，并通過 RXD 端口接收數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。其中脈沖振蕩器由 NE555 定