【正文】 ...............................................................................................43 AT24C02 軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................44 GSM 軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................................46 AT 指令簡(jiǎn)介 ...........................................................................................47 單片機(jī)串口通信 ........................................................................................47 單片機(jī)與 GSM 通信 ..................................................................................49 第五章 總結(jié) ................................................ 55 論文總結(jié) ...........................................................................................................55 本設(shè)計(jì)缺點(diǎn)總結(jié) ........................................................................................55 犯過的錯(cuò)誤總結(jié) ........................................................................................55 知識(shí)點(diǎn)總結(jié) ...............................................................................................56 本設(shè)計(jì)展望 ........................................................................................................56 本設(shè)計(jì)的升級(jí)展望 .....................................................................................56 本設(shè)計(jì)的應(yīng)用前景展望 ..............................................................................57 致 謝 ...................................................... 58 參考文獻(xiàn) ................................................... 59 附錄 ....................................................... 61 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒論 選題的背景 “無線遙控器”顧名思義，就是一種用來遠(yuǎn)程控制機(jī)器的裝置。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的智能遙控器 設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 王剛 學(xué) 號(hào)： 11241010110 專 業(yè)： 自動(dòng)化 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 方寧 四川理工學(xué)院 自動(dòng)化與電子信息 學(xué)院 20xx 年 6 月 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘要： 本基于單片機(jī)的智能遙控器主要利用了單片機(jī)、紅外線和 GSM 等相關(guān)知識(shí)，具有遙控多種家用電器設(shè)備的功能，并且設(shè)計(jì)有自學(xué)習(xí)紅外遙控編碼的功能，可以隨時(shí)通過遙控器的自學(xué)習(xí)功能向家庭 中加入新的設(shè)備，而不需要重做遙控器?，F(xiàn)代的遙控器，主要是由集成電路電 板和用來產(chǎn)生不同訊息的按鈕所組成 時(shí)至今日，無線遙控器已經(jīng)在生活中得到了越來越多的應(yīng)用，給人們帶來了極大的便利。但最早的遙控器之一，是一個(gè)叫尼古拉特斯拉（ Nikola Tesla）（ 18561943）的發(fā)明家在 1898 年時(shí)開發(fā)出來的（美國(guó)專利 613809 號(hào)），叫做“ Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles。到現(xiàn)今，隨著電子技 術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使得遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。由于紅外遙控的設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)單方便，易于操作，因而成為遙控的主要方式，在國(guó)防、軍事、生產(chǎn)、建設(shè)和日常生活中有極廣泛的應(yīng)用。在發(fā)射端，發(fā)送的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)制編碼后，送入電光變換電路，經(jīng)紅外發(fā)射管轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外光脈沖發(fā)射到空中；在接收端，紅外接收器對(duì)接收到的紅外光脈沖進(jìn)行光電變換，解調(diào)譯碼后恢復(fù)出原信號(hào)。紅外接口是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺(tái)所支持；通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)。這對(duì)于大批量生產(chǎn)以及在家用電器上普及紅外線遙控提供了極大的方便。紅外接口是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺(tái)所支持；通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)。 日常生活中接觸的遙控器越來越多。從而使人們免除同時(shí)面對(duì)功能眾多遙控器的煩惱，真正感到：“一遙在手，天下我有”。豐富的按鍵功能、液晶顯示、智能處理遙控、 GSM 通信等方面。更重要的是要完成眾多編碼信息的解碼，以及解碼后根據(jù)編碼信息去對(duì)應(yīng)處理相應(yīng)功能。 （ 2）紅外線發(fā)射程序采用定時(shí)器來完成將按鍵編碼載到 38KHz的載波上來發(fā)送數(shù)據(jù)，具體過程為當(dāng)發(fā)射數(shù)據(jù) 1 時(shí)，定時(shí)器每到 26us 就將 T0 口取反一次，四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 1 的發(fā)送。 （ 5） GSM 通信程序是使用 AT 指令進(jìn)行單片機(jī)與 GSM 模塊通信，從而再與遠(yuǎn)程手機(jī)端進(jìn)行通信，現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程控制。這樣，一個(gè)端口（如 P1 口）就可以構(gòu)成 4*4=16 個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20 鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9鍵）。 紅外發(fā)射模塊主要是紅外發(fā) 射管以及其外圍電路組成。其管壓一般降約 ，工作電流一般小于 20mA。提高 Ip 的方法，是減小脈沖占空比，即壓縮脈沖的寬度 T，一些彩電紅王剛：基于單片機(jī)的智能遙控器 8 外遙控器，其紅外發(fā)光管的工作脈沖占空比約為 1/31/4；一些電器產(chǎn)品紅外遙控器，其占空比是 1/10。 液晶顯示模塊采用 LCD1602 兩行顯示字符， LCD 液晶顯示器本身不發(fā)光，其通過調(diào)節(jié)光的亮度來達(dá)到顯示效果，這是一種被動(dòng)顯示器。 存儲(chǔ)模塊采用 AT24C02， AT24C02 是一個(gè) 2K 位串行 CMOS E2PROM， 內(nèi)部含有 256 個(gè) 8位字節(jié)， CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，由于 A0、 A1四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 和 A2 可以組成 000~111 八種 情況，即通過器件地址輸入端 A0、 A1和 A2可以實(shí)現(xiàn)將最多 8個(gè) AT24C02 器件連接到總線上，通過進(jìn)行不同的配置進(jìn)行選擇器件。 GSM模塊，采用 TC35i，德國(guó) SIEMENS（西門子）公司的一款雙頻 900/1800MHZ高度集成的 GSM 模塊。 TC35i 新版西門子工業(yè) GSM 模塊是一個(gè)支持中文短信息的工業(yè)級(jí) GSM 模塊 ,工作在 EGSM900 和 GSM1800 雙頻段 ,電源范圍為直流 ～ ,電流消耗 ——休眠狀態(tài)為 ，空閑狀態(tài)為 25mA，發(fā)射狀態(tài) 為 300mA(平均 )， 峰值；可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號(hào) , 功耗在 EGSM900(4 類 )和 GSM1800(1 類 )分別為 2W和 1W ,通過接口連接器和天線連接器分別連接 SIM 卡讀卡器和天線。短信系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是用一些特定的 字母來表示本設(shè)計(jì)的手機(jī)命令 ，關(guān)于 其 指令與其含義的對(duì)照如下表所示： 王剛：基于單片機(jī)的智能遙控器 10 表 21 指令含義對(duì)照表 表22 手機(jī)發(fā)送指令格 式 下面簡(jiǎn)要介紹上面的指令功能：命令起始標(biāo)志 yaokong 這個(gè)單詞寫這么長(zhǎng)是為了能夠準(zhǔn)備無誤找到短信所在地址，因?yàn)?GSM 發(fā)給單片機(jī)的信息不僅僅是短信息，還有一串指令，采用的是 strstr（）函數(shù)來取短信，如果起始指令太短，就很容易找錯(cuò)地方；設(shè)備號(hào)就是要遙控那個(gè)受控端；操作鍵就是具體是什么指令，與遙控器端的按鍵是一一對(duì)應(yīng)的；時(shí)間就是要隔多長(zhǎng)時(shí)間去執(zhí)行這條指 令，這個(gè)主要用于關(guān)設(shè)備，比如說開啟后，就發(fā)定時(shí)關(guān)閉信息，以防止忘記關(guān)閉該設(shè)備造成嚴(yán)重的后果。下面 以窗簾受控端下模塊為例，具體框圖如下所示： kt cl ds wd kai guan lq zk bj aq 空調(diào) 窗簾 電視 溫度 開啟狀態(tài) 關(guān)閉狀態(tài) 窗簾拉起 窗簾沒拉起 溫度報(bào)警 正常溫度 命令起始標(biāo)志 設(shè)備號(hào)（一位數(shù)） 操作鍵（兩位數(shù)） 時(shí)間（分鐘） yaokong 1（ 3...） 01（ 0 03...） 01(0 03...) 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 窗簾受控端控制器紅外愛命令接收器當(dāng)前狀態(tài)紅外發(fā)射器執(zhí)行系統(tǒng) 圖 24 受控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 整個(gè)工作過程有兩種：一種就是讓整個(gè)控制器處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)有紅外線時(shí)產(chǎn)生中斷，判斷地址是否為本器件的，如果不是則忽略，如果是，就開始接收紅外編碼，進(jìn)行解碼，最后更具解碼出來的命令去執(zhí)行相應(yīng)的操作。所以避免了遙控器與從機(jī)之間的矛盾。有待后期改進(jìn)到為先進(jìn)的帶有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信設(shè)施。 AT89C51 提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)： 4K 字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 32 個(gè) I/O 口， 2個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 1 個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)， 1 個(gè)串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時(shí)鐘電路。 RST 引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端，當(dāng)單片機(jī)震蕩器工作時(shí)，該引腳出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)械鐘周期的高電平，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)。如果按鍵沒有按下，則 I/O 端口檢測(cè)到的電平仍然是高電平，如果按鍵按下，則 I/O 端口會(huì)被拉至到低電平。抖動(dòng)時(shí)間一般為 510ms，這個(gè)時(shí)間雖然非常短暫，對(duì)于人來說。這一點(diǎn)是識(shí)別矩陣按鍵是否被按下的關(guān)鍵。由于單片機(jī)采用電平觸發(fā)方式觸發(fā)中斷，所以當(dāng)有按鍵按下時(shí)，就會(huì)執(zhí)行鍵盤程序。這樣才能在選購(gòu)時(shí)有的放矢，更加科學(xué)合理地使用和維護(hù)。因而，對(duì)于相同的顯示面積，液晶顯示模塊的耗電量比其他顯示器件要小得多。 4．無電磁輻射。 6．應(yīng)用范圍廣。具體設(shè)計(jì)電路如圖所示： LED0LED1LED2LED3D3空調(diào)指示D4窗簾指示D5電視指示D6溫度報(bào)警R94 7 0R 1 04 7 0R 1 14 7 0R 1 24 7 0 圖 37 LED 硬件設(shè)計(jì)接線圖 王剛：基于單片機(jī)的智能遙控器 18 紅外線遙控系統(tǒng) 紅 外遙控器（ IR Remote Control）是利用波長(zhǎng)為 ～ m之間的近紅外線來傳送控制信號(hào)的遙控設(shè)備。 目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為 940nm 左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。 紅外遙控常用的載波頻率為 38kHz，這是由發(fā)射端所使用的 455kHz 晶振來決定的。 紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備。 遙控發(fā)射器專用芯片很多，為了能夠比較真切地感受到它的工作原理，采用單片機(jī)的乳尖進(jìn)行編碼的調(diào)制工作，其外部的紅外發(fā)射電路是由紅外線發(fā)射管，以及三極管與不同電阻組成的放大電路組成，如圖所示： Q1NP NR36 8 0R45 1 0R56 8 0Q2NP ND1L E D 圖 39 紅外發(fā)射硬件電路設(shè)計(jì)原理圖 本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)的 T0口的電平變化，使三極管 Q1 的基級(jí)電平發(fā)生便變化，通過放大電路，將信號(hào)傳送給