【正文】 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁 共 57 頁 總 結(jié) 本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用了 AT89S52 單片機(jī)作為核心，綜合應(yīng)用了單片機(jī)中斷系統(tǒng)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等知識(shí)，應(yīng)用紅外光的優(yōu)點(diǎn)。編寫程序時(shí)，要分模塊進(jìn)行編寫，在對發(fā)射模塊的程序進(jìn)行編寫時(shí)，要分別編寫按鍵消抖、按鍵掃描、系統(tǒng)初始化等子程序，在對接收程序進(jìn)行編寫時(shí)，要分別編寫系統(tǒng)初始化、解碼等子程序 ，先分別對這些子程序進(jìn)行編譯，確保無誤。 （ 1）正確使用測量儀器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接； （ 2）在信號(hào)較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 22 頁 共 57 頁 接到公共地線上，在頻率較高時(shí)要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測量時(shí)應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。發(fā)現(xiàn)問題，要設(shè)法找出原因，排除故障，繼續(xù)進(jìn)行。對試驗(yàn)階段的電路板安裝一般有焊接方式和 PCB 板插接方式兩種方式，我采用的是焊接方式。定時(shí)器 1 作為計(jì)數(shù)時(shí)間控制器，計(jì)數(shù)器 0 作為在規(guī)定記數(shù)時(shí)間內(nèi)所記得的紅外脈沖數(shù)。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)制作，采用編程的方法，由于編程具有靈活性，故應(yīng)用范圍較廣，操作碼可隨意設(shè)定。否則丟棄本次接收到的數(shù)據(jù)。 (4)繼續(xù)接收下面的地址碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼。 (3)從第二次進(jìn)入遙控中斷起，先停止 計(jì)時(shí)。因?yàn)椴煌倪b控器由于晶振參數(shù)等原因，發(fā)射及接收到的時(shí)間也會(huì)有很小的誤差。如果計(jì)時(shí)值為 9ms，接收到的是引導(dǎo)碼，如果計(jì)時(shí)值等于 ，接收到的是編碼 0。由于與單片機(jī)的中斷腳相連，將會(huì)引起單片機(jī)中斷 (單片機(jī)預(yù)先設(shè)定為下降沿產(chǎn)生中斷 )。其中接收電路使用一體化紅外接收頭 HS0038, HS0038 工作頻率為 38KHz,它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，不需要任何外接原件，就能完成從紅外線接收到輸出與 TTL 電平信號(hào)兼容的所有工作 ,再送給單片機(jī) ,經(jīng)單片機(jī)解碼并執(zhí)行相關(guān)控制程序 ,對外只有 3 個(gè)引腳 :+5V電源、地、信號(hào)輸出，使用方便 ,性能可靠 [11]。 圖 29 調(diào)制過程中的波形 紅外線通過紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去，紅外發(fā)光二極管是特殊的發(fā)光二極管，其內(nèi)部材料和普通發(fā)光二極管不同，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。 當(dāng)一個(gè)鍵按下超過 36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組 108ms 的編碼脈沖 ,這 108ms 發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（ 9ms） ,一個(gè)結(jié)果碼（ ） ,低 8 位地址碼（ 9ms~18ms） ,高 8位地址碼（ 9ms~18ms） ,8 位數(shù)據(jù)碼（ 9ms~18ms）和這 8位數(shù)據(jù)的反碼（ 9ms~18ms）組成。 編碼器 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 32 位二進(jìn)制碼組，其中前 16 位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁 共 57 頁 圖 210 為該遙控系統(tǒng)的發(fā)射原理圖，其中 P1口作為鍵盤掃描口，具有 16個(gè)功能操作鍵，第 9 腳為單片機(jī)復(fù)位腳，采用復(fù)位電路如圖所示， 26 腳作為紅外遙控碼的輸出口，用于 38KHZ 載波編碼， 18 、 19腳 12MHZ 晶振。 門電路芯片選擇 根據(jù)紅外發(fā)射管本身的物理特性，必須要有載波信號(hào)與即將發(fā)射的信號(hào)相“與”，然后將相“與”后的信號(hào)送發(fā)射管，才能進(jìn)行紅外信號(hào)的發(fā)射傳送，我選 擇 HD74LS08P 芯片，其管腳圖如圖 26所示。 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89S52VCCVCCVCC8f9g10e1d23c4DP5b6a7DS1SMG 圖 24 數(shù)碼管與單片機(jī)連接圖 按鍵控制方式選擇 由于本設(shè)計(jì)要發(fā)射 16 種不同頻率的紅外線，所以采用 4 4 矩陣鍵盤，如圖25所示，它是用 4 條 I/O 線作為行線， 4 條 I/O 線作為列線，在行線 和列線的交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。 下面就介紹一下 LED 顯示器的引腳和結(jié)構(gòu) : 用發(fā)光二極管來顯示字段的器件叫 LED 顯示器，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一般用七段顯示器。 顯示器件選擇 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中 ,使用的顯示器主要有 LED(發(fā)光二 極管 )和 LCD(液晶顯示器 )。 TR0 和 TR1——定時(shí)器運(yùn)行控制位： TR0 （ TR1 ）＝ 0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器不工作 TR0 （ TR1 ）＝ 1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器開始工作 TF0 和 TF1——計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位。寄存器的內(nèi)容及位地址表示如表 23所示。 表 22 IP位定義表 位地址 0BFH 0BEH 0BDH 0BCH 0BBH 0BAH 0B9H 0B8H 位符號(hào) / / / PS PT1 PX1 PT0 PX0 PX0——外部中斷 0優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PT0——定時(shí)中斷 0優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PX1——外部中斷 1優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PT1——定時(shí)中斷 1優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PS——串行中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。 (1)中斷允許寄存器 IE(A8H) CPU 對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個(gè)中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器 (IE)控制的。這樣就存在一個(gè)快速的 CPU 與慢速的外設(shè)之間的矛盾。振蕩器的頻率主 要取決于晶體的振蕩頻率 , 一般晶體可在 ～ 12 MHz之間任選 , 電容 C C2可在 5～ 30 pF之間選擇 , 電容的大小對振蕩頻率有微小的影響 , 可起頻率微調(diào)作用 [5]。分頻電路用于把振蕩脈沖分頻，以 得 到所需要的時(shí)鐘信號(hào)。 51單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在 RST/VPD 端持續(xù)給出 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平就可以完成復(fù)位操作（一般復(fù)位正脈沖寬度大于 10 ms）。在 flash 編程期間， EA 也接收 12伏 VPP 電壓。當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活 [4]。這一位置“ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時(shí)有效。在 flash 編程時(shí)，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。 P3口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。對 P1 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻?；趩纹瑱C(jī)的紅外遙控器設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 57 頁 圖 21 AT89S52引腳圖 單片機(jī)引腳注釋 VCC : 電源 GND: 地 P0 口： P0 口是一個(gè) 8位漏極開路的雙向 I/O 口 。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 [3]。 單 片 機(jī) 遙控 按鈕 紅外 發(fā)射 單 片 機(jī) 紅外 接收 控制方式選擇開關(guān) 受控 電器 基于單片機(jī)的紅外遙控器設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 57 頁 第 2 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 器件選擇 單片機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)所使用的單片機(jī)可以用 AT89C3 AT89C51；羚羊單片機(jī)等多種單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。 ： 圖 13 紅外發(fā)射部分結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)紅外發(fā)光二極管發(fā)射控制脈沖，即按下遙控按鈕，單片機(jī)產(chǎn)生的相應(yīng)的控制脈沖。 主要技術(shù)指標(biāo)有：遙控器的遙控距離范圍在 0— 2m，額定工作電壓是 5V 的直流電。 本說明書共分為 4章， 第一章課題分析與方案論證；第二章對硬件進(jìn)行了詳細(xì)的說明；第三章對系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了分析；第四章有 選擇地列舉了軟硬件在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，并對問題作出了分析；其中重點(diǎn)是單片機(jī)的各接口單元電路的設(shè)計(jì)，以及數(shù)據(jù)的顯示處理。 紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。 infrared receiver。如今，由于嵌入式的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了新一代紅外遙控器的發(fā)展，將微型計(jì)算機(jī)芯片融入到遙控器中，使之使用更加方便快捷，也使人們的生活簡易化?；趩纹瑱C(jī)的紅外遙控器設(shè)計(jì) I 基于單片機(jī)的紅外遙控器設(shè)計(jì) 摘要： 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，家用電器種類的增加和無線遙控產(chǎn)品的普及，紅外遙控器的使用越來越頻繁。對于遙控操作的不同，遙控發(fā)射模塊通過對紅外光發(fā)射頻率的控制來區(qū)別不同的操作，遙控接收模塊通過對紅外光接收頻率的識(shí)別，判斷出控制操作，來完成整個(gè)紅外發(fā)射、接收過程 [1]。 infrared。對推動(dòng)國家的工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程有著重大意義。 當(dāng)前社會(huì)是信息化高速發(fā)展的 社會(huì)，隨著社會(huì)的發(fā)展，中國的電器市場也在不斷的發(fā)展，不斷的更新交替，從剛開始的黑白電視機(jī)，到現(xiàn)在的液晶電視等等，還有不斷出現(xiàn)在市場的新型電器，比如從前沒有的空調(diào)，電腦等，這些電器的出現(xiàn)，無疑給中國的電器帶來了商機(jī)，也給中國的百姓帶來了方便，為了滿足廣大消費(fèi)者的需求，電器遙控器的產(chǎn)生也是具有一大重要的意義，而將單片機(jī)融入到遙控器中也是一大突破，有了單片機(jī)的電器遙控器，對電器的操作將更加的簡潔化。遙控器分為發(fā)射模塊和接收模塊兩部分，遙控發(fā)射模塊發(fā)射電路采用紅外發(fā)光二極管發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波，接收模塊將紅外發(fā)射模塊發(fā)射的紅外光波轉(zhuǎn) 換為相應(yīng)的電信號(hào)，再送放大器處理還原成信號(hào)。 方案二： 產(chǎn)生 震蕩 頻率 紅外 發(fā)射 紅外 接收 解調(diào) 控制 受控 電器 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁 共 57 頁 紅外線發(fā)射 以及 接收控制電路 都 采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，輸出控制方式可 以 選擇，實(shí)用性 很 強(qiáng)。為此，采用第二種方案。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制 器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu) ，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 AT89S52 的引腳圖如圖 21所示。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在使用 8位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸 出 P2鎖存器的內(nèi)容。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周 期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/ PROG ：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0位置“ 1”， ALE 操作將無效。 PSEN ：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN ） 是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 通過某種方式，使單片機(jī)內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位。 10kR22GND10ufC3VCCK1RST 圖 22 復(fù)位電路 單片機(jī)的時(shí) 鐘電路由振蕩電路和分頻電路組成，其振蕩電路由反相器以及并聯(lián)外接的石英晶體和電容組成，用于產(chǎn)生振蕩脈沖。通過這兩個(gè)引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容，石英晶體為一感性原件，與電容構(gòu)成振蕩回路，江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁 共 57 頁 為片內(nèi)放大器提供正反饋和振蕩的相移條件，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 當(dāng) CPU 與外設(shè)交換信息時(shí)，由于外設(shè)的速度比較慢，若用查詢的方式，則CPU就要浪費(fèi)很多 時(shí)間去等待外設(shè)。 51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)提供 5個(gè)中斷源：外部中斷 0和外部中斷 1，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (T0)和