【正文】 程序?qū)⒂嘘P(guān)數(shù)據(jù)信息送入片內(nèi)RAM保存。備用電源只為單片機(jī)內(nèi)部RAM和專用寄存器提供維持電流，這時(shí)單片機(jī)外部的全部電路因停電而停止工作，時(shí)鐘電路也停止工作，CPU因無(wú)時(shí)鐘也不工作。掉電保護(hù)具體操作過(guò)程如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到電源電壓下降時(shí)，觸發(fā)外部中斷INT0或INT1，在中斷服務(wù)子程序中將外部RAM中的有用數(shù)據(jù)送入內(nèi)部RAM保存。使用過(guò)程中單片機(jī)基本上都處于空閑工作方式，功耗相當(dāng)?shù)停瑥亩鵀槭褂秒姵仉娫刺峁┍Ｕ稀? 圖210 獨(dú)立式按鍵電路 掉電保護(hù)和低功耗的設(shè)計(jì) 低功耗的實(shí)現(xiàn)方法AT89C2051單片機(jī)的CPU有兩種節(jié)電工作方式即空閑方式和掉電方式，遙控器采用了空閑節(jié)電方式。輸入端XTAL1應(yīng)接地，由于XTAL2端的邏輯電平不是TTL的，故建議外接一個(gè)上拉電阻。CC2對(duì)頻率有微調(diào)作用，—12MHz。 CPU時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。此時(shí)可停止定時(shí)器的計(jì)時(shí)，并判斷本次接收是否有效。如果計(jì)時(shí)值等于前導(dǎo)碼的時(shí)間，設(shè)立前導(dǎo)碼標(biāo)志。初始值均為O。．接收到的是編碼1。單片機(jī)在中斷時(shí)使用定時(shí)器0或定時(shí)器1開始計(jì)時(shí)．到下一個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，即再次產(chǎn)生中斷時(shí)，先將計(jì)時(shí)值取出。當(dāng)RPM6938收到第一個(gè)紅外脈沖時(shí)，觸發(fā)INT1產(chǎn)生中斷，使單片機(jī)退出低功耗狀態(tài)，進(jìn)入工作狀態(tài)，同時(shí)使記數(shù)器0和定時(shí)器1開始工作。它將紅外接收二極管、放大、解調(diào)、整形等電路做在一起，只有三個(gè)引腳，分別是+5V電源、地、信號(hào)輸出。如圖27，為信號(hào)發(fā)射電路硬件連接圖。 紅外發(fā)送電路由4001MOS或非門38KHz振蕩器，單片機(jī)發(fā)送控制電路和紅外發(fā)送管驅(qū)動(dòng)輸出電路組成，“0”時(shí)，發(fā)射管不發(fā)光，“1”時(shí)，紅外發(fā)送管發(fā)出38KHz調(diào)制紅外線。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在45～63ms之間，圖24為遙控信號(hào)的周期性波形圖。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。 引腳介紹Vcc：接+5V電源正端GND：接+5V電源地端—：完整的雙向串行通信接口， —：，雙向I/O口，均有第二功能，第二功能與MCS51系列單片機(jī)基本相同XTAL1：震蕩器反向放大器內(nèi)部工作時(shí)鐘輸入端XTAL2：震蕩器反向放大器的輸出端RST：復(fù)位引腳，震蕩器工作時(shí)，該引腳上兩個(gè)機(jī)器周期的高電平復(fù)位 AT89C2051引腳圖主要功能特性●兼容MCS51指令系統(tǒng)●15個(gè)雙向I/O口●兩個(gè)16位可編成定時(shí)/計(jì)數(shù)器●時(shí)鐘頻率0—24MHz●兩個(gè)外部中斷源●可直接驅(qū)動(dòng)LED●低功耗睡眠功能●可編程URRL通道●2KB可反復(fù)擦寫Flash ROM●6個(gè)中斷源●—●128*8位內(nèi)部RAM●兩個(gè)串行中斷●兩級(jí)加密位●內(nèi)置一個(gè)模擬比較放大器●軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 紅外線遙控電路設(shè)計(jì) 信號(hào)發(fā)射電路發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器。AT89C2051單片機(jī)紅外接收電路狀態(tài)指示電路控制電路+5V電源 圖12 紅外接收遙控電路原理框圖第2章 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)AT89C2051介紹 簡(jiǎn)介AT89C2051是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)。當(dāng)電路中紅外接收管接收到第一個(gè)紅外脈沖時(shí)，外部中斷1被觸發(fā)，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器T0和定時(shí)器T1。T1定時(shí)溢出時(shí)中斷程序關(guān)閉T0定時(shí)器，停止紅外線發(fā)射。當(dāng)我們按下某一個(gè)按鍵的時(shí)候，由單片機(jī)識(shí)別出該按鍵后，由CPU向接有紅外發(fā)射管的端口發(fā)射一定頻率的脈沖，該脈沖與38KHz左右的載波脈沖進(jìn)行調(diào)制，然后將已調(diào)制的脈沖進(jìn)行緩沖放大，激勵(lì)紅外發(fā)光二極管將電能轉(zhuǎn)化為光能，使得紅外發(fā)光二極管發(fā)射出一定頻率的紅外線，當(dāng)接收控制系統(tǒng)接收到該紅外光后，由單片機(jī)內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器得到該紅外光的頻率，然后將該頻率送往CPU，由CPU對(duì)該信號(hào)進(jìn)行反編碼，識(shí)別出控制信號(hào)，從而對(duì)控制電路實(shí)施控制功能,完成整個(gè)遙控功能。第1章 設(shè)計(jì)方案論述 設(shè)計(jì)目的與原理目前市場(chǎng)上一般采用的遙控編碼及解碼集成電路。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。對(duì)于遙控操作的不同，遙控發(fā)射器通過(guò)對(duì)紅外光發(fā)射頻率的控制來(lái)區(qū)別不同的操作；遙控接收器通過(guò)對(duì)紅外光接收頻率的識(shí)別，判斷出控制操作，來(lái)完成整個(gè)紅外遙控發(fā)射、接收過(guò)程。文章首先介紹了紅外遙控的基本原理和應(yīng)用范圍，再對(duì)AT89C2051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能給出簡(jiǎn)單的說(shuō)明，接著給出了遙控器的編碼格式，及遙控發(fā)射器，遙控接受器的電路設(shè)計(jì)。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。 當(dāng)今紅外技術(shù)的一個(gè)重要分支是紅外通信技術(shù)的應(yīng)用，這個(gè)應(yīng)用的發(fā)展非常迅速，尤其是紅外通信應(yīng)用于計(jì)算機(jī)設(shè)備中，近幾年的發(fā)展已經(jīng)表現(xiàn)出其非常成熟的特性。本單片機(jī)遙控應(yīng)用系統(tǒng)采用紅外線發(fā)射頻率的不同，來(lái)識(shí)別不同的遙控功能。當(dāng)遙控器的某一按鍵被按下以后，外部中斷1產(chǎn)生中斷，喚醒單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，查詢鍵盤按下的是哪一個(gè)按鍵，當(dāng)確認(rèn)按鍵后，控制軟件啟動(dòng)定時(shí)器T0、T1，T1作為發(fā)射時(shí)間控制器，T0作為紅外線發(fā)射頻率控制器，T0定時(shí)溢出時(shí)中斷程序使紅外管接口電平反轉(zhuǎn)一次，寫入定時(shí)器的初值不同，在輸出端口就得到不同的發(fā)射頻率。利用單片機(jī)中的T0作為紅外脈沖計(jì)數(shù)器，T1作為計(jì)數(shù)時(shí)間控制器。其設(shè)計(jì)原理方框圖如圖22。此外，AT89C2051的時(shí)鐘頻率可為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入工作狀態(tài)，省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，時(shí)鐘停止震蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件系統(tǒng)復(fù)位方可繼續(xù)工作。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。 圖23 遙控信號(hào)編碼波形圖 遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。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，而在頻率為38KHz的載波信號(hào)下，發(fā)射管的性能最好，發(fā)射距離最遠(yuǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用38KHz的晶振產(chǎn)生載波信號(hào)，與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算后，通過(guò)三極管的功率驅(qū)動(dòng)到紅外發(fā)光二極管上。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。較好的接收方法是用一體化紅外接收頭，一體化紅外線接收頭是一種集紅外線接收和放大于一體，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(hào)兼容的所有工作，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。當(dāng)收到38KHz調(diào)制紅外線時(shí)，RPM6938輸出為“0”，平時(shí)輸出為“1”。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)。如果計(jì)時(shí)值為9ms，接收到的是引導(dǎo)碼，接收到的是編碼0。 解碼方法如下：(1)設(shè)外部中斷0(或者1)為下降沿中斷，定時(shí)器0(或者1)為16位計(jì)時(shí)器。并將計(jì)時(shí)值保存后，再重新計(jì)時(shí)。(5)當(dāng)接收到32位數(shù)據(jù)時(shí)，說(shuō)明一幀數(shù)據(jù)接收完畢。 (6)接收完畢，初始化本次接收的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備下一次遙控接收。在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷振蕩器，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器，見圖38，外接晶振時(shí)，CC2值通常選擇為30pF左右；外接陶瓷振蕩器時(shí)，CC2約為47pF。外部時(shí)鐘方式 外部時(shí)鐘方式是采用外部振蕩器，外部振蕩信號(hào)由XTAL2端接入后直接送至內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器。獨(dú)立式按鍵配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)，I/O口線有確定的高電平，其電路原理圖如圖210。當(dāng)有鍵按下時(shí)，由與門觸發(fā)外部中斷1發(fā)生中斷，單片機(jī)退出空閑工作方式，進(jìn)入鍵盤和紅外發(fā)射程序，結(jié)束后又進(jìn)入低功耗空閑方式待機(jī)。在這種情況下，需要進(jìn)行掉電保護(hù)處理。它由兩個(gè)二極管組成，當(dāng)電源電壓高于VPD引腳的備用電源電壓時(shí)，VD1導(dǎo)通，VD2截止，單片機(jī)由電源供電；當(dāng)電源電壓降到比備用電源電壓低時(shí)，二極管VD1截止，VD2導(dǎo)通，單片機(jī)由備用電源供電。當(dāng)用戶檢測(cè)到一個(gè)掉電保護(hù)電路時(shí)，立即通過(guò)外部中斷輸入線INT0來(lái)中斷單片機(jī)現(xiàn)行操作。80C2051的掉電保護(hù)過(guò)程則不同。GFGF0：通用標(biāo)志，由軟件置位、復(fù)位。這時(shí)，單片機(jī)的一切工作都停止，只有內(nèi)部RAM和專用寄