【正文】 外線，～。51子系列：基本型，根據(jù)片內(nèi)ROM的配置，對應(yīng)的芯片為803805875895152子系列：增強(qiáng)型，根據(jù)片內(nèi)ROM的配置，對應(yīng)的芯片為8038058758952。80年代初，intel 公司在MCS48單片機(jī)基礎(chǔ)上，推出了MCS51單片機(jī)。中文“單片機(jī)”的稱呼是由英文名稱“Single Chip Microputer”直接翻譯而來的。當(dāng)今世界玩具產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢是人性化和科技化。電子技術(shù)的應(yīng)用，將玩具的趣味性、科學(xué)性、藝術(shù)性和實(shí)用性很好地結(jié)合起來，不僅可使游戲者玩起來感到有趣，還可以激發(fā)其科學(xué)興趣、開發(fā)兒童智力。從最初的8位控制器到現(xiàn)在的16位、32位控制器都還有很大的發(fā)展和應(yīng)用空間。無論是在工業(yè)控制領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域、還是在國防軍事領(lǐng)域、航天航空領(lǐng)域，微控制器都起著舉足輕重的作用。單片機(jī)在內(nèi)部已集成了越來越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時(shí)器，比較器，A/D轉(zhuǎn)換器，D /A轉(zhuǎn)換器，串行通信接口，Watchdog電路，LCD控制器等。各種新型電子玩具層出不窮，其功能越來越豐富。單片機(jī)又稱為“微控制器MCU”。 單片機(jī)的發(fā)展過程1971年intel 公司研制出世界上第一個(gè)4位的微處理器； 1973年intel 公司研制出8位的微處理器8080； 1976年intel 公司研制出MCS48系列8位的單片機(jī)，這也是單片機(jī)的問世。 MCS51系列單片機(jī)分為兩大系列，即51子系列與52子系列?！?；～。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測定，而業(yè)余條件下只能用拉鋸法來粗略判判定。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。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）。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。圖11 一體化紅外接受頭 多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵，代表不同的控制功能?！半娖健陛敵鍪侵赴l(fā)射端按下鍵時(shí)，接收端對應(yīng)輸出端輸出“有效電平”消失。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等?！皵?shù)據(jù)”輸出是指把一些發(fā)射鍵編上號碼，利用接收端的幾個(gè)輸出形成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，來代表不同的按鍵輸入。所謂“鎖存”輸出是指對發(fā)射端每次發(fā)的信號，接收端對應(yīng)輸出予以“儲(chǔ)存”，直至收到新的信號為止；“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類似。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備。 題目評析隨著電子技術(shù)在玩具工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，玩具的趣味性、科學(xué)性、藝術(shù)性和實(shí)用性很好地結(jié)合起來，不僅可使游戲者玩起來感到有趣，還可以激發(fā)其科學(xué)興趣、開發(fā)兒童智力。例如，日本玩具制造廠商利用嵌入式語音識(shí)別技術(shù)研制與生產(chǎn)了的能識(shí)別主人聲音的智能化電子玩具。在設(shè)計(jì)以前，本人對紅外通信技術(shù)以及單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行了長期、全面地了解和學(xué)習(xí)，并對很多前輩們的研究成果進(jìn)行了研究，以求嘗試在學(xué)習(xí)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上取得新的突破。表21 紅外線和無線電遙控特點(diǎn)對比紅外遙控?zé)o線電遙控遙控距離2米～10米幾使米～十幾千米遙控條件發(fā)射的紅外線必須對準(zhǔn)接受，受障礙物阻擋的影響大受地形或障礙物影響小干擾與抗干擾對其他設(shè)備干擾小，本身抗干擾能力強(qiáng)對其他電子設(shè)備干擾大，本身抗干擾能力差保密性較強(qiáng)較差工作頻率低，基帶信號傳送或低載頻調(diào)制傳送高，射頻載波傳送，適用于多種傳送方式無線電管理利用紅外光傳送，無須申請頻點(diǎn)利用電磁波傳送，必須利用業(yè)余頻段，占用一定的頻率資源，應(yīng)遵守?zé)o線電管理規(guī)定制作難度難度低，調(diào)整容易難度高，特別是高頻電路制作與調(diào)試?yán)щy成本低高適用場合森林防火遙控，銀行防盜檢測，遙控各種電器，電腦紅外接口，汽車防撞探測，危險(xiǎn)區(qū)禁入探測報(bào)警各種電器控制，防盜報(bào)警系統(tǒng)，多用戶多通道遙控需要指出的是：無線電遙控必須在業(yè)余頻段內(nèi)進(jìn)行，～、50MHz～54MHz、144 MHz～148 MHz和420 MHz～448 MHz等。)178。s （公式1）則振蕩頻率的計(jì)算如公式2所示： f=1/T=1/[25*(10ˉ178。IC1構(gòu)成40Kz雙T網(wǎng)絡(luò)選頻放大器；CCVDVD2為倍壓檢波。它和無線發(fā)射/接收頭、紅外管等進(jìn)行組合，可設(shè)計(jì)出異彩紛呈的各種電路。接收電路采用紅外接收模塊SM0038，輸出信號是解調(diào)后的反向信號，接收信號解碼時(shí)要經(jīng)過反向才能和發(fā)送信號一致?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，所以我們采用紅外發(fā)射/接收電路作為遙控電路。51單片機(jī)有強(qiáng)大的位操作指令，I/O口均可按位尋址，存儲(chǔ)空間多答4KB，對于本設(shè)計(jì)綽綽有余，更可貴的是51系列單片機(jī)的價(jià)格非常低廉。CPU是單片機(jī)的主要核心部件，在CPU里面包含了運(yùn)算器、控制器以及若干寄存器等部件給成。是一個(gè)多用多功能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通用工作寄存器、堆棧、位地址等空間。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器： 51系列共有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（52系列共有3個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器），以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。該串行口功能較強(qiáng)，既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為移位器使用。 定時(shí)與控制部件：MCS51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益的反相放大器，基輸入端為XTAL1輸出端為XTAL2。與芯片引腳有關(guān)的特殊功能寄存器是P0～P3，它們實(shí)際上是4個(gè)八位鎖存器（每個(gè)I/O口一個(gè)），每個(gè)鎖存器附加有相應(yīng)的輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器就構(gòu)成了一個(gè)并行口。使單片機(jī)的資源得到充分的利用。由于數(shù)碼管顯示明亮并且造價(jià)低，所以我們選擇數(shù)碼管，但數(shù)碼管也存在著缺陷，功耗大。 聲、光報(bào)示電路的選型為了簡化電路，選用現(xiàn)成的蜂鳴器作為小汽車的喇叭，發(fā)光二極管作為小汽車的裝飾電路，用一條I/O驅(qū)動(dòng)。發(fā)射部分采用不同脈寬度來實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制信號的編碼，可由單片機(jī)完成。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖32所示。如圖33所示 SMOO38輸出的信號是解調(diào)后的反向信號，所以接收到的信號解碼時(shí)也要經(jīng)過反向才能和發(fā)送信號一致。圖33 接收電路 超聲波發(fā)射、接收電路圖34 超聲波發(fā)射、接收電路發(fā)射：，高電平時(shí)三極管導(dǎo)通，集電極接一個(gè)大電容，可以將40KHZ的信號耦合到超聲波發(fā)射裝置上。如圖35所示：因此第一級的放大倍數(shù)為AU1= —10，第二級的放大倍數(shù)為AU2= —100，總的放大倍數(shù)為AU=1000。 圖35 LM358的結(jié)構(gòu) 圖36 LM567的結(jié)構(gòu) LM567是一片鎖相環(huán)電路，采用8腳雙列直插塑封。①腳所接電容的容量應(yīng)至少是②腳電容的2倍。LM567的內(nèi)部電路及詳細(xì)工作過程非常復(fù)雜，這里僅將其基本功能概述如下：當(dāng)LM567的③腳輸入幅度≥25mV、頻率在其帶寬內(nèi)的信號時(shí)，⑧腳由高電平變成低電平，②腳輸出經(jīng)頻率/電壓變換的調(diào)制信號；如果在器件的②腳輸入音頻信號，則在⑤腳輸出受②腳輸入調(diào)制信號調(diào)制的調(diào)頻方波信號。以控制電機(jī)前進(jìn)和后退電路為例說明：當(dāng)靜止的時(shí)候，、截止，因而Q1Q12都截止，電機(jī)沒有電流不轉(zhuǎn)而停止。這兩種器件都具有成本低廉、配置靈活、與單片機(jī)接口方便的特點(diǎn)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是7段LED。如圖38（b）所示。其對應(yīng)關(guān)系如下表31所示：表31 LED管腳對應(yīng)關(guān)系D7D6D5D4D3D2D1D0DpgfedcbaLED顯示塊與單片機(jī)接口非常容易，只要將一個(gè)8位的并行輸出口與顯示塊的發(fā)光二極管引腳相連即可。表32 7段LED段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼03FHC0HC39HC6H106HF9Hd5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99HP73H8CH56DH92HU3EHC1H67DH82Hy6EH91H707HF8H8.FFH00H87FH80H“滅”00HFFH96FH90H┋┋┋A77H88Hb7CH83H⑵ LED顯示器與顯示方始在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)常要使用LED顯示塊構(gòu)成N位LED顯示器。LED顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。N位靜態(tài)顯示器要求有N*8根I/O口線，占用I/O口線資源較多。顯示器的亮度既于與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。但是這些開關(guān)決不僅僅是簡單的電平輸入。在MCS51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)中設(shè)有散轉(zhuǎn)指令JMP A+DPTR,可以看成是專門配合鍵盤信息輸入而設(shè)置的指令，或是鍵盤信息輸入的軟件接口。CPU對鍵盤操作的響應(yīng)要滿足時(shí)時(shí)性，即及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍵盤操作，及時(shí)做出響應(yīng)，因此鍵輸入接口軟件應(yīng)可靠而快速地實(shí)現(xiàn)鍵信息輸入與鍵功能任務(wù)，為此應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)解決下列問題。抖動(dòng)時(shí)間的長短，與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5～10ms。采用軟件去除抖動(dòng)影響的辦法是：檢測到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)10ms的延時(shí)程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平確認(rèn)確實(shí)有鍵按下，從而消除了抖動(dòng)的影響。 按鍵結(jié)構(gòu)有獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)和矩陣式按鍵結(jié)構(gòu)。二極管D10起到電壓指示的作用。 電阻R1三極管8550、蜂鳴器U2構(gòu)成報(bào)警電路，8550為PNP型三極管，低電平時(shí)導(dǎo)通，電流流過蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號。設(shè)置50ms定時(shí)器中斷，R7初值為20，每中斷一次R7中的值減一，R7中的值為0時(shí)，1秒時(shí)間到，存儲(chǔ)單元中的值加1，同時(shí)顯示，依次循環(huán)。調(diào)用882微秒延時(shí)子程序 JB ,EXIT。等待高電平避開9毫秒低電平引導(dǎo)脈沖 ACALL YS2 。 高電平開始后用882微秒的時(shí)間尺去判斷信號此時(shí)的高低電平狀態(tài) MOV C ,。設(shè)定1AH為起始RAM區(qū) MOV R2,2。 高電平開始后用882微秒的時(shí)間尺去判斷信號此時(shí)的高低電平狀態(tài) MOV C,。將R1中地址的給A RRC A。對R1中的值加1，換下一個(gè)RAM DJNZ R2,PP 。將按鍵的鍵值通過P1口的8個(gè)LED顯示出來! CLR 。退出解碼子程序YS1: MOV R4,20 。 puzel： mov 14h, 12h；超聲波發(fā)射持續(xù)200ms here： cpl ；輸出40kHz方波 nop ； nop ； nop ；nop ； nop ； nop djnz 14h，here； ret ，單片機(jī)執(zhí)行上面的程序后， 端口輸出一個(gè)40kHz的脈沖信號，經(jīng)過三極管T放大，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射頭UCM40T，發(fā)出40kHz的脈沖超聲波，且持續(xù)發(fā)射200ms。 前方測距電路的輸出端接單片機(jī)INT1端口，部分源程序如下： receive1：push psw push acc clr ex1 ；關(guān)外部中斷1 jnb , right ；,轉(zhuǎn)至右測距電路中斷服務(wù)程序jnb , left ；,轉(zhuǎn)至左測距電路中斷服務(wù)程序 計(jì)算超聲波傳播時(shí)間 在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。外部中斷服務(wù)子程序主要完成時(shí)間值的讀取、距離計(jì)算、結(jié)果的輸出等工作。圖41 超聲波測距系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)矩陣式鍵盤的按鍵識(shí)別方法 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。4根行線和4根列線形成16個(gè)相交點(diǎn)。當(dāng)檢測到有鍵按下后，延時(shí)一段時(shí)間再做下一步的檢測判斷。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計(jì)算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值。（1） 準(zhǔn)備好常用的工具和材料。（3） 有極性的電子元器件安裝時(shí)其標(biāo)志最好方向一致，以便于檢查和更換。二、元器件的引腳識(shí)別安裝之前，一定要對元器件進(jìn)行測試，參數(shù)性能技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，要正確各元器件的引腳，以免出錯(cuò)造成人為故障，甚至損壞元器件。測量電阻時(shí)，注意不要把人體電阻并入測量，特別是阻值超過1MΩ時(shí)，測量不當(dāng)將會(huì)較大的誤差。另外還要檢查電位器是否接觸良好，隨著電位器旋轉(zhuǎn)位置的改變，動(dòng)端和定端之間的阻值應(yīng)平穩(wěn)變化，如果發(fā)現(xiàn)空跳或有時(shí)通時(shí)斷的現(xiàn)象，說明電位器有故障，應(yīng)修理或更換。當(dāng)表筆在電容兩端測量時(shí)，電表指針很快擺到小電阻值位置，然后又從小電阻值位置逐漸擺到大電阻值，并達(dá)到“∞”位置，說明有容量且漏電??；若不到達(dá)“∞”位置，說明電容漏電；表針根本不動(dòng)，說明電容開路。使用電容時(shí)，還要注意電容的容量、耐壓是否滿足設(shè)計(jì)要求。（2） 示波器。應(yīng)為經(jīng)常要在加信號的情況下進(jìn)行測試，則在調(diào)試和故障診斷時(shí)最好備有信號發(fā)生器，如FG63型函數(shù)發(fā)生器，它可以產(chǎn)生正弦波、三角波及方波等波形。測量電路的精度校準(zhǔn)元件應(yīng)該由精度高于測量電路的儀器進(jìn)行測試后，才能作為標(biāo)準(zhǔn)元器件接入電路標(biāo)準(zhǔn)精度。（1）不通電檢查電路焊接安裝完畢后