基于單片機(jī)的紅外通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 借助單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生一定周期的方波也是可以實(shí)現(xiàn)的，但是這樣一來(lái)就占用了單片機(jī)的內(nèi)部資源，可能會(huì)影響后面的源代碼編寫(xiě)。 圖 21 NE555構(gòu)成的 38KHz振蕩電路圖 T R I G2Q3R4CVolt5T H R6D I S7VCC8GND1I C 255 5AR 103. 9kC62. 2n FC710 3C310 4C422 uFV C CR 111kR89. 2kV C CR91M 本系統(tǒng) 采用的是方案 2的設(shè)計(jì)，用硬件電路產(chǎn)生 載波 ， 即便在原理上多些研究也要避免程序編譯的不 熟悉 和繁雜。 紅外發(fā)射電路包括脈沖振蕩器、紅外發(fā)射管 和濾波電容等部分組成。 紅外接收電路主要元器件 是一種集紅外線接收、放大、整形于一體化的紅外接收器 ，在實(shí)際應(yīng)用 中用 來(lái)接收 950nm的紅外光束。液晶顯示對(duì)單片機(jī)的接口要求較高，占用資源多。數(shù)碼管 顯示器的顯示方法有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。通常各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)的并連在一起，由 8 位的 I/O 口控制；各位的公共陽(yáng)極位選線由另外的I/O 口線控制相連。 其中 ~ 為段碼驅(qū)動(dòng)端， ~ 為位碼驅(qū)動(dòng) 端，缺省時(shí)顯示 0。 圖 23 鍵盤(pán)接口電路圖 T18 0 5 0T28 0 5 0T38 0 5 0T48 0 5 0C11a2f3C24C35b6C47g8c9dp10e12d11abfcgdedpL E D 18 S E G M P X 4 C CR 1 34 .7 kR 1 54 .7 kR 1 64 .7 kR 1 44 .7 kR 1 7 2 0 0R 1 8 2 0 0R 1 9 2 0 0R 2 02 0 0V C CD0C0W1W2W0C1 C2C3W3D1D2D3D4D5D6D7S3S4S5S6S7S8S9S 10S 11S 12P 3. 6P 3. 7P 2. 0P 2. 1P 2. 2P 2. 3P 2. 4P 2. 5P 2. 6P 2. 7 復(fù)位電路如圖 24所示，采用手動(dòng)復(fù)位的方式 。在任一時(shí)刻，只需要一種 振蕩 電路便能使單片機(jī)正常工作。本系統(tǒng)中采用大小是 22pF 的電容和 的晶振。 圖 31 AT89S52管腳圖 單片機(jī)的主要特性 （ 1）兼容 MCS51 系列產(chǎn)品； （ 2） 8KB 的在系統(tǒng)可編程 Flash ROM，可以達(dá)到 1000 次擦寫(xiě)周期； （ 3） ~ 的工作電壓； （ 4）全靜態(tài)操作： 0~33MHz； （ 5）三態(tài)存儲(chǔ)器鎖定； （ 6） 256*8b 內(nèi)部 RAM； （ 7） 32 個(gè)可編程 I/O 口； （ 8）三個(gè)可編程定時(shí)、計(jì)數(shù)器； （ 9） 8 個(gè)中斷源； （ 10）全雙工串行口； （ 11）可節(jié)省電能的省電及掉電模式； （ 12）掉電模式可由中斷喚醒； （ 13）看門(mén)狗定時(shí)器； （ 14）雙數(shù)據(jù)指針； （ 15）具有掉電標(biāo)志。當(dāng)P0 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。 RST：復(fù)位輸入。在平時(shí) ， ALE 端以不變的頻率 周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令對(duì) ALE 才起作用。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 NE555 屬于 CMOS 工藝制造，圖 32 所示是 NE555 的外形圖。其延時(shí)范圍廣泛，可由幾微秒到幾小時(shí)之久； （ 2） 它的操作電源電壓范圍極大，可與 TTL 、 COMS 等邏輯電路配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位和輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合 ； （ 3） 其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載 ； （ 4） 它的計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度高、溫度穩(wěn)定 性 好、價(jià)格便宜 ； （ 5） 靜態(tài)電流最大值 VCC = 5V,RL = 6mA。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于 2/3 VCC，下緣須低于 1/3 VCC。 （ 4） Pin 4 （重置）：一個(gè)低邏輯電平送至這個(gè)管腳 時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。 （ 6） Pin 6 （重置鎖定）： 重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。供應(yīng)電壓的范圍是+ 伏特 (最小值 )至 +16 伏特 (最大值 )。輸出端為 F ，另外還有集電極開(kāi)路的放電管 DIS。管壓降約 ，工作電流一般小于 20mA。直射式指發(fā)光管和接收管相對(duì)安放在發(fā)射與受控物的兩端，中間相距一定距離；反射式指發(fā)光管和接收管并列一起，平時(shí)接收管始終無(wú)光照，只在發(fā)光管發(fā)出的紅外光遇到反射物時(shí)，接收管收到反射回來(lái)的紅外線才工作。這里采用的接收器是一種紅外專(zhuān)用接收集成電路 LT1838，用它來(lái)完成紅外信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換及接收。 紅外線 通信 是利用紅外線發(fā)光 LED 發(fā)射波長(zhǎng) 950nm 近紅外波段的紅外線不可見(jiàn)光來(lái)發(fā)送信號(hào)。 各部分電路的設(shè)計(jì)思路和具體實(shí)現(xiàn)如下。用以產(chǎn)生 38KHz的脈沖載波信號(hào)；發(fā)射管選用的是紅外二極管，用來(lái)向外發(fā)射 950nm的紅外光束。 圖 42 調(diào)制信號(hào)時(shí)序 圖 紅外發(fā)射 調(diào)制 驅(qū)動(dòng)電路 AT89S ( 指 令 編碼 ) 38KHz載波 鍵盤(pán)控制 紅外接收模塊電路的實(shí)現(xiàn) 紅外接收采用 LT1838 紅外接收器， 該接收模塊是一個(gè)三端元件，使用單電源 +5V供電，具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、輸入靈敏度高、 對(duì)其他波長(zhǎng)（ 950nm 以外）的紅外光不敏感的特點(diǎn)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 電路如圖 43所示 圖 43 LT1838內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 紅外接收電路的原理為：首先，通過(guò)紅外光敏元器件將接收到的載波頻率為 38KHz的脈沖調(diào)制紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再由前置放大器和自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行放大處理。 OUT1VCC3G N D2I C 1L T 1 83 8R210 kR310 kR42. 2kR110V C CC210 4C110 uFV C CR X DT590 15 本系統(tǒng)的控制功能主要包括發(fā)射端的鍵盤(pán)按鍵輸入，按鍵信息的編碼輸出，接收端的譯碼顯示等功能。//有按鍵按下則清除待機(jī)相關(guān)計(jì)時(shí)變量 key=0。 } for(i=0。 time_t=0。 if(rxbuf15)rxbuf=15。 w3=0。 w1=1。 delay(5)。 w3=0。 w1=0。 delay(5)。 w3=1。 串行口控制寄存器 SCON SCON 寄存器用來(lái)控制串行口的工作方式和狀態(tài)，它可以是位尋址。方式 3 中是接收端接收的第九位數(shù)據(jù)， TB TB9 可用作奇偶校驗(yàn)位用； (5)TB8： 發(fā)送接收數(shù)據(jù)位 8。 想要再接收，必須再用指令清零。 ES=1，允許串行中斷， ES=0，禁止串行中斷。 a=256921600/(16*baud)。 PCON=0X80。 //使能接收 ES=1。一個(gè)穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)，必然是能經(jīng)受 一系列嚴(yán)格的測(cè)試與考驗(yàn)的。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在實(shí)際測(cè)試過(guò)程 中，其實(shí)只需要測(cè)試硬件部分電路的收發(fā)就可以達(dá)到測(cè)試的目的了。在設(shè)計(jì)原理圖之處，沒(méi)有考慮的很詳細(xì)，忘記設(shè)計(jì)一個(gè)電源控制部分，在 之 后的調(diào)試過(guò)程中產(chǎn)生了許多不必要的麻煩。 接著 用萬(wàn)用 表 在芯片和個(gè)管腳間逐一測(cè)試。如果出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)該查明原因，并根據(jù)具體情況進(jìn)行原因檢查，隨即作出 相應(yīng)的補(bǔ)救措施。 按鍵控制調(diào)試 檢測(cè)按鍵是否能正常工作，通過(guò)對(duì)數(shù)碼管的控制來(lái)達(dá)到檢測(cè)的目的。 電路調(diào)試 板子制成后到實(shí)驗(yàn)室查看產(chǎn)生的波形， 實(shí)際情況 是并無(wú)波形輸出。 圖如附錄 4。這里確定了單片機(jī)聯(lián)通數(shù)碼管的部分是可以正?？刂频?。逐一的對(duì) 10 個(gè)按鍵進(jìn)行測(cè)試，期間也不時(shí)使用復(fù)位鍵，同時(shí)再次檢測(cè)復(fù)位功能。在布線方面，電源線相對(duì) 于信號(hào)線粗些，地線又比電源線粗 而且 是環(huán)繞著板子外圍走線。在確定系統(tǒng)電路中有波形輸出且是近似 38KHz 的方波輸出后，就很明確的說(shuō)明紅外載波生成部分是正
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