【正文】 接收模塊實(shí)物圖 圖 27 接收模塊測(cè)試圖 表 21 紅外接收模塊的主要參數(shù) 工作電壓 工作電流 接收頻率 38kHz 峰值波長(zhǎng) 940nm 靜態(tài)輸出 高電平 12 輸出低電平 ≤ 輸出高電平 接近工作電壓 紅外一體化接收頭的好壞測(cè)試可以利用圖 27所示的電路進(jìn)行，在 HS0038的電源端 2與信號(hào)輸出端 3之間接上一只二極管及一只發(fā)光二極管后，再配上規(guī)定的工作電源（為＋ 5 V），當(dāng)手拿遙控器對(duì)著接收頭按任意鍵時(shí)，發(fā)光二極管會(huì)閃爍，說明紅外接收頭和遙控器工作都正常；如果發(fā)光二極管不閃爍發(fā)光，說明紅 外接收頭和遙控器至少有一個(gè)損壞。本系統(tǒng)采用紅外一體化的接收頭（ HS0038）。 如圖 23所示為紅外發(fā)射二極管實(shí)物圖。 圖 22 最小系統(tǒng)原理圖 發(fā)射模塊 紅外發(fā)射模塊是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)送經(jīng)過調(diào)制的紅外光波。GND 接地，同時(shí) EA 管腳現(xiàn)在不用下載程序也接上 5V 電源。89S51 單片機(jī)實(shí)物圖如圖 21所示。如圖 11所示為電源、電池供電電路設(shè)計(jì)圖。 本設(shè)計(jì)是一個(gè)基于單片機(jī)的紅外 抄表系統(tǒng) ,利用紅外線這種非電信號(hào)作為傳輸介質(zhì) ,來傳送數(shù)據(jù)信息 ,可以在那些不適合或不方便架設(shè)電纜線及電磁干擾較強(qiáng)的工作環(huán) 境 下 ,來實(shí)現(xiàn)電度表的抄表 ,并通過 LCD液晶顯示屏顯示讀數(shù)， 完成電度表用電量的抄錄工作。即抄表人員挨家挨戶上門讀取電能表計(jì)度器示值。從而從根本上杜絕“肉眼觀察”所帶來的隨機(jī)誤差，并大大提高了抄表的效率。 本文詳細(xì)描述了該 紅外抄表 系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì)方案、硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，并利用 keil 仿真軟件對(duì)所開發(fā)的 C 語言程序進(jìn)行了驗(yàn)證。收到的數(shù)據(jù)通 過 LCD1602液晶顯示屏顯示出來。該系統(tǒng)還具備掉電保護(hù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。 太原理工大學(xué) 現(xiàn)代科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 ： 紅外抄表電度表 —— 抄表器 學(xué) 生： 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)日期： 太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 ： 紅外抄表電度表 —— 抄表器 原始資料 ： 近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，無線技術(shù)正在向各個(gè)領(lǐng)域滲透，特別是紅外線無線技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)以及人們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。 利用一個(gè)紅外抄表器來完成瑣碎的抄表工作。 主要參考文獻(xiàn) ： [1] 胡漢才 ,單片機(jī)原理及其接口技術(shù) [M],北京 ,清華大學(xué) 出版社， 1996,48~62 [2] 沈德金 ,MCS51 系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?[M],北京 ,北京航空航天大 學(xué)出版社， 1990,21~84 [3] 祁偉，楊婷 ,單片機(jī) C51程序設(shè)計(jì)教程與實(shí)驗(yàn) [M],北京航空航天出版社， 2020 [4] 凌志浩 ,儀表原理與設(shè)計(jì)技術(shù) [M] [5] 許曉平，孫曉彥，程傳勝 .PCB 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)教程 [M],北京 ,北京郵電大學(xué)出版社， 2020 [6] 胡偉，季曉衡 ,單片機(jī) C程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例 [M],人民郵電出版社， 2020 [7] 程道喜 ,傳感器的信號(hào)處理及接口 [M],北京 ,科學(xué)出版社， 1989 [8] 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VCC電壓高于電池電壓，二級(jí)管處于截止?fàn)顟B(tài)，電池不給單片機(jī)供電；當(dāng) VCC電壓低于電池電壓時(shí)，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，電池給單片機(jī)供電，以保證數(shù)據(jù)不丟失。 AT89S51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié)閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) I/O 口，看門狗（ WDT），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。其次要給 AT89S51 一個(gè)時(shí)鐘電路，為了方便計(jì)算時(shí)鐘頻率設(shè)計(jì)了在引腳 XTAT1 和 XTAL2 外接 12M 的晶振構(gòu)成內(nèi)部振 9 蕩方式。紅外發(fā)射器發(fā)出的紅外光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，再送前置放大器放大。 圖 23發(fā)射二極管實(shí)物圖 在紅外發(fā)射模塊設(shè)計(jì)中選擇紅外發(fā)射二極管時(shí)，要注意以下幾個(gè)問題：第一，由于紅外發(fā)射二極管的 PN結(jié)電容的存在，影響了它的工作頻率，選型時(shí)應(yīng)選擇響應(yīng)時(shí)在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。如圖 26所示為接收模塊實(shí)物圖。只要確保遙控器工作正常，很容易判斷紅外接收頭的優(yōu)劣。用數(shù)碼管顯示信息時(shí)，由于每個(gè)數(shù)碼管至少需要 8 個(gè) I/O 口，如果需要多個(gè)數(shù)碼管，則需要太多 I/O 口，而單片機(jī)的 I/O 口是有限的。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。當(dāng) RS及 R/W 引腳信號(hào)為 0 且 E 引腳信號(hào)為由 1變?yōu)?0 時(shí)， D0～ D7 引腳上的數(shù)據(jù)便會(huì)存入到 IR 寄存器中。當(dāng)電阻器滑到最靠近電源端時(shí)對(duì)比度最弱，當(dāng)滑到最靠近地端時(shí)對(duì)比度最高。除了這些特點(diǎn)外， C語言還具有以下優(yōu)越性：在不需要完全了解單片機(jī)系統(tǒng)具體硬件的情況下，也能夠編出符合硬件實(shí)際的專業(yè)水平的程序；以適應(yīng)片上存儲(chǔ)器的大??；中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和恢復(fù)，中斷向量表的填寫，是直接與單片機(jī)相關(guān)的，都由 C編譯器代辦；提供常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫，以供用戶直接使用； 頭文件中定義宏 、說明復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和函數(shù)原型，有利于程序的移植和支持單片機(jī)的系列化產(chǎn)品的開發(fā)；有嚴(yán)格的句法檢查，錯(cuò)誤很少，可容易地在高級(jí)語言的水平上迅速地被排除掉；可方便地接受多種實(shí)用程序的服務(wù)：如片上資源的初始化有專門的實(shí)用程序自動(dòng)生成；再如，有實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)可調(diào)度多道任務(wù)，簡(jiǎn)化用戶編程，提高運(yùn)行的安全性等等。由按鍵控制數(shù)據(jù)是否發(fā)送。 RC 振蕩器的穩(wěn)定性差，往往由于偏差很大而縮短控制距離。 如下程序首先發(fā)送 頻率，再停止發(fā)送 。 20 a=2ms b=1ms c= 圖 33 發(fā)射接收波形圖 khz(116)。//delay 1ms num=num1。百位計(jì)算部分程序如下： if(key1==0) delay_ms(10)。掃描一遍按鍵后進(jìn)行總和計(jì)算程序，并由數(shù)碼管顯示。一直按照設(shè)置時(shí)間循環(huán)顯示。 P0=dispbitcode[1]。這就是 LCD 顯示的基本原理。（說明： 1為高電平、 0為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 24 指令 4：顯示開關(guān)控制 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 指令 6：功能設(shè)置命令 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置 指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 指令 10：寫數(shù)據(jù) 指令 11：讀數(shù)據(jù) 圖 35 液晶顯示流程圖 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之 前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。 rs=0。//清顯示 adr_write(0x0c)。 void display_on() 26 str_write(Has Boot! )。 ddr_write(table[num1%10])。部分識(shí)別程序如下： void sieasdf() interrupt 0 EX0=0。//延時(shí)讓它超過 2ms。 解碼完畢 如不是正確信號(hào)，則跳出。做好了這個(gè)基本上就可以了畫出完整的電路原理圖了。生成 PCB 后需要對(duì)其進(jìn)行布線，設(shè)計(jì)焊盤的大小，導(dǎo)線的粗細(xì)，各個(gè)元器件實(shí)際放的位置，布線是一件很麻煩的事情，要盡量沒有交叉，不限還要美觀等等，這個(gè)工作長(zhǎng)的話需要兩三天到一個(gè)星期的時(shí)間，熟悉的話半天一天就可以完成。硬件電路功能檢測(cè)主要針對(duì)以下這幾部分進(jìn)行測(cè)試。主要包括錯(cuò)線、開路、短路。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查 VCC 與 GND 之間電位 。由于一開始所選用的延時(shí)時(shí)間太短，因此出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，在增加顯示延時(shí)之后，數(shù)碼管顯示正常。 32 總結(jié)語 畢業(yè) 設(shè)計(jì)完成的主要任 務(wù)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、紅外通信的設(shè)計(jì)和顯示模塊的設(shè)計(jì)三大塊內(nèi)容。 由于缺乏生產(chǎn)生活中的試驗(yàn)，所以本設(shè)計(jì)要應(yīng)用于生產(chǎn)生活還需要進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)單片機(jī)內(nèi)存的擴(kuò)展，可以存更多的程序，或者改用內(nèi)存更大的單片機(jī)。本設(shè)計(jì)從選題到完成，每一步都是在老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了老師大量的心血。除此之外，我們組和老師還有另外兩個(gè)交流途徑：打電話和上網(wǎng)， 為此老師還特意建立一個(gè)群，以便大家第一時(shí)間接收到畢業(yè)設(shè)計(jì)的最新消息和資料，每次大家都在群不亦樂乎的討論著畢業(yè)設(shè)計(jì)的事情。 sbit key2=P3^1。 uint zong。 gw=0。a0。 _nop_()。// 精確的時(shí)間 //khz(64)。num10。 if(key1==0) { while(!key1)。 shi++。 if(ge==10) ge=0。 P0=dispbitcode[3]。 P0=dispbitcode[3]。 //加上拉 sbit key1=P3^3。 bit fleg。 EX0=1。_nop_()。 } 44 } //1602LCD 寫地址函數(shù) void adr_write(unsigned char adr) { delay(20)。 adr_write(0x38)。//清顯示 adr_write(0x0c)。 rs=0。 } } void delay(uchar z) { uchar x,y。 } void delayms(uchar aa) { for(i=aa。 beer=0。 sbit key3=P3^5 43 sbit led=P2^0。 while(1) { keyscan()。 P0=dispbitcode[1]。 delay_ms(100)。 beer=1。 if(bai==10) bai=0。 if(numamp。 // //delayms(125)。a0。 _nop_()。 for(j=i。 beer=0。 sbit bw=P0^2。在此謹(jǐn)向 王建升 老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 另外， 我還要感謝 我的同學(xué)以及學(xué)哥學(xué)姐們的熱心幫助，在我們的共同努力下出色地完成了此項(xiàng)任務(wù)。同時(shí)自身的知 識(shí)和經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備不足，無法將自己的設(shè)計(jì)理念完全體現(xiàn)在實(shí)物上?？偨Y(jié)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作完成過程，心里有頗多體會(huì)和得到以下結(jié)論： （ 1）對(duì)整個(gè)紅外通信系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析，了解了紅外通信的原理。 在最初編寫程序時(shí)，鍵盤控制部分按照常例 加入了按鍵消抖程序。本設(shè)計(jì)軟件調(diào)試中的分模塊包括顯示