【正文】 ....................................33 紅外通信的編碼與解碼 ...................................................34 紅外編碼及發(fā)射程序設(shè)計 ...........................................37 紅外編碼及發(fā)射主程序設(shè)計 ................................................37 紅外編碼子程序設(shè)計 ......................................................37 鍵盤掃描子程序設(shè)計 .....................................................39 定時中斷子程序設(shè)計 .....................................................39 紅外接收解碼及處理程序設(shè)計 .......................................40 紅外接收解碼及處理主程序設(shè)計 ............................................40 紅外解碼子程序設(shè)計 ......................................................41 LCD1602 顯示子程序的設(shè)計 ................................................436 系統(tǒng)測試分析 .........................................................44 硬件電路的測試 ...................................................44 軟件測試 .........................................................46 系統(tǒng)的整體測試 ...................................................487 結(jié)束語 ...............................................................50參考文獻(xiàn) ...............................................................50致謝 ...................................................................52附錄 A 仿真截圖 .......................................................53附錄 B 源程序代碼 .....................................................54附錄 紅外編碼及發(fā)射源程序代碼 .....................................54附錄 紅外接收解碼及處理源程序代碼 .................................63長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書系 信息系 專業(yè) 自動化 班級 0601 班 學(xué) 生 姓 名 焦登鋒 指導(dǎo)教師/職稱 徐愛鈞/ 教授、朱嶸濤/助教 1. 畢業(yè)設(shè)計(論文) 題目：《基于 51 單片機(jī)的紅外遙控電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計》2. 畢業(yè)設(shè)計(論文) 起止時間： 2022 年 11 月 25 日～2022 年 6 月 1 日3．畢業(yè)設(shè)計(論文) 所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分）[1] (模擬部分). 北京:高等教育出版社, 1999年[2] (數(shù)字部分). 北京:高等教育出版社, 2022年[3] . 電子工業(yè)出版社. 2022年[4] . 北京航空航天大學(xué)出版社. 2022年[5] . 北京航空航天大學(xué)出版社. 2022年[6]譚浩強(qiáng)《MCS51單片機(jī)應(yīng)用教程》.清華大學(xué)出版社. 2022年[7]張振榮《MCS51單片機(jī)及實(shí)用教程》.人民郵電出版社. 2022年[8]康華光《電子技術(shù)基礎(chǔ)》.高等教育出版社. 2022年[9] 譚維瑜編《 電機(jī)與電氣控制 》. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2022年[10] 王俊峰 薛鴻德 《 現(xiàn)代遙控技術(shù)及應(yīng)用 》.人民郵電出版社. 2022年[11]王 環(huán) 張亞寧 《單片機(jī)程序設(shè)計實(shí)例》.清華大學(xué)出版社. 2022年[12] 肖景和 趙健《紅外線熱釋電與超聲波遙控電路》.人民郵電出版社. 2022年[13] 蘇長贊 《 紅外線與超聲波遙控 》.人民郵電出版社. 2022年[14] 陳永甫 《 紅外輻射紅外器件與典型應(yīng)用 》.電子工業(yè)出版社. 2022年[15] 邸敏艷《 電機(jī)與控制 》.電子工業(yè)出版社. 2022年4．畢業(yè)設(shè)計(論文) 應(yīng)完成的主要內(nèi)容①方案的選用與設(shè)計②硬件電路③軟件編程5．畢業(yè)設(shè)計(論文) 的目標(biāo)及具體要求目標(biāo)：用紅外線遙控器對電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制。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。三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱[1]譚浩強(qiáng)《MCS51單片機(jī)應(yīng)用教程》清華大學(xué)出版社 2022年[2]張振榮《MCS51單片機(jī)及實(shí)用教程》 人民郵電出版社 2022年[3]康華光《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 高等教育出版社 2022年[4] 譚維瑜編《 電機(jī)與電氣控制 》 機(jī)械工業(yè)出版社 2022年[5] 王俊峰 薛鴻德 《 現(xiàn)代遙控技術(shù)及應(yīng)用 》 人民郵電出版社 2022年[6]王 環(huán) 張亞寧 《單片機(jī)程序設(shè)計實(shí)例》 清華大學(xué)出版社 2022年[7] 肖景和 趙健《紅外線熱釋電與超聲波遙控電路》 人民郵電出版社 2022年[8] 蘇長贊 《 紅外線與超聲波遙控 》 人民郵電出版社 2022年[9] 陳永甫 《 紅外輻射紅外器件與典型應(yīng)用 》 電子工業(yè)出版社 2022年[10] 邸敏艷《 電機(jī)與控制 》 電子工業(yè)出版社 2022 年[11] 王東鋒 《 單片機(jī) C 語言應(yīng)用 100 例 》 電子工業(yè)出版社 2022 年[12] 惠仇 《 手把手教你學(xué)單片機(jī) 》 電子工業(yè)出版社 2022年四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向隨著科技的日益發(fā)展，人們對近距離的現(xiàn)場遙控以及無線通信的技術(shù)指標(biāo)要求越來越高，尤其是在模擬鎖相環(huán)集成電路和傳感器技術(shù)的巨大進(jìn)步下，大大加速了這個進(jìn)程。所以同類產(chǎn)品的紅外線遙控器，可以有相同的遙控頻率或編碼，而不會出現(xiàn)遙控信號“串門”的情況。2 需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題： 需重點(diǎn)研究 51 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和編程方法及最小系統(tǒng)；字符型 LCD 液晶顯示接口技術(shù)；LED 數(shù)碼管接口技術(shù)；鍵盤接口技術(shù)；紅外編碼及解碼原理；步進(jìn)電機(jī)的控制原理；器件的選型。審查意見： 指導(dǎo)教師簽名： 評定成績（百分制）：_______分長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計)評閱教師評語學(xué)生姓名 專業(yè)班級畢業(yè)設(shè)計(論文)題目評閱教師 職 稱 評閱日期評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)設(shè)計(論文 )的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。為了滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時測控要求，本文進(jìn)行紅外遙控電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計研究，詳細(xì)地分析了各功能模塊的硬件電路的設(shè)計和相關(guān)軟件程序的編寫。本設(shè)計介紹了一種基于 AT89S52單片機(jī)的紅外遙控步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計,系統(tǒng)分為紅外遙控編碼解碼、LCD 顯示和驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)三個模塊。本論文對該系統(tǒng)的工作原理、硬件電路和軟件進(jìn)行了詳細(xì)介紹。經(jīng)實(shí)踐證明，本設(shè)計的測控原理及方法不僅適用于步進(jìn)電動機(jī)，還可以對交流及直流電動機(jī)進(jìn)行測控。紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有信息傳輸可靠、抗干擾能力強(qiáng)、安全度高、功耗低、成本低、易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種通信和遙控手段 [10]?；?51 單片機(jī)的紅外遙控電機(jī)系統(tǒng)就是紅外遙控系統(tǒng)的應(yīng)用之一。軟件模塊紅外編碼模塊；紅外解碼模塊；電機(jī)驅(qū)動模塊；另外，在此次畢業(yè)設(shè)計中所要養(yǎng)成的思維方法和思考模式對以后自己從事此類技術(shù)的開發(fā)尤為重要。 紅外遙控系統(tǒng)組成常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分紅外發(fā)射部分和紅外接收兩個大部分。電路回路中常常串有限流電阻，以適應(yīng)不同的工作電壓。圖 2 常用紅外發(fā)光二極管常用紅外發(fā)光二極管參數(shù)方案論證第 7 頁 （共 76 頁）最大正向電流 6 mA最小反向電壓 0 V最大正向壓降 10 mA最大正向壓降 V最小輸出光功率 3 V最小輸出光功率 20 mA有效控制距離 3～10 m而在紅外接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管，這種光敏二極管有一個很大的特點(diǎn)——只對紅外光線有敏感作用。在一般的紅外遙控系統(tǒng)中，發(fā)射部分所使用的晶振頻率一般為 455kHz，再經(jīng)過發(fā)射端時要對晶振進(jìn)行整數(shù)分頻（分頻系數(shù)一般取12） ，得到的常用的紅外線接收頭的載波頻率為 38kHz。方案論證第 9 頁 （共 76 頁）專用遙控器 遙控信號接收 專用解 碼器 微控制 器Lcd 顯示模塊電機(jī)控制模塊圖 4 方案一設(shè)計原理圖 方案二的論述此方案中，我們采用 MCU 編碼和發(fā)射紅外信號，當(dāng)按下遙控器的設(shè)置鍵后，紅外接收裝置接收到遙控器發(fā)出的紅外線控制信號，然后把這個信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳到單片機(jī)中，利用單片機(jī)對這個信號進(jìn)行解碼，解碼完成后判斷并確定是不是設(shè)置信號。綜上所訴，本設(shè)計選擇方案二。VSS：電源地端。ALE/PROG：ALE 是英文Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。如果當(dāng) EA 引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器） ，P0就以多工方式提供地址總線（A0～A7）及數(shù)據(jù)總線（D0～D7） 。：TXD，串行通信輸出。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。.4 p1.XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0./U1AT89C51C12PFC22PFC310uFX112MR110kK0 K1 K2 K3K4 K5 K6 K7K8 K9 KA KBKC KD KE KF圖 11 4X4 矩陣鍵盤的接口電路 矩陣鍵盤的工作原理使用矩陣鍵盤的關(guān)鍵是如何判斷按鍵值。（3）按鍵識別。當(dāng)輸入信號為低電平時，Q2 截至，使得 Q1 的基極為高電平，Q1導(dǎo)通，紅外管發(fā)射紅外線信號 [12]。它接收紅外信號頻率為 38 kHz,周期約 26 μs ，同時能對信號進(jìn)行放大、檢波、整形，得到 TTL 電平的編碼信號。提供內(nèi)部自動上電復(fù)位電路，+5V 工作電壓。指令 4：顯示開關(guān)控制。指令 10：寫數(shù)據(jù) 專用集成芯片環(huán)形脈沖分配器集成度高、可靠性好，但其適應(yīng)性受到限制，同時開發(fā)周期長、需求費(fèi)用較高?！?3)控制步進(jìn)電機(jī)的速度 如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。方案二：使用 L29L298N 芯片組成的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路SGS 公司的 L297 單片步進(jìn)電機(jī)控制集成電路適用于雙極性兩相步進(jìn)電機(jī)或四相單極性步進(jìn)電機(jī)的控制，與兩片 H 橋式驅(qū)動芯片 L298 組合，組成完整的步進(jìn)電機(jī)固定斬波頻率的 PWM 恒流斬波驅(qū)動器。CONTROL 信號用以選擇斬波信號控制。采用 L297 和 L298 實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路見圖 21，該電路為固定斬波頻率的PWM 恒流斬波驅(qū)動方式，適用兩相雙極性步進(jìn)電機(jī)，最高電壓 46V，每相電流可達(dá)2A。L297 的引腳圖如圖 22。前者適用于單極性工作方式，而對于雙極性工作方式的電機(jī)，這兩種控制方式都可以采用。使用 L297 突出的特點(diǎn)是外部只需時鐘、方向和工作方式三個輸入信號，同時 L297 自動產(chǎn)生電機(jī)勵磁相序，減輕了微基于 51 單片機(jī)的紅外遙控電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計第 26 頁 （共 76 頁）處理器控制及編程的負(fù)擔(dān)。步進(jìn)電機(jī)的原理也可以這樣理解：將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移，具體來說，就是當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器接收到一個脈沖信號時，它就會驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按照設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（成為“步距角” ） ，