【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 收電路由單片機(jī)， 指示燈， 暖風(fēng)機(jī)控制部分組成。下面對(duì)各 個(gè)模塊逐一分析。 3． 1 單片機(jī)系統(tǒng)電路 此系統(tǒng)采用通用的 51 系列單片機(jī)，即 AT89S51。它是一種低功耗、高性能 CMOS8位單片機(jī)，其內(nèi)存為 4KB，它是由 ATMEL 公司生產(chǎn)的，該單片機(jī)兼容 MSC51指令系統(tǒng)及80C51 引腳結(jié)構(gòu)。這種單片機(jī) 的運(yùn)算能力強(qiáng)，軟件編程靈活，自由度大，市場(chǎng)上比較多圖 2 接收控制系統(tǒng) 發(fā)射部分 接收部分 時(shí)鐘振蕩 指示燈 定時(shí) 按鍵開(kāi)關(guān) 紅外接收 調(diào) 溫控制 51 單 片 機(jī) 單片機(jī)復(fù)位 暖 風(fēng) 機(jī) 控 制 按鍵 編碼 調(diào)制 紅外發(fā)射 紅外接收 解調(diào) 解碼 功能控制 載波 38kHz 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 5 頁(yè) 共 39 頁(yè) 5 見(jiàn)，價(jià)格便宜 ,技術(shù)比較成熟 且 容易實(shí)現(xiàn)。 3． 1． 1 AT89S51 的特點(diǎn) ?MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ?32 個(gè)可編程 I/O口線 ?2個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ?全雙工串行 UART 通道 ?6個(gè)中斷源 ?中斷喚醒省 電模式 ?看門狗 （ WDT） 及雙數(shù)據(jù)指針 ?靈活的在系統(tǒng)編程 （ ISP 字節(jié)或頁(yè)寫(xiě)模式 ） ?4K 字節(jié)在系統(tǒng)編程 （ ISP） Flash 閃速存儲(chǔ)器 ?～ 的工作電壓范圍 ?1000 次擦寫(xiě)周期 ?時(shí)鐘頻率 0Hz～ 33MHz ?3級(jí)加密 ?128 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM ?低功耗空閑和掉電模式 ?中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng) ?看門狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針 ?電標(biāo)識(shí)和快速編程特性 ?靈活的在系統(tǒng)編程 （ ISP 字節(jié)或頁(yè)寫(xiě)模式 ） 3． 1． 2 引腳功 能 AT89S51 的引腳圖如圖 4，各引腳功能如下： ?Vcc：電源電壓 ，芯片供電輸入端子 ?GND：地 ?P0 口： 是一組 8位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 內(nèi)部無(wú)上拉電阻，需要外接。在 作為 一般 I/O輸出口 時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路 ；在擴(kuò)充 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，分時(shí) 輸出數(shù)據(jù)和低 8 位地址 ； 在 F1ash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 ?P1 口 :是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 Pl 口作 輸出 時(shí)，可帶 4 個(gè) TTL邏輯門電路。作輸入 口使用時(shí)， 必須先向該引腳寫(xiě) 1。 ?P2 口： 是一個(gè) 有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口。做一般 I/O 口時(shí)，用法同 P1。圖 4 單片機(jī)引腳 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 6 頁(yè) 共 39 頁(yè) 6 擴(kuò)充外部存儲(chǔ)器時(shí)，做高 8 位地址。 ?P3 口： 除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如 表 1 所示。P3口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 端口 引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外中斷 0） INT1（外中斷 1） T0（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0外部輸入） T1（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） ?RST： 復(fù)位輸入。 正常工作時(shí)，該引腳必須加低電平，若加兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，則單片機(jī)復(fù)位。 ?ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 ?PSEN： 是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào) 線。 當(dāng) AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次 有效的 PSEN 信號(hào)。 ?EA /VPP： 外部訪問(wèn)允許。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。 ?XTALl： 振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 ?XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 3． 1． 3 時(shí)鐘 電路 AT89S51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTALl 和 XTAL2分別是該放大器的輸入端輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體 或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器， 本系統(tǒng) 振蕩電路 均采用內(nèi)部振蕩， 如圖 5所示 ： 表 1 P3口第二功能 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 7 頁(yè) 共 39 頁(yè) 7 外接石英晶體或陶瓷諧振器及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。在使用石英晶體時(shí)， 電容一般使用 30pF177。 10pF， 而使用陶瓷諧振器一般使用 40pF177。 10pF。 本系統(tǒng) 采用石英晶體 諧振器 。 3． 1． 4 復(fù)位 電路 AT89S51 復(fù)位引腳 RST/VP 通過(guò)片內(nèi)一個(gè)施密特觸發(fā)器 (抑制噪聲作用 )與片內(nèi)復(fù)位電路相連，施密特觸發(fā)器的輸出在每一個(gè)機(jī)器周期由復(fù)位電路采樣一次。當(dāng)振蕩電路工作，并且在 RST 引腳上加一個(gè)至少保持 2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就能使 AT89S51 完成一次復(fù)位。 復(fù)位不影響 RAM 的內(nèi)容。復(fù)位后， PC指向 0000H 單元，使單片機(jī)從起始地址 0000H單元開(kāi)始重新執(zhí)行程序。所以，當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，可按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。 51單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種復(fù)位方式。上電復(fù)位利用電容器充電來(lái)實(shí)現(xiàn)。按鈕復(fù)位又分為按鈕電平復(fù)位和按鈕脈沖復(fù)位。前者將復(fù)位端通過(guò)電阻與 Vcc相接；后者利用 RC 微分電路產(chǎn)生正脈沖來(lái)達(dá)到復(fù)位目的。復(fù)位電路參數(shù)的選擇應(yīng)能保證復(fù)位高電平持續(xù)時(shí)間大于 2個(gè)機(jī)器周期。電路 圖 如圖 6： 圖 5 時(shí)鐘電路 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 8 頁(yè) 共 39 頁(yè) 8 3． 2 遙控 器 鍵盤 電路 3． 2． 1 鍵盤種類 遙控器所用的鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。 編碼鍵盤又叫獨(dú)立鍵盤， 鍵與鍵之間相互獨(dú)立。編碼鍵盤基本任務(wù)是識(shí)別按鍵，提供按鍵讀數(shù)。編碼鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是使用比較方便，亦不需要編寫(xiě)太復(fù)雜的程序。其缺點(diǎn)是使用的硬件較復(fù)雜。 非編碼鍵盤的按鍵是排列成行、列矩陣形式的，又叫矩陣鍵盤。按鍵的作用只是簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的接通或斷開(kāi)，須有一套相應(yīng)的程序與之配合，才能產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼，非編碼鍵盤幾乎不需要附加什么硬件電路。非編碼鍵盤硬件電路簡(jiǎn)單，但需要通過(guò)軟件來(lái)解決按鍵的識(shí)別、防抖動(dòng)以及如何產(chǎn)生鍵碼 的問(wèn)題。 本系統(tǒng)采用非編碼鍵盤，如圖 7： 3． 2． 2 鍵盤的延時(shí)抖動(dòng) 當(dāng)按鍵開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)到其穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)短暫的抖動(dòng)和彈跳，這是機(jī)械式開(kāi)關(guān)的一個(gè)共性問(wèn)題。 其抖動(dòng)圖如圖 8所示： 圖 6 復(fù)位電路 圖 7 非編碼鍵盤電路 閉合穩(wěn)定 鍵按下 鍵釋放 抖動(dòng) 抖動(dòng) 圖 8 延時(shí)抖動(dòng)波形 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 9 頁(yè) 共 39 頁(yè) 9 消除由于按鍵抖動(dòng)和彈跳產(chǎn)生的干擾可采用硬件方法，也可以采用軟件延遲的方法。 硬件消抖，也就是采用電子元器件所構(gòu)成的電子電路來(lái)消除按鍵觸點(diǎn)抖動(dòng)，應(yīng)用于按鍵數(shù)量較少的鍵盤。軟件消抖，也就是利用軟件程序來(lái)消除按鍵觸點(diǎn)抖動(dòng)，應(yīng)用于按鍵較多的鍵盤。 獨(dú)立鍵盤采用硬件法 消除延時(shí)抖動(dòng) ，矩陣鍵盤采用軟件 法 消除延時(shí)抖動(dòng) 。 3． 3 紅外遙控發(fā)射電路 紅外遙控發(fā)射端由編碼電路、載波信號(hào)產(chǎn)生電路和發(fā)射 管驅(qū)動(dòng) 電路組成。其中編碼由單片機(jī)軟件編程實(shí)現(xiàn)。 3． 3． 1 紅外遙控信號(hào)的編碼 1） 編碼的定義 遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可分成脈沖寬度調(diào)制和脈沖相位調(diào)制兩大類。本紅外遙控器就是采用脈沖 相位 調(diào)制進(jìn)行編碼的。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，既有遙控碼發(fā)出，其遙控碼編碼定義為：引導(dǎo)碼由 9ms 的低電平和 的高電平組成，引導(dǎo)嗎也叫起始碼； 0 碼由 低電平和 高電平組合而成，脈沖寬度為 ； 1碼由 低電平和 高電平組合而成，脈沖寬度為 ，如圖 9 所示 ： 圖 9 遙控編碼定義 2） 按鍵的編碼 當(dāng)我們按下遙控器按鍵時(shí)，遙控器將發(fā)出如 表 2 所示的一串二進(jìn)制代碼，我們稱之為一幀數(shù)據(jù)。根據(jù)其功能的不同，可將他們分為 5部分，分別為引導(dǎo)碼、用戶碼、用戶反碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼。遙控器發(fā)射代碼時(shí)，均是低位在前，高位在后。 表 2 遙控編碼格式 引導(dǎo)碼 9ms 0 碼 1 碼 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 10 頁(yè) 共 39 頁(yè) 10 引導(dǎo)碼 用戶碼 8位 用戶反碼 8 位 數(shù)據(jù)碼 8位 數(shù)據(jù)反碼 8位 引導(dǎo)碼作為接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備脈沖，當(dāng)接收到引導(dǎo)碼時(shí)，表示一幀數(shù)據(jù)的開(kāi)始。 用戶碼由 8位二進(jìn)制組成，共 256 種，用于區(qū)分不同廠家的遙控器，可以有效防止多個(gè)遙控設(shè)備之間的干擾。在同一個(gè)遙控器中用戶碼是一樣的。 用戶反碼是用戶碼 的各位取反，主要 是為了加強(qiáng)遙控器的可靠性。如果用戶碼與用戶反碼不 匹配，則說(shuō)明本幀數(shù)據(jù)出錯(cuò)，應(yīng)丟棄。 數(shù)據(jù)碼為 8位，可編碼 256種狀態(tài)，代表實(shí)際所按下的鍵。在同一個(gè)遙控器上，所有按鍵的數(shù)據(jù)碼均不相同。 數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼的得各位取反。通過(guò)數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼的比較，可判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確。如果數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼不滿足相反的關(guān)系，則說(shuō)明本次遙控接收有誤，數(shù)據(jù)應(yīng)丟棄。 3． 3． 2 載波信號(hào)產(chǎn)生 、調(diào)制 電路 紅外發(fā)射管 需以 38kHz 的載波發(fā)射信號(hào)。為了減少定時(shí)器資源，減輕單片機(jī) CPU的工作負(fù)擔(dān)，通過(guò)石英晶體多諧振蕩器產(chǎn)生 38kHz 的載 波信號(hào)。其電路圖如圖 10所示 ： 二進(jìn)制信號(hào)的調(diào)制仍由發(fā)送單片機(jī)來(lái)完成，它把編碼后的二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制成頻率的38kHz 的間斷脈沖串，相當(dāng)于用二進(jìn)制信號(hào)的編碼乘以頻率為 38kHz 的脈沖信號(hào)得到的間斷脈沖串，即是調(diào)制后用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號(hào)。 3． 3． 3 紅外發(fā)射 管驅(qū)動(dòng) 電路 發(fā)射電 路的主要元器件為紅外發(fā)光二極管。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(jiàn)光。目前大量的使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為 940nm左右 。 圖 10 載波產(chǎn)生電路 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 11 頁(yè) 共 39 頁(yè) 11 由于紅外發(fā)射管的驅(qū)動(dòng)電流 fI 決定了紅外發(fā)射的距離，因此，紅外發(fā)射二極管需要構(gòu)建驅(qū)動(dòng)電路，如圖 11 所示。三極管的選用主要考慮最大集電極電流 Icm 要大于 紅外發(fā)射管的 fmI ， 9013 符合。 三極管基極偏流 R2 由下式選取 : R2=(Vbes+UbesU的 )/(Ic/β ) 其中， Vbes 為三極管基極 發(fā)射級(jí)的飽和導(dǎo)通壓降，一般取 ； Ud 為三極管導(dǎo)通時(shí)輸入低電平電壓，其值小于 ，一般取 ； Ic 為三級(jí)管的集電極電 流，因?yàn)楸灸K電路中，紅外