【文章內(nèi)容簡介】 口時(shí)，為準(zhǔn)雙向口，并且作為輸出時(shí)必須接上拉電阻。 ? P1 口是一個(gè)內(nèi)部有上拉的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，作為一般 I/O 口使用，可以驅(qū)動(dòng)4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。對(duì)于增強(qiáng)型單片機(jī) ， 、 還有第二功能，第二功能的信號(hào)分別為 T2 和 T2EX。 T2()：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的計(jì)數(shù)脈沖輸入和時(shí)鐘輸出。 T2EX()：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的重裝 、捕獲和計(jì)數(shù)方向控制輸入。 ? P2 口是一個(gè)內(nèi)部有上拉的 8 位 I/O 口。 當(dāng) CPU 以總線方式訪問片 外存儲(chǔ)器，P2 口輸出高 8 位地址。作為一般 I/O 口使用時(shí)，為準(zhǔn)雙向 I/O 口，可以驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 ? P3 口： P3 口也是一個(gè)內(nèi)部有上拉的 8 位 I/O 口 ,還是一個(gè)雙功能口。作為一般I/O 口使用時(shí) ， 為準(zhǔn)雙向 I/O 口，可以驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。各引腳第二功能如表 1 所示。 7 表 1 P3 口各引腳第二功能定義 引腳 第二功能 RXD：串行口輸入端 TXD：串行口輸出端 INT0_________：外部中斷 0 請(qǐng)求輸入端，低電平有效 INT1________：外部中斷 1 請(qǐng)求輸入端，低電平有效 T0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)脈沖輸入端 WR_______：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸入端 ,低電平有效 RD______：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸入端，低電平有效 (4) 時(shí)鐘電路 單片機(jī)時(shí)鐘電路如圖 4 所示。有兩種方式可以產(chǎn)生單片機(jī)需要的時(shí)鐘，一種是內(nèi)部方式：就是利用單片機(jī)內(nèi)部的放大電路，通常外接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容分別接在反向放大器的輸入端 XTAL1，輸出端 XTAL2 就可以構(gòu)成穩(wěn)定 的自激振蕩器。另一種是外部方式：使用外部的時(shí)鐘信號(hào)，接到 XTAL1 或 XTAL2 引腳上給單片機(jī)提供基本 震蕩信號(hào)。 電容 C1 和 C2 通常取 30pF 左右，可穩(wěn)定頻率并對(duì)頻率有微調(diào)作用，對(duì) 89C52 系列，其震蕩頻率一般為 fosc= 0～ 24MHz。 振蕩周期 /時(shí)鐘周期： Tc=晶振頻率 fosc 的倒數(shù)。 狀態(tài)周期： Ts=2 個(gè)時(shí)鐘周期 (Tc)。 機(jī)器周期： Tm=6 個(gè)狀態(tài)周期 (Ts)=12 個(gè)振蕩周期 (Tc)。 指令周期 ： Ti:執(zhí)行一條指令所需的機(jī)器周期 (Tm)數(shù)。 X T A L 1X T A L 2X11 1 .0 5 9 2 M H zC1 3 0 p FC2 3 0 p FR11K 圖 4 時(shí)鐘電路 (5) 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位電路如圖 5 所示。單片機(jī)與其它微處理器一樣，在啟動(dòng)工作時(shí)先要進(jìn)行復(fù)位，使 CPU 及其它系統(tǒng)處于確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。單片機(jī)有一復(fù)位引腳 RST（復(fù)位信號(hào)的輸入端） ，高電平有效，單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的 RST 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)振蕩周期（ 2 個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平，系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)位。 8 RS TC3 4 7 u FR11KR2 1K 圖 5 復(fù)位電路 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本文所介紹的 紅外窗簾 遙控器 的 系統(tǒng)框圖如圖 6 所示，紅外窗簾 接收控制器 的 系統(tǒng)框圖如圖 7 所示。該系統(tǒng)主要有兩個(gè)部分組成：一是遙控器部分，其功能為：單片機(jī)掃描遙控器 上的 6 個(gè)按鍵（ 啟動(dòng) /停止，打開，關(guān)閉，速度 減小 ，速度 增加 和 自動(dòng) ） ， 當(dāng)某個(gè)按鍵按下后，單片機(jī)便通過紅外發(fā)光二極管發(fā)射該按鍵的編碼。 二是接收控制器部分，其功能是用單片機(jī)通過紅外一體化接收頭接收遙控器發(fā)出的編碼并進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后根據(jù)編碼的 功能 來控制步進(jìn)電機(jī)的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)窗簾的打開、關(guān)閉或停止等功能。 紅外發(fā)射電路單片機(jī)啟 動(dòng) / 停 止打 開關(guān) 閉速 度 減 小速 度 增 加自 動(dòng) 圖 6 紅外窗簾 遙控器系統(tǒng)框圖 一體化紅外接頭單片機(jī)中 間 觸 點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)邊 緣 觸 點(diǎn)液 晶 模 塊光 敏 模 塊 圖 7 紅外窗簾 接收控制器系統(tǒng)框圖 9 系統(tǒng)硬件 電路設(shè)計(jì) 硬件電 路設(shè)計(jì)主要包括： 紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、顯示模塊、光控模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、窗簾框架構(gòu)造設(shè)計(jì) 。 紅外發(fā)射模塊 紅外發(fā)射模塊主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，按鍵，紅外發(fā)射電路組成。本 設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能不是很多，所以 控制按鍵 采用 4 4 的矩陣鍵盤即可達(dá)到要求 ，另外 發(fā)射過程中單片機(jī)輸出端產(chǎn)生的脈沖信號(hào)為 38KHz，所以采用一個(gè) 12M 晶體振蕩器即可發(fā)出滿足要求的頻率。 紅外線的發(fā)射過程如圖 8 所示。 按鍵控制調(diào)制功率放大紅外發(fā)射 圖 8 紅外線的發(fā)射過程框圖 本遙控器的發(fā)射采用碼分制的 遙控方式，碼分制紅外遙控就是指令信號(hào)產(chǎn)生電路以不同的脈沖編碼（不同的脈沖數(shù)目及組合）代表不同的控制指令 [5]。 在確定選擇 AT89C52 作為本設(shè)計(jì)發(fā)射電路核心芯片和矩陣鍵盤作為控制鍵后，加上一個(gè)簡單的紅外發(fā)射電路便可實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的發(fā)射，紅外發(fā)射電路如圖 9 所示。 P 3 4R34 7 0Q2NP NR44 7 0D2紅外管 圖 9 紅外發(fā)射電路圖 根據(jù)紅外發(fā)射管本身的物理特性，必須要有載波信號(hào)與即將發(fā)射的信號(hào)相 “與 ”，然后將相 “與 ”后的信號(hào)送給發(fā)射管，才能進(jìn)行紅外信號(hào)的發(fā)射與傳送，而在頻率為 38KHz的載波信號(hào)下，發(fā)射管的性能最好，發(fā)射距離最遠(yuǎn)，所以在硬件設(shè)計(jì)上，本設(shè)計(jì) 利用單10 片機(jī)產(chǎn)生 38KHz 載波信號(hào)，與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行邏輯 “與 ”運(yùn)算后，通過三極管的功率驅(qū)動(dòng)到紅外發(fā)光二極管上 [6]。 紅外遙控器 由 51 單片機(jī)、矩陣鍵盤、紅外發(fā) 射 二極管 、 NPN 型三極管等組成。鍵盤用于輸入 控制 指令， 51 單片機(jī)檢測(cè)鍵盤上的按鍵狀態(tài)，并對(duì)紅外信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。 發(fā) 射二極管發(fā)射紅外線，當(dāng)單片機(jī) 口輸出為 “0”時(shí)， 紅外 發(fā)射管不發(fā)光，當(dāng)單片機(jī) 口輸出為 “1”時(shí)，紅外發(fā) 射 管發(fā)出 38KHz 調(diào)制紅外線。 紅外信號(hào)調(diào)制過程如圖 10 所示。 載 波 信 號(hào)發(fā) 射 信 號(hào)相 “ 與 ” 后 圖 10 調(diào)制過 程 波形圖 紅外接收模塊 紅外一體化接收頭（ HS0038）實(shí)物圖如圖 11 所示 。 圖 11 HS0038 紅外接收器件 紅外線接收電路使用的是集成紅外接收器，型號(hào)為 HS0038， 它接收紅外信號(hào)的頻率為 38kHz，周期約 26us，采用黑色環(huán)氧樹脂封裝，提供了一個(gè)特殊的紅外濾光器，可防止自然光、熒光燈等光源的干擾，內(nèi)附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高。在用小功率發(fā)射管發(fā)射信號(hào)情況下，其接收距離可達(dá) 35m。它能與 TTL、 COMS 電路兼容。 靜態(tài)時(shí)輸出端輸出高電平，當(dāng)接收到紅外信號(hào)后，按紅外信號(hào)的數(shù)據(jù)波形輸出負(fù)脈沖數(shù)據(jù)信號(hào)。紅外信號(hào)輸出到單片機(jī)的 口，該口對(duì)應(yīng)的第二功能是外部中斷0(INT0)，利用這一功能，一旦接收到紅外信號(hào)， 即被拉低，單片機(jī)產(chǎn)生中斷，處理紅外信號(hào) [7]。 11 紅外接收 頭 完成對(duì)紅外信號(hào)的接收、放大、檢波、整形，并解調(diào)出遙控編碼脈沖，輸出可以讓單片機(jī)識(shí)別的 TTL 信號(hào)，再送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)解碼并執(zhí)行去控制相關(guān)對(duì)象。三個(gè)管腳分別是 GND、＋ 5V 電源、 OUT(解調(diào)信號(hào)輸出端 )， 紅外接收 頭 電路如圖 12 所示。 OUTGNDVCCSM0038P32+5V 圖 12 紅外接收 頭 電路圖 顯示模塊 液晶是一種高分子材料，因?yàn)槠涮厥獾?物理、化學(xué)、光學(xué)特性， 20 世紀(jì)中葉開始廣泛應(yīng)用在輕薄型顯示器上。 液晶顯示器（ LCD）的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫面。 液晶顯示器采用目前使用的比較廣泛的字符型液晶顯示器 LCD1602。1602 液晶每行可顯示 16 個(gè)字符，一共可以顯示兩行。 LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母 的大小寫、常用的符號(hào) 和日文假名等。 每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”[8]。 在本設(shè)計(jì)中 LCD1602 的主要功能為顯示所接收到的遙控器按鍵編碼、運(yùn)行狀態(tài)（ RUN,STOP 或 AUTO）、速度等級(jí)等內(nèi)容。 （ 1） 引 腳功能說明 LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）和 16 腳（有背光）接口，各接口信號(hào)說明如表 2 所示 。 表 2 接口信號(hào) 說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 Vo 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù) 據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 RW 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 EN 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 12 第 1 腳： VSS 為地電源 ； 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源 ； 第 3 腳：液晶顯示偏壓； Vo 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 電位器接地。 第 4 腳：數(shù)據(jù) /命令選擇； RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 5 腳：讀 /寫選擇； RW 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí) 進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和RW 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳：使能信號(hào)； EN 端為使能端，當(dāng) EN 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 （ 2） LCD1602 的 RAM 地址映射圖 控制器內(nèi)部帶有 80 8 位（ 80 字節(jié)）的 RAM 緩沖區(qū)，對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖 13 所示 。 圖 13 LCD1602 內(nèi)部 RAM 地址映射圖 當(dāng) 向 00～ 0F、 40～ 4F 地址中的任一處寫顯示數(shù)據(jù) 時(shí) ，液晶都可以立即顯示出來，當(dāng)寫到 10～ 2 50～ 67 地址 時(shí) ，必須通過移屏指令將它們移入可顯示區(qū)域方可正常顯示 [9]。 （ 3） LCD1602 電路接線說明 P0 口作為數(shù)據(jù)口， ～ 分別連接 LCD1602 的 D0～ D7 數(shù)據(jù) 口，來傳輸數(shù)據(jù)及指令，由于 P0 口帶負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力差，故需接上拉電阻。 接 LCD1602 的 4 腳 RS（數(shù)據(jù) /命令選擇端）， 接 LCD1602 的 5 腳 RW（讀寫 /選擇端）， 接 LCD1602的 6 腳 EN（使能信號(hào)）。 VSS 接地 （電源地） ， VDD 接 5V 電源 （電源正極） ， VEE為液晶顯示偏壓信號(hào)。 顯示模塊電路 接線 圖如圖 14 所示。 13 D0D1D2D3D4D5D6D7X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 21 1 .0 5 9 2 6 M H z2 3 4 5 6 7 8 91P1 1 0 kD714D613D512D411D310D29D18D