【文章內(nèi)容簡介】 在這些單片機中，脈寬調(diào)制電路有6個通道輸出，可產(chǎn)生三相脈寬調(diào)制交流電壓，并內(nèi)部含死區(qū)控制等功能。 特別引人注目的是：現(xiàn)在有的單片機已采用所謂的三核（TrCore）結(jié)構(gòu)。這是一種建立在系統(tǒng)級芯片（System on a chip）概念上的結(jié)構(gòu)。這種單片機由三個核組成：一個是微控制器和DSP核，一個是數(shù)據(jù)和程序存儲器核，最后一個是外圍專用集成電路（ASIC）。這種單片機的最大特點在于把DSP和微控制器同時做在一個片上。雖然從結(jié)構(gòu)定義上講，DSP是單片機的一種類型，但其作用主要反映在高速計算和特殊處理如快速傅立葉變換等上面。把它和傳統(tǒng)單片機結(jié)合集成大大提高了單片機的功能。這是目前單片機最大的進(jìn)步之一。這種單片機最典型的有Infineon公司的TC10GP；Hitachi公司的SH7410，SH7612等。這些單片機都是高檔單片機，MCU都是32位的，而DSP采用16或32位結(jié)構(gòu)，工作頻率一般在60MHz以上。 功耗、封裝及電源電壓的進(jìn)步 現(xiàn)在新的單片機的功耗越來越小，特別是很多單片機都設(shè)置了多種工作方式，這些工作方式包括等待，暫停，睡眠，空閑，節(jié)電等工作方式。Philips公司的單片機P87LPC762是一個很典型的例子，在空閑時， mA，而在節(jié)電方式中。而在功耗上最令人驚嘆的是TI公司的單片機MSP430系列，它是一個 16位的系列，有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPMLPMLPM4三種。當(dāng)電源為3V時，如果工作于 LMP1方式，即使外圍電路處于活動，由于CPU不活動，振蕩器處于1～4MHz，這時功耗只有50?A。在LPM3 時，振蕩器處于32kHz，?A。在LPM4時，CPU、外圍及振蕩器32kHz都不活動，?A。 現(xiàn)在單片機的封裝水平已大大提高，隨著貼片工藝的出現(xiàn)，單片機也大量采用了各種合符貼片工藝的封裝方式出現(xiàn)，以大量減少體積。在這種形勢中，Microchip公司推出的8引腳的單片機特別引人注目。這是PIC12CXXX系列?！?K程序存儲器，25～128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器，6個I/O端口以及一個定時器，有的還含4道A/D ，完全可以滿足一些低檔系統(tǒng)的應(yīng)用。擴大電源電壓范圍以及在較低電壓下仍然能工作是今天單片機發(fā)展的目標(biāo)之一。目前，～。而一些廠家，～6V的條件下工作的單片機。這些單片機有Fujitsu公司的MB89191～89195，MB89121～125A，MB89130系列等，～6V的工作電壓條件。 工藝上的進(jìn)步 現(xiàn)在的單片機基本上采用CMOS技術(shù)，?m以上的光刻工藝，有個別的公司，??m技術(shù)。這些技術(shù)的進(jìn)步大大地提高了單片機的內(nèi)部密度和可靠性。 以單片機為核心的嵌入式系統(tǒng) 單片機的另外一個名稱就是嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型儀器或設(shè)備中。目前，把單片機嵌入式系統(tǒng)和Internet連接已是一種趨勢。但是，Internet一向是一種采用肥服務(wù)器，瘦用戶機的技術(shù)。這種技術(shù)在互聯(lián)上存儲及訪問大量數(shù)據(jù)是合適的，但對于控制嵌入式器件就成了殺雞用牛刀了。要實現(xiàn)嵌入式設(shè)備和Int ernet連接，就需要把傳統(tǒng)的Internet理論和嵌入式設(shè)備的實踐都顛倒過來。為了使復(fù)雜的或簡單的嵌入式設(shè)備，例如單片機控制的機床、單片機控制的門鎖，能切實可行地和Internet連接，就要求專門為嵌入式微控制器設(shè)備設(shè)計網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使嵌入式設(shè)備可以和Internet相連，并通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行過程控制。目前，為了把單片機為核心的嵌入式系統(tǒng)和Internet相連，已有多家公司在進(jìn)行這方面的較多研究。這方面較為典型的有emWare公司和TASKING公司。 EmWare公司提出嵌入式系統(tǒng)入網(wǎng)的方案EMIT技術(shù)。這個技術(shù)包括三個主要部分：即emMicro， emGateway和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。其中，emMicro是嵌入設(shè)備中的一個只占內(nèi)存容量1K字節(jié)的極小的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器； emGateway作為一個功能較強的用戶或服務(wù)器，它用于實現(xiàn)對多個嵌入式設(shè)備的管理，還有標(biāo)準(zhǔn)的Internet 通信接入以及網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的支持。網(wǎng)絡(luò)瀏覽器使用emObjicts進(jìn)行顯示和嵌入式設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。 如果嵌入式設(shè)備的資源足夠，則emMicro和emGateway可以同時裝入嵌入式設(shè)備中，實現(xiàn)Inter net的直接接入。否則，將要求emGateway和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器相互配合。EmWare的EMIT軟件技術(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)的 Internet協(xié)議對8位和16位嵌入式設(shè)備進(jìn)行管理，但比傳統(tǒng)上的開銷小得多。目前，單片機應(yīng)用中提出了一個新的問題：這就是如何使8位、16位單片機控制的產(chǎn)品，也即嵌入式產(chǎn)品或設(shè)備能實現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)互連？ TASKING公司目前正在為解決這個問題提供了途徑。該公司已把emWare的EMIT軟件包和有關(guān)的軟件配套集成，形成一個集成開發(fā)環(huán)境，向用戶提供開發(fā)方便。嵌入互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟ETI（embed the Internet Consortium）正在緊密合作，共同開發(fā)嵌入式Internet的解決方案。在不久將會有成果公布。 單片機應(yīng)用的可靠性技術(shù)發(fā)展 在單片機應(yīng)用中，可靠性是首要因素為了擴大單片機的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，提高單片機自身的可靠性是一種有效方法。近年來，單片機的生產(chǎn)廠家在單片機設(shè)計上采用了各種提高可靠性的新技術(shù)，這些新技術(shù)表現(xiàn)在如下幾點： EFT（Ellectrical Fast Transient）技術(shù) EFT技術(shù)是一種抗干擾技術(shù)，它是指在振蕩電路的正弦信號受到外界干擾時，其波形上會迭加各種毛刺信號，如果使用施密特電路對其整形，則毛刺會成為觸發(fā)信號干擾正常的時鐘，在交替使用施密特電路和RC濾波電路時，就可以消除這些毛否則令其作用失效，從而保證系統(tǒng)的時鐘信號正常工作。這樣，就提高了單片機工作的可靠性。Motorola公司的 MC68HC08系列單片機就采用了這種技術(shù)。 低噪聲布線技術(shù)及驅(qū)動技術(shù) 在傳統(tǒng)的單片機中，電源及地線是在集成電路外殼的對稱引腳上，一般是在左上、右下或右上、左下的兩對對稱點上。這樣，就使電源噪聲穿過整塊芯片，對單片機的內(nèi)部電路造成干擾。現(xiàn)在，很多單片機都把地和電源引腳安排在兩條相鄰的引腳上。這樣，不僅降低了穿過整個芯片的電流，另外還在印制電路板上容易布置去耦電容，從而降低系統(tǒng)的噪聲?，F(xiàn)在為了適應(yīng)各種應(yīng)用的需要，很多單片機的輸出能力都有了很大提高，Motorola公司的單片機I/O口的灌拉電流可達(dá)8mA以上，而Microchip公司的單片機可達(dá)25mA。其它公司：AMD，F(xiàn)ujitsu，NEC ，Infineon，Hitachi，Ateml，Tosbiba等基本上可達(dá)8～20mA的水平。這些電流較大的驅(qū)動電路集成到芯片內(nèi)部在工作時帶來了各種噪聲，為了減少這種影響，現(xiàn)在單片機采用多個小管子并聯(lián)等效一個大管子的方法，并在每個小管子的輸出端串上不同等效阻值的電阻，以降低di/dt，這也就是所謂跳變沿軟化技術(shù)，從而消除大電流瞬變時產(chǎn)生的噪聲。 采用低頻時鐘 高頻外時鐘是噪聲源之一，不僅能對單片機應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，還會對外界電路產(chǎn)生干擾，令電磁兼容性不能滿足要求。對于要求可靠性較高的系統(tǒng)，低頻外時鐘有利于降低系統(tǒng)的噪聲。在一些單片機中采用內(nèi)部瑣相環(huán)技術(shù)，則在外部時鐘較低時，也能產(chǎn)生較高的內(nèi)部總線速度，從而保證了速度又降低了噪聲。Motorola公司的MC68HC08系列及其1 6/32位單片機就采用了這種技術(shù)以提高可靠性。 發(fā)展趨勢：單片機在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢： 可靠性及應(yīng)用越來越水平高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向。 所集成的部件越來越多；NS（美國國家半導(dǎo)體）公司的單片機已把語音、圖象部件也集成到單片機中，也就是說，單片機的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬用機。原因是其內(nèi)部已集成上各種應(yīng)用電路。 功耗越來越低和模擬電路結(jié)合越來越多。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計水平的提高，單片機還會不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：單片機與微機系統(tǒng)之間的距離越來越小，甚至難以辨認(rèn)。 紅外控制的工作原理和應(yīng)用在許多基于單片機的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。在許多基于單片機的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊方案，主要應(yīng)用于近距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，也有用于近距離無線網(wǎng)絡(luò)接入。從早期的IRDA規(guī)范（115200bps）到ASKIR（)，再到最新的FASTIR（4Mbps），紅外線接口的速度不斷提高，使用紅外線接口和電腦通信的信息設(shè)備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進(jìn)行通訊，由于它的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通訊的場合，進(jìn)行點對點的直線數(shù)據(jù)傳輸，因此在小型的移動設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用。 1. 紅外通信的基本原理紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈時調(diào)制（PPM）兩種方法?！『喍灾?，紅外通信的實質(zhì)就是對二進(jìn)制數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。2. 紅外通訊技術(shù)的特點紅外通訊技術(shù)是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺所支持：⑴ 通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)。⑵ 主要是用來取代點對點的線纜連接；⑶ 新的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容早期的通訊標(biāo)準(zhǔn)；⑷ 小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強； 　 ⑸ 傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)發(fā)布。 3. 紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的用途紅外通訊技術(shù)常被應(yīng)用在下列設(shè)備中：⑴ 筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；⑵ 打印機、鍵盤鼠標(biāo)等計算機外圍設(shè)備；⑶ 電話機、移動電話、尋呼機；⑷ 數(shù)碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；⑸ 工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備；⑹ 網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器。4. 紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的缺點⑴ 通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷。⑵ 目前廣泛使用的SIR標(biāo)準(zhǔn)通訊速率較低（）。⑶ 紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連接進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴展性差。 5. 紅外通信技術(shù)對計算機技術(shù)的沖擊紅外通信標(biāo)準(zhǔn)有可能使大量的主流計算機技術(shù)和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預(yù)計，執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s紅外通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標(biāo)準(zhǔn)。目前，惠普移動計算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的廣泛兼容性可為PC設(shè)計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機和其它設(shè)備。6. 紅外通信技術(shù)開辟數(shù)據(jù)通信的未來 　　目前，符合紅外通信標(biāo)準(zhǔn)要求的個人數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)助理設(shè)備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術(shù)的潛力將通過個人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計算機中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統(tǒng)的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間容易實現(xiàn)無線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間的連接是通過標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口實現(xiàn)的， 所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機上使用， 包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計算機中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運行所需電壓的手持式計算機，現(xiàn)在也能以無線方式進(jìn)行通信。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者還在設(shè)想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機) 也可以采用紅外接口裝置。　　 預(yù)計在不久的將來，紅外技術(shù)將在通信領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術(shù)。紅外技術(shù)的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構(gòu)歷來重視這一技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構(gòu)、邊海防的端對端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術(shù)產(chǎn)生沖擊，對未來數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。第3章 總體方案設(shè)計這次設(shè)計題目為單片機在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了紅外控制。隨著窗簾紅外控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的窗簾控制器應(yīng)運而生。實現(xiàn)這種控制目的的方案有3個。方案（一）自動控制系統(tǒng)。（采用A/D轉(zhuǎn)換器）方案（二）模擬集成控制器自動控制系統(tǒng)。（采用V/F轉(zhuǎn)換電路）這二個方案都是采用單片機控制，液晶顯示模塊LCD顯示。方案（一）： 方案一的原理框圖AT89S52是一款采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容的單片機，其主要性能特點有：（1）高性能、低功耗的8Byte微控制器，RISC精簡指令集機構(gòu)，指令功能強大，且多數(shù)為單周期指令，具有低功耗的閑置和掉電控制模式、5個中斷源、兩個16位定時器/計數(shù)器等功能。（2）片內(nèi)集成4KB可編程閃爍存儲器，可進(jìn)行1000次以上寫/擦循環(huán)操作，數(shù)據(jù)保留時間可達(dá)10年，支持三級程序存儲器鎖定。（3）豐富強大的外部接口性能：32可編程I/O線，可編程串行通道，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 采用LG28顯示模塊41BH數(shù)碼管，動態(tài)掃描，8550三極管位選驅(qū)動 ， AT89S52微處理器P0口直接段選實現(xiàn)小時、分鐘顯示，具有顯示亮度強、穩(wěn)定性能好、顯示誤差少等優(yōu)點。方案（二）： 方案二的原理框圖該窗簾控制器采用89S52單片機的最小系統(tǒng)設(shè)計，控制一個220v的可逆、變速電動機控制窗簾的拉開和關(guān)閉。窗簾控制器可以使用紅外遙控器進(jìn)行遠(yuǎn)程手動開、手動關(guān)和手動?？刂?；還可以根據(jù)室外環(huán)境亮度實現(xiàn)環(huán)境亮度光控。以及光控狀態(tài)下環(huán)境亮度的控制參數(shù)的調(diào)整等等都可以通過遙控器進(jìn)行設(shè)置。 該紅外遙控窗簾可謂是一款多功能的窗簾控制器窗簾控制器原理圖。第4章 硬件設(shè)計基本電路原理通常紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩部分組成，應(yīng)用編/解碼電路專用集成電路芯