【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是通過(guò)遙控器芯片HT6221控制，接收電路是用一體化紅外接收頭HS0038。 紅外發(fā)射電路 紅外發(fā)射電路是遙控器芯片HT6221將紅外碼調(diào)制成38KHZ的脈沖信號(hào)通過(guò)紅外發(fā)射二極管將紅外碼發(fā)出。電路原理圖見(jiàn)圖36。圖36 紅外發(fā)射電路圖中D6就是紅外發(fā)射二極管，R13是限流電阻47Ω，由此可見(jiàn)，紅外發(fā)射管的電流是很大的，這是為了保證足夠的發(fā)射功率。D7是按鍵指示，在有按鍵按下時(shí)此二極管亮。HT6221的編碼規(guī)則是：當(dāng)一個(gè)鍵按下超過(guò)36ms，振蕩器使芯片激活，如果這個(gè)按鍵按下且延遲大約108ms，這108ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼(9ms)，一個(gè)結(jié)果碼()，低8位地址碼(9ms~18ms)，高8位地址碼(9~18ms)，8位數(shù)據(jù)碼(9~18ms)和這8位數(shù)據(jù)碼的反碼 (9~18ms)組成，如果按鍵按下超過(guò)108ms仍未松開(kāi)，接下來(lái)發(fā)射的代碼將僅由起始碼(9ms)和結(jié)束碼()組成。按照上圖的接法，K2~K9的數(shù)據(jù)碼分別為：0x00，0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07。就是說(shuō)如果接收電路里收到這些數(shù)據(jù)碼中的某一個(gè)就知道哪一個(gè)鍵按下了，從而執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作。 HT6221簡(jiǎn)介HT6221是一款常用的遙控器芯片，其各引腳功能說(shuō)明見(jiàn)表33：表33 HT6221引腳說(shuō)明引腳號(hào)引腳名稱I/O描述14R1R4輸入鍵盤(pán)行控制，高電平有效5DOUT輸出串行數(shù)據(jù)輸出引腳，38KHz發(fā)射頻率6VDD輸入7D7輸入最重要數(shù)據(jù)位代碼設(shè)置8X2輸出455KHz振蕩器輸出9X1輸入455KHz振蕩器輸入10Vss輸入地11LED輸出發(fā)射輸出1219C8C1輸入/輸出鍵盤(pán)列控制20AIN輸入低8位地址碼輸入 紅外接收電路紅外接收電路最簡(jiǎn)單，使用HS0038（如圖37）一體化紅外接收頭，只需要連接3只引腳就可以了，至于信號(hào)的解調(diào)是它內(nèi)部做的事，只需搞清楚它的輸出信號(hào)就可以了。OUT即是解調(diào)信號(hào)的輸出端，直接接單片機(jī)I/O口就可以了。在沒(méi)有接收到紅外信號(hào)的時(shí)候輸出高電平，有信號(hào)時(shí)輸出HT6221的編碼，直接提供給單片機(jī)。圖37 一體化紅外接收探頭HS0038 顯示系統(tǒng) LCD1602簡(jiǎn)介顯示模塊用液晶顯示器LCD1602來(lái)顯示小車各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一種專門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊 。它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔 每行之間也有也有間隔 起到了字符間距和行間距的作用。 LCD1602功能特性1602LCD有以下特性：（1）+5V電壓，對(duì)比度可調(diào)；（2）內(nèi)含復(fù)位電路；（3）提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；（4）有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM；（5）內(nèi)建有160個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM；（6）8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。 LCD1602引腳說(shuō)明字符型LCD1602通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來(lái)的2條線是背光電源線VCC（15腳）和地線GND（16腳）。引腳說(shuō)明如下：表34 LCD引腳說(shuō)明引腳號(hào)引腳名電平輸入/輸出作用1VSS電源地2VCC電源（+5V）3VEE對(duì)比調(diào)整電壓4RS0/1輸入0=輸入指令 1=輸入數(shù)據(jù)5R/W0/1輸入0=向LXD寫(xiě)入指令或數(shù)據(jù) 1=從LCD讀取信息6E1,10輸入使能信息號(hào)，1時(shí)讀取信息，10執(zhí)行指令續(xù)表34 LCD引腳說(shuō)明引腳號(hào)引腳名電平輸入/輸出作用7DB00/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line0（最低位）8DB10/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line19DB20/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line210DB30/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line311DB40/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line412DB50/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line513DB60/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line614DB70/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line7（最高位）15A+VCCLCD背光電源正極16K接地LCD背光電源負(fù)極 最小單元電路系統(tǒng) 復(fù)位電路模塊計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。MCS51單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RST，它是史密特觸發(fā)輸入(對(duì)于CHMOS單片機(jī)，RST引腳的內(nèi)部有一個(gè)拉低電阻)，當(dāng)振蕩器起振后該引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期(即24個(gè)時(shí)鐘周期)以上的高電平，使器件復(fù)位，只要RST保持高電平，MCS51保持復(fù)位狀態(tài)。此時(shí)ALE、PSEN、P0、PPP3口都 輸出高電平。RST變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位，CPU從初始狀態(tài)開(kāi)始工作。單片機(jī)采用的復(fù)位方式是自動(dòng)復(fù)位方式。對(duì)于MOS(AT89C51)單片機(jī)只要接一個(gè)電容至VCC即可。在加電瞬間，電容通過(guò)電阻充電，就在RST端出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平，只要高電平時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以使MCS51有效的復(fù)位。RST端在加電時(shí)應(yīng)保持的高電平時(shí)間包括VCC的上升時(shí)間和振蕩器起振的時(shí)間，Vss上升時(shí)間若為10ms，振蕩器起振的時(shí)間和頻率有關(guān)。10MHZ時(shí)約為1ms，1MHZ時(shí)約為10ms，所以一般為了可靠的復(fù)位，RST在上電應(yīng)保持20ms以上的高電平。RC時(shí)間常數(shù)越大，上電RST端保持高電平的時(shí)間越長(zhǎng)。若復(fù)位電路失效，加電后CPU從一個(gè)隨機(jī)的狀態(tài)開(kāi)始工作，系統(tǒng)就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。復(fù)位電路如圖38所示。圖38 單片機(jī)復(fù)位電路 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。MCS51單片機(jī)允許的時(shí)鐘頻率是因型號(hào)而異的典型值為12MHZMCS51內(nèi)部都有一個(gè)反相放大器，XTALXTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。AT89C51是屬于CMOS8位微處理器，它的時(shí)鐘電路在結(jié)構(gòu)上有別于NMOS型的單片機(jī)。CMOS型單片機(jī)內(nèi)部（如AT89C51）有一個(gè)可控的負(fù)反饋反相放大器，外接晶振（或陶瓷諧振器）和電容組成振蕩器，圖38為CMOS型單片機(jī)時(shí)鐘電路框圖。振蕩器工作受/PD端控制，由軟件置“1”P(pán)D（）使/PD＝0，振蕩器停止工作，整個(gè)單片機(jī)也就停止工作，以達(dá)到節(jié)電目的。清“0”P(pán)D，使振蕩器工作產(chǎn)生時(shí)鐘，單片機(jī)便正常運(yùn)行。圖中SYS為晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要由SYS參數(shù)確定（晶振上標(biāo)明的頻率）。電容C1和C2的作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率f起微調(diào)作用（CC2大，f變?。?，其典型值為22pF。時(shí)鐘振蕩電路如圖39。圖39 時(shí)鐘振蕩電路 本章小結(jié)本章是在各個(gè)電路模塊的設(shè)計(jì)方案確定之后，對(duì)各電路中所用的元器件進(jìn)行整理和介紹。在本章中列出了此次設(shè)計(jì)所用的全部器件以及一些主要技術(shù)和器件的介紹。這樣不僅能使我們能夠正確的選擇合適的元器件，而且能讓我們對(duì)各個(gè)主要器件的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有詳細(xì)的了解，為以后系統(tǒng)程序的編寫(xiě)做了充分的準(zhǔn)備。37第4章 軟件設(shè)計(jì)第4章 軟件設(shè)計(jì) 發(fā)送端程序流程圖 發(fā)送端主程序流程圖圖41為發(fā)送端主程序流程圖，通過(guò)掃描的按鍵值來(lái)確定發(fā)送的紅外信號(hào)，使不同的按鍵有不同的紅外代碼，這樣經(jīng)接收端解碼后，能使小車實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。開(kāi)始設(shè)置初始參數(shù)掃描按鍵開(kāi)中斷是否有鍵按下發(fā)送數(shù)據(jù)YN圖41 發(fā)送端主程序流程圖 發(fā)送端中斷子程序流程圖圖42為發(fā)送端中斷子程序流程圖，該中斷運(yùn)為定時(shí)0中斷，主要完成紅外信號(hào)的編碼和發(fā)送。中斷入口設(shè)置初值發(fā)送數(shù)據(jù)反向發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送用戶碼發(fā)送結(jié)果碼發(fā)送起始碼中斷返回圖42 發(fā)送端中斷子程序流程圖 接收端程序流程圖 接收端主程序流程圖接收端程序主要完成紅外信號(hào)的接收、解碼，以及直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和液晶屏的顯示。紅外信號(hào)的接收和解碼可以在外部中斷和定時(shí)0中段中完成，液晶屏顯示和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)可以在數(shù)據(jù)處理子程序中完成，則主程序主要完成的工作是設(shè)置小車和液晶屏的初始狀態(tài)以及中斷和存儲(chǔ)器的初始參數(shù)。其接收端主程序流程圖如圖43所示。開(kāi)始初始化液晶顯示，小車處于紅外遙控初始狀態(tài)設(shè)置初始參數(shù)，打開(kāi)中斷，為1則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理進(jìn)入中段，接收數(shù)據(jù)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行用戶碼以及數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)反碼比對(duì)，看是否正確存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)，識(shí)別命令，以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)和液晶屏NYNY圖43 接收端主程序流程圖 接收端中斷子程序流程圖接收端中斷子程序主要完成了紅外信號(hào)的接收和解碼，并把接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，以便接下來(lái)的數(shù)據(jù)處理。其流程圖如圖44所示。中斷入口設(shè)置初值判斷起始碼是否正確接受標(biāo)志位是否為1接收數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中斷返回NYNY圖44 接收端中斷子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖圖45為對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的子程序流程圖，在此子程序中，完成了接收的數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和核對(duì)，以便單片機(jī)發(fā)出正確的命令，液晶顯示屏和直流電動(dòng)機(jī)則會(huì)按照相應(yīng)的命令做出反應(yīng)。子程序入口辨別接收到的數(shù)據(jù)前轉(zhuǎn)并顯示后轉(zhuǎn)并顯示停轉(zhuǎn)并顯示模式轉(zhuǎn)換并顯示左轉(zhuǎn)并顯示循跡避障模式返回右轉(zhuǎn)并顯示無(wú)效為00H是否接收到紅外信號(hào)為02H為04H為05H為06H為08HNYYYYYYNNNNNYN圖45 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 自動(dòng)循跡避障流程圖自動(dòng)尋跡避障是紅外遙控玩具車的一個(gè)工作模式，在這里把他作為一個(gè)數(shù)據(jù)處理子程序插入到總程序中，在單片機(jī)接收到模式轉(zhuǎn)換的信號(hào)時(shí)，主程序則會(huì)自動(dòng)調(diào)用自動(dòng)尋跡壁障子程序，使小車在固定的軌道上自動(dòng)運(yùn)行。圖46為自動(dòng)循跡避障子程序流程圖。子程序入口初始化顯示并靜止3秒前進(jìn)小車轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并顯示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)返回檢測(cè)是否接收到紅外信號(hào)檢測(cè)是否遇到黑線和障礙NNYY圖46 自動(dòng)循跡避障模式子程序流程圖 本章小結(jié)本章中介紹了系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)思路和程序框架。軟件是一個(gè)智能系統(tǒng)的靈魂，軟件設(shè)計(jì)的好壞直接決定著系統(tǒng)智能化的程度和系統(tǒng)功能的完善程度。有一些功能用硬件可以實(shí)現(xiàn)，用軟件也同樣可以實(shí)現(xiàn)，只是所花費(fèi)的代價(jià)有所不同，往往用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)更為靈活一點(diǎn)。一個(gè)系統(tǒng)追求的目標(biāo)應(yīng)該是用盡可能簡(jiǎn)單的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)盡可能多、盡可能完善可靠的功能。結(jié)論結(jié) 論通過(guò)本次紅外玩具小車設(shè)計(jì)，我們不僅收獲了親手制作小車、編寫(xiě)源程序控制小車完成循跡避障功能之后的喜悅，也更進(jìn)一步凝練了自己所學(xué)。從專業(yè)角度上來(lái)說(shuō)，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的實(shí)戰(zhàn)。電學(xué)專業(yè)培養(yǎng)的就是未來(lái)的電子工程師，需要具備很強(qiáng)的分析能力，創(chuàng)新能力以及文字處理能力。這次課程設(shè)計(jì)也讓我收獲頗豐，將理論運(yùn)用于實(shí)踐。理論是死板的，人是靈活的，能否處理好實(shí)際問(wèn)題是對(duì)一個(gè)人能力的衡量和考驗(yàn)。在實(shí)踐的過(guò)程中，我不僅提高了動(dòng)手能力，也鞏固了理論基礎(chǔ)。為了完成這次設(shè)計(jì)，我查閱了很多相關(guān)資料，也深切體會(huì)到了電子技術(shù)發(fā)展的速度之快，因此，在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中，我也會(huì)更多地接觸新的知識(shí)，不能停下學(xué)習(xí)的腳步。不斷汲取新的知識(shí)，刻苦學(xué)習(xí)，迎接電子領(lǐng)域的各類挑戰(zhàn)。39致 謝本設(shè)計(jì)能夠順利完成，還承蒙遲耀丹老師的悉心教導(dǎo)，給了我解決問(wèn)題的思路和方法，并且在設(shè)計(jì)環(huán)境和器材方面給予了大力的幫助和支持。遲老師學(xué)識(shí)淵博，學(xué)富五車，更重要的是她和藹可親，為人謙和以及認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新的治學(xué)精神，還有老師洞悉人性，洞察人心的個(gè)人魅力，都對(duì)我產(chǎn)生了有益而深遠(yuǎn)的影響。從論文選定，開(kāi)始做開(kāi)題報(bào)告起，遲老師都嚴(yán)格把關(guān)，為此付出了辛勤的勞動(dòng)，特別是每當(dāng)老師評(píng)閱論文時(shí)，看花雙眼卻仍然堅(jiān)持，都讓我為之心痛。在此，我謹(jǐn)向遲老師表示深深的歉意，也希望她在以后的時(shí)間里注意身體，笑口常開(kāi)。此外，在撰寫(xiě)畢業(yè)論文過(guò)程中，得到了身邊的很多同學(xué)的給力幫助。在此，我對(duì)大家表示最真摯的感謝！ 同時(shí)，我要感謝我的母校吉林建筑工程學(xué)院！在我即將踏上工作崗位的同時(shí)，提供了這樣一個(gè)學(xué)習(xí)鍛煉的機(jī)會(huì)，使我加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，也提高了我對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。祝愿母校今后蓬勃發(fā)展，蒸蒸日上！最后，感些各位老師百忙之中抽出時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行了評(píng)閱！參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]8bit Microcontroller With 4K Bytes Flash AT89C51[M]．ATMEL，2000．[2]Donald A．Neamen．Electroic Circuits Analysis and Design[M]．McGraw Hill Companies，Inc．2001．[3]王東鋒，王會(huì)良，董冠強(qiáng)． 單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用100例[M] ．電子工業(yè)出版社，2009．[4]韓毅，楊天． 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