【文章內(nèi)容簡介】 部分。并通過數(shù)碼管顯示用電設備的個數(shù)。HS38B是用于紅外遙控接收的小型一體化接收頭，它的主要功能包括放大,選頻,解調(diào)幾大部分,要求輸入信號需是已經(jīng)被調(diào)制的信號。經(jīng)過它的接收放大和解調(diào)會在輸出端直接輸出原始信號的反相信號。其不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，從而使電路達到最簡化！靈敏度和抗干擾性都非常好。它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。接收器對外只有3個引腳：從左至右依次為OUT、GND、VCC。OUT腳即圖示1號腳與單片機IO口直接相連。芯片如圖 17所示。紅外接收頭內(nèi)部放大器的增益很大，很容易引起干擾，依次在接收頭的供電腳上必須加上濾波電容。故紅外接收部分電路如下：圖 17 HS38B引腳圖 18 紅外接收頭電路 控制部分電路單片機收到紅外接收頭解調(diào)后的信號后，對其進行解碼，從中解出控制碼，此時系統(tǒng)將轉至對具體設備的控制工作。本設計中受控設備為四個，采用LED燈模擬，且受控設備電源為9V因此如何防止供電電源與受控設備電源間的干擾也是需要考慮的部分。 在控制部分采用了隔離驅動電路，用光電器件作為隔離元件，利用光耦來隔離兩路電源，以防止電流噪聲影響單片機的工作。光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管組合起來的器件，發(fā)光二極管是把輸入邊的電信號變換成相同規(guī)律變化的光，而光敏三極管是把光又重新變換成變化規(guī)律相同的電信號，因此，光起著媒介的作用。由于光電耦合器抗干擾能力強，容易完成電平匹配和轉移，又不受信號源是否接地的限制。所以應用日益廣泛。光電隔離的目的是割斷兩個電路的電氣聯(lián)系，使之相互獨立，從而也就割斷了噪聲從一個電路進入另一個電路的通路。光電隔離是通過光電耦合器實現(xiàn)的。外殼有金屬的或塑料的兩種。發(fā)光二極管和光敏三極管之間用透明絕緣體填充，并使發(fā)光管與光敏管對準，以提高其靈敏度，光電耦合器的電路符號如圖19所示。輸入信號使用權發(fā)光二極管發(fā)光，其光線又使光敏三極管產(chǎn)生電信號輸出，從而既完成了信號的傳遞又實現(xiàn)了電氣上的隔離。光電耦合的響應時間一般不超過幾個微秒。圖19 光電耦合器原理圖光電耦合器的輸入端與輸出端在電氣上是絕緣的，且輸出端對輸入端也無反饋，因而具有隔離和抗干擾兩方面的獨特性能。通常使用光電耦合器是為實現(xiàn)以下兩個主要功能：電平轉換：TTL電路與電源電路之間不需另加匹配電路就可以傳輸信號，從而實現(xiàn)了電平轉換。隔離：這時由于信號電路與接收電路之間被隔離，因此即使兩個電路的接地電位不同，也不會形成干擾。光電耦合器中光敏三極管的基極有引出和不引出兩種形式?；鶚O引出通常是經(jīng)一個電阻接地。通過接地電阻可以控制耦合的響應速度和靈敏度?？偟膩碚f，電阻越小，響應速度越高。我們這里采用的是一種無引出的光電耦合器。圖20顯示了單個受控設備的連接情況：圖 20 受控設備與單片機光電隔離 顯示部分紅外遙控系統(tǒng)接收到遙控碼并對相關設備操作后，單片機將對正在工作的設備進行計數(shù)并通過一個七段共陽數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管通過譯碼器74LS47驅動。 共陽數(shù)碼管LED顯示器由7個發(fā)光二極管組成，又叫7段LED顯示器，顯示器中還有一個圓點型發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點。通過七個發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號。LED數(shù)碼管按其內(nèi)部接法不同可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管，所謂共陰共陽即是把數(shù)碼管內(nèi)部的發(fā)光二極管的陰/陽極連在一起構成公共端而來的。因此使用時需按數(shù)碼管極性將其公共端接地或+5V，否則數(shù)碼管不亮。圖 21 LED數(shù)碼管段碼dpgfedcba字形字形碼110000000C0H111110011F9H101001002A6H101100003B0H10010010499H10010010592H10000010682H111110007F8H10000000880H10010000990H01000000040H圖 22 十六進制數(shù)的字形代碼表 74LS47譯碼器 74LS47是BCD7段數(shù)碼管譯碼器/驅動器，74LS47的功能用于將BCD碼轉化成數(shù)碼塊中的數(shù)字，通過它解碼，可以直接把數(shù)字轉換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字，從而簡化了程序，節(jié)約了單片機的IO開銷，因此得到了廣泛應用。譯碼為編碼的逆過程，它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。實現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應關系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用。圖 22 74LS47管腳圖 單片機內(nèi)部軟件對處于工作狀態(tài)的設備進行計數(shù)，因受控設備總數(shù)為四，故計數(shù)最大值也為四，所以系統(tǒng)只需一位數(shù)碼管即可。單片機將計數(shù)結果送到P1口第四位，與之相連的譯碼器即對單片機IO口數(shù)據(jù)解碼并驅動數(shù)碼管進行顯示。顯示電路如下圖：圖 23 譯碼顯示電路 整個紅外遙控系統(tǒng)接收電路圖見附錄 2。 電源電路由于本設計不需要高功率電源，所以采用三端穩(wěn)壓器足以滿足要求。三端穩(wěn)壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器，其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價格低廉等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。電路如圖24所示。由于在本電路中須要兩個不同電壓供電，所以采用了兩個固定三端穩(wěn)壓器，7805和7809。在設計中分出了2個支路，一個輸出的電壓為9V，另外一個輸出的電壓為5V。電路直流穩(wěn)壓電源的主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成。框圖如圖24所示。電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路二次濾波220V圖 24 電源電路框圖電路圖如下：圖 25 電源電路5 軟件設計 總體方案基于單片機的紅外遙控電路系統(tǒng)設計中編碼解碼部分全部由單片機實現(xiàn)。即本設計為軟件編解碼。因此軟件設計也是設計的一大重點。編碼標準章節(jié) 紅外編碼標準已詳細介紹。這里將具體講述編解碼的軟件實現(xiàn)過程。MCS51單片機通常使用匯編語言和C語言來進行軟件開發(fā)。匯編語言是一種簡單易掌握、效率較高的開發(fā)語言。其程序結構簡單，執(zhí)行速度快，實時性好，程序易優(yōu)化，編譯后占用存儲空間校少，是簡單的單片機應用系統(tǒng)開發(fā)中最常用的程序設計語言。本設計采用匯編語言進行編程，編譯器采用Keil μVision ，該編譯器是51系列單片機程序設計的常用工具，既可用匯編，也支持C語言編譯。同時具有完善的調(diào)試功能。 編碼發(fā)射程序設計紅外發(fā)射程序任務要采集用戶的按鍵信息，生成控制碼及控制反碼連同預設的系統(tǒng)識別碼和識別碼反碼共同組成四個八位的二進制數(shù)據(jù)流，然后通過單片機的中斷系統(tǒng)將以引導碼開頭的數(shù)據(jù)流以脈沖形式發(fā)送出去。圖 26為紅外發(fā)射主程序流程圖四個八位二進制數(shù)據(jù)調(diào)用四次數(shù)據(jù)發(fā)送子程序，最后以結束碼‘1’結尾。表示本次數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。圖 26 紅外遙控發(fā)射主程序流程圖圖 27為紅外發(fā)送子程序的流程圖。它每被調(diào)用一次便將累加器中的八位二進制數(shù)據(jù)發(fā)送出去。程序從高位開始依次發(fā)送累加器中的二進制數(shù)據(jù)。為‘0’，為‘1’。然后打開中斷，利用八位自動重裝初值定時器使T0口為產(chǎn)生周期26ms的脈沖。脈沖發(fā)送完畢，關中斷。直至八位數(shù)據(jù)發(fā)送完，本次發(fā)射子程序退出。圖 27 紅外發(fā)射子程序流程圖中斷服務程序：INTT1: CPL 。38kHZ紅外線遙控信號產(chǎn)生 RETI 。中斷返回發(fā)送子程序：OUT04: 。循環(huán)發(fā)射累加器中各數(shù)據(jù)位 MOV R1,08HOUT: RLC A ACALL SEND DJNZ R1,OUT 。八位數(shù)據(jù)發(fā)送完畢退出 RETSEND: CLR TR1 。關定時器T1 CLR ET1 。關T1中斷 CLR 。關脈沖輸出 JC SEND1 MOV R3,08H 。發(fā)射0碼SEND0: MOV R4,69H 。0碼低電平 DJNZ R4,$ DJNZ R3,SEND0 AJMP SIG 。轉脈沖發(fā)送信號SEND1: MOV R3,02H 。1碼低電平SEND10: MOV R4,8CH DJNZ R4,$ DJNZ R3,SEND10SIG: SETB ET1 。開T1中斷 SETB TR1 。開啟定時器T1 MOV R3,08CH 。發(fā)脈沖 DJNZ R3,$ CLR TR1 。關定時器T1 CLR ET1 。關T1中斷 CLR 。關脈沖輸出 RET具體發(fā)送程序見附錄 3。 紅外遙控接收程序設計 紅外遙控接收程序主要任務是將紅外接收頭發(fā)出的信號還原為二進制編碼。因紅外接收頭輸出的信號是對輸入信號的求反。因此其接收到的引導碼為5ms低電平和3ms的高電平，低電平引發(fā)接收端單片機中斷。單片機在收到中斷信號后對低電平時間進行計數(shù)，超過4ms才認定引導碼有效。利用延時跳過3ms的高電平，單片機才開始接收數(shù)據(jù)。圖 28 單片機對接收頭輸出信號的判定紅外接收頭輸出的信號為一列方波如圖28。如何將其還原為二進制中的‘1’和‘0’是軟件設計的關鍵。從編碼標準得知信號的‘1’和‘0’信號占空比不同。即接收頭對信號反相后碼‘1’和‘0’的高電平時間長度不同。由‘0’碼和‘1’。若為低電平即為原碼的‘1’，高電平為原碼‘0’。由上所述可知，紅外遙控系統(tǒng)接收部分的主程序流程圖如圖29所示。程序首先初始化端口并開中斷，隨后單片機即對處于工作狀態(tài)的設備計數(shù)，等待中斷。引導碼識別正確后單片機調(diào)用四次讀碼子程序，分別接收四個八位數(shù)據(jù)，并對碼值進行校驗，不符則跳出中斷。當接收到結束碼‘1’后，單片機開始對控制碼進行響應，對相關IO口置位，之后返回LED數(shù)碼管顯示程序。圖29 紅外遙控接收主程序 紅外遙控接收部分讀碼子程序利用碼‘1’和‘0’的電平特性對接收頭輸出的信號進行解碼。以八位二進制碼為一個循環(huán)。，取反后即為二進制原碼，將其逐位保存到累加器中。電平采樣后軟件延時等待下一個高電平的出現(xiàn)。等八位數(shù)據(jù)全部讀取完畢退出子程序。圖 30 紅外遙控接收部分讀碼子程序中斷接收并判斷引導碼：INTEX0: MOV 35H,A 。采用中斷接收 保護現(xiàn)場 MOV 20H,C CLR EX0 。關外中斷 JNB ,READ 。 為高電平退出OUT: SETB EX0 。開中斷（系干擾） MOV A,38H ?；謴同F(xiàn)場 MOV C,20H RETI 。退出中斷READ: CLR A 。清A 讀取引導碼 MOV DPH,A 。清DPTR MOV DPL,A HEAD: JB ,HEAD01 。 INC DPTR 。用DPTR對低電平計數(shù) MOV R1,04H DJNZ R1,$ AJMP