【文章內(nèi)容簡介】 要把不同段的發(fā)光二極管點亮，這樣就要為LED顯示器提供代碼，因為這些代碼可使LED相應的段發(fā)光，從而顯示不同字型，因此該代碼稱之為段碼（或稱為字型代碼）。7段發(fā)光二極管在加上一個小數(shù)點，共計8段。因此提供給LED顯示器的段碼正好是1B。各段于字節(jié)中各位對應關系如下圖36： 圖36 8段LED結(jié)構(gòu)及外形圖37 發(fā)射部分電路圖 發(fā)射部分發(fā)射部分的電路原理圖如圖37所示【9】。圖中AT89C51單片機為控制核心，P0作為鍵掃描端口，具有16個操作鍵，可分別控制單片機發(fā)出16種不同脈沖，執(zhí)行16種操作。你9腳為單片機的復位腳，采用RC上電復位電路，第14腳作為紅外遙控發(fā)射編碼的輸出腳，用于輸出38KHz的載波編碼信號。脈沖經(jīng)T1放大然后由紅外發(fā)射管HRM5700B輸出。119腳接12M晶振。－，否則發(fā)射部分將無法正常工作。 接收部分接受部分的電路原理圖如圖38所示【9】。其中AT89C51(2)單片機為控制核心：~，通過數(shù)碼管顯示發(fā)射終端的按鍵號，同時P0口和P2口相應的二極管會顯示亮燈；、需要說明的是：圖38 接收部分電路原理圖1) 處于在開關機時燈應全滅的考慮，P0和P2口在系統(tǒng)上電初始化后將一直保持為高電平，知道接收到發(fā)射部分的控制信號，其狀態(tài)才會發(fā)生改變；2) 紅外接收頭采用一體化接收器HRM5700B，其解調(diào)頻率為38KHz，當HRM5700B接收到38KHz的紅外脈沖信號時輸出為低電平，反之輸出高電平。它是將光探測器與前置放大器封裝在一起，以實現(xiàn)對脈沖編碼信號調(diào)制的紅外光信號的接收。在系統(tǒng)工作時，HRM5700B對接收到的脈沖編碼信號進行解調(diào)，、。 系統(tǒng)軟件設計本設計的軟件分為發(fā)射部分和接收部分。 發(fā)射部分的工作原理系統(tǒng)上電初始化，然后調(diào)用鍵掃描處理子程序。當無按鍵按下時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；當有按鍵按下時，系統(tǒng)通過按鍵檢查子程序，檢查按鍵號并轉(zhuǎn)入相應的發(fā)射子程序。在發(fā)射子程序中，將待發(fā)射信號調(diào)制成38KHz的載波信號，由單片機的14腳輸出，經(jīng)三極管9013放大后驅(qū)動紅外發(fā)射管ST188，發(fā)射調(diào)制脈沖信號。發(fā)射信號采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的編碼，最小為6個脈沖，最大為21個脈沖，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔為8ms。為達到控制準確的目的，將發(fā)射脈沖分為連接段、控制段和結(jié)束段。連接段為發(fā)射信號的前3個脈沖，脈沖寬度分別為4ms、2ms、4ms，脈沖間隔為1ms。結(jié)束段為發(fā)射信號的最后2個脈沖，脈沖寬度分別為2ms、4ms，脈沖間隔為1ms。中間為控制段，脈沖寬度和賣出那個間隔均為1ms。發(fā)射8個編碼時的輸出信號波形如圖39所示。其中前3個脈沖為連接段。中間3個脈沖為控制段，最后2個脈沖為結(jié)束段。圖39 發(fā)射8個編碼時的輸出信號波形圖 接收部分工作原理系統(tǒng)上電初始化后，當其為高電平時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。當其為低電平時，將啟動中斷服務程序，實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)幀。需要說明的是：數(shù)據(jù)幀采用中斷方式進行接收，單片機在外中斷1方式下工作。在數(shù)據(jù)幀接收時，將對所接收數(shù)據(jù)的前3位碼的碼寬進行驗證。前3位碼的碼寬分別為4ms、2ms、4ms，若任意一位的碼寬不滿足要求，都將作為錯誤碼處理，當系統(tǒng)接收到的高電平脈寬大于5ms時，結(jié)束脈沖接收。然后系統(tǒng)會對所接收脈沖的最后兩位脈寬進行驗證，其值應分別是2ms和4ms，否則將會作為錯誤碼處理，最后系統(tǒng)根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù)，在單片機P0或P2口的某一對應引腳輸出控制信號，同時在P1口輸出相應的二進制數(shù)據(jù)。此時即完成一次數(shù)據(jù)的接收處理。HRM5700B接收8個編碼時的輸出信號波形如圖310所示。圖310 ST188 接收8個編碼時的輸出信號波形圖 遙控系統(tǒng)的編碼及解碼 遙控發(fā)射編碼格式采用脈寬調(diào)制的串行碼，、“0” ；、“1” ，其波形如圖311所示。圖311 遙控碼的“0”和“1”（注：所有波形為接收端的與發(fā)射相反）上述“0”和“1”組成的32位二進制碼經(jīng)38khz的載頻進行二次調(diào)制以提高發(fā)射頻率，達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖312所示。圖312 遙控信號編碼波形圖遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進制“0”和“1”的個數(shù)不同而不同，大約在45ms～63ms之間，圖313為發(fā)射波形圖。圖313 遙控連發(fā)信號波形當一個鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖，這108ms發(fā)射代碼由一個引導碼（9ms），一個結(jié)果碼（），低8位地址碼（9ms～18ms），高8位地址碼（9ms～18ms），8位數(shù)據(jù)碼（9ms～18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms～18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發(fā)射的代碼（連發(fā)碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（）組成。 數(shù)據(jù)幀的接收處理當紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時，第一位碼的低電平將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)接收時，先對第一位（起始位）碼的碼寬進行驗證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms，將作為錯誤碼處理；否則認為是起始碼，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù)，執(zhí)行相應的輸出操作。圖314為紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖。圖314 一幀遙控碼波形圖 遙控發(fā)射及接收控制程序流程圖 遙控發(fā)射控制流程圖圖315 遙控發(fā)射程序控制流程圖上左圖是遙控發(fā)射的主程序，首先初始化程序，然后調(diào)用鍵掃描處理子程序。上右圖為掃鍵過程，首先判斷控制鍵是否按下，若有控制鍵按下則進行逐行掃描，按照P口值查找鍵號轉(zhuǎn)至相應的發(fā)射程序。圖316遙控發(fā)射控制流程圖紅外信號發(fā)射過程：首先裝入發(fā)射脈沖個數(shù)（發(fā)射時為3ms脈沖，停發(fā)時為1ms脈沖），此時若發(fā)射脈沖個數(shù)為1則返回主程序，若不為1則發(fā)1ms脈沖，然后停發(fā)1ms脈沖，這樣便結(jié)束整個發(fā)射過程。在實踐中，采用紅外線遙控方式時，由于受遙控距離，角度等影響，實用效果不是很好，如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收碼，可提高遙控距離，并且沒有角度影響。 遙控接收控制流程圖圖317 遙控接收控制主流程圖遙控接收部分的主程序及初始化及延時過程如上：首先初始化，然后按照顯示亮度數(shù)據(jù)設定調(diào)光脈沖延時值，若不為0則調(diào)入延時程序，；若為0則直接返回。圖318遙控接收中斷流程圖中斷過程：首先判斷低電平脈寬度是否大于2ms，若脈寬不到2ms，中斷返回；若低電平大于2ms，則接收并地低電平脈沖計數(shù)，接下來看判斷高電平脈沖寬度是否大于3ms，若脈寬不到3ms，則返回上一接收計數(shù)過程；若高電平脈寬大于3ms，則按照脈沖個數(shù)至對應功能程序。此時中斷返回。4 系統(tǒng)調(diào)試一個單片機應用系統(tǒng)經(jīng)過總體設計、硬件設計、軟件設計、制板、元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲器中放入編制好的應用程序，系統(tǒng)即可運行。但一次性成功幾乎是不可能的，多少會出現(xiàn)一些硬、軟件上的錯誤，這就需要通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)錯誤并加以改正，本設計常用的調(diào)試儀器有：萬用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號發(fā)生器等。調(diào)試步驟[17] 1. 調(diào)試前不加電源的檢查對照電路圖和實際線路檢查連線是否正確，包括錯接、少接、多接等；用萬用表電阻檔檢查焊