【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 INT0外中斷0信號(hào)輸入端INT1外中斷1信號(hào)輸入端T0T0計(jì)數(shù)脈沖輸入端T1T1計(jì)數(shù)脈沖輸入端WR讀外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RD寫(xiě)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單片機(jī)4個(gè)8位I/O端口的不同結(jié)構(gòu)，決定了各自的應(yīng)用范圍。例如，在一些復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)中，只用一個(gè)單片機(jī)很難達(dá)到系統(tǒng)的要求，經(jīng)常需要外部功能擴(kuò)展。因此，單片機(jī)的P0口和P2口常用于組成16位地址總線。P0口用作8位數(shù)據(jù)總線，P3口由于其特有的第二功能，因此常用于傳輸和控制等，只有P1口可以真正的用于I/O操作。另外，在單片機(jī)應(yīng)用時(shí)，P0口需要外加上拉電阻，而P1口、P2口和P3口內(nèi)部設(shè)置有上拉電阻，不用外加。這4個(gè)I/O端口均為準(zhǔn)雙向I/O端口，其驅(qū)動(dòng)能力不同，P0口的驅(qū)動(dòng)能力最強(qiáng)，可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載，其余3個(gè)端口只能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。6V電源的+6V端過(guò)D2二極管4007降壓后，到達(dá)整個(gè)電路的VCC，為整個(gè)電路供電電源。，經(jīng)過(guò)降壓后的電壓大概為5V左右。如圖32所示。圖33 電源電路 復(fù)位電路 圖33中的CRESET、R1和MCU51，一起組成了本設(shè)計(jì)的復(fù)位電路，其中R1和C1是常用的阻容復(fù)位電路，當(dāng)工作在瞬間上時(shí)，電容C1瞬間導(dǎo)通，+5V加載到單片機(jī)的第九引腳（reset）,系統(tǒng)完成了通電情況的熱啟動(dòng)。設(shè)計(jì)此按鍵的好處是，當(dāng)系統(tǒng)在死機(jī)的情況下，可以在不斷電的情況下按下此按鍵，完成單片機(jī)的熱啟動(dòng)。 圖34 復(fù)位電路 獨(dú)立按鍵 如下圖，由六個(gè)按鍵組成，每個(gè)按鍵的一端連接 IO 口，另一端直接連接 GND（0 電位） 。六個(gè)按鍵分別接入 P37P32，只要按下按鍵，相應(yīng)位的 IO 口位將被拉為低電平（0） ，程序可以判斷相應(yīng)位是否為 0 來(lái)確認(rèn)按鍵已按下。圖35 6路鍵盤(pán)按鍵結(jié)構(gòu) 行列式的工作原理：按鍵設(shè)置在行、列線分別接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端，行線通過(guò)上拉電阻接到+5V上。無(wú)按鍵的時(shí)候行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，行線電平狀態(tài)由此行線相連的列線的電平線決定。列線的電平如果為低，則行線為低；列線的電平如果為高，則行線的電平為高；相反行線為高。這一點(diǎn)是識(shí)別行列式鍵盤(pán)是否按下的關(guān)鍵所在。只有在行列信號(hào)相互配合的情況下，才能確定閉合的位置。 LED顯示器常用的LED顯示器為8段或7段（8段比7段多了個(gè)小數(shù)點(diǎn)“dp”段）。每一個(gè)段對(duì)應(yīng)以個(gè)發(fā)光二極管，這種顯示器由共陰極和共陽(yáng)極兩種，如圖33所示。共陰極的LED 顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常次共陰極接地。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二管亮，相應(yīng)的段被實(shí)現(xiàn)。同樣，共陽(yáng)極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，通常此共陰極接正點(diǎn)壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，把不同段的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示，為了使LED顯示器顯示不同的符號(hào)和數(shù)字，就要把不同段的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，從而顯示不同字型，因此，該段碼稱(chēng)著為段碼（或稱(chēng)這為字型代碼）。7段發(fā)光二管在加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì)8段。因此提供給LED顯示器的段碼正好為1B。各段字節(jié)中給位對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖34所示。圖 36 8段LED結(jié)構(gòu)及外形電路使用一個(gè)四位共陽(yáng)型數(shù)碼管， 四個(gè)公共陽(yáng)級(jí)由三極管放大電流來(lái)驅(qū)動(dòng)， 三極管由 P10P13控制開(kāi)與關(guān)。數(shù)碼管的陰級(jí)由 P0 口經(jīng)過(guò)電阻限流連接。圖37數(shù)碼管 紅外遙控解碼實(shí)驗(yàn)硬件 一體化紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大整形于一體，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(hào)兼容的所有工作，而體積又很小巧，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸，廣泛用于電視機(jī)、衛(wèi)星接收機(jī)、VCD、DVD、音響、空調(diào)等家用電器中接收紅外信號(hào)，圖35是一體化接收頭的引腳排列圖，下載線是本站產(chǎn)品配套的采用屏蔽線焊接的一體化紅外接收頭，接收更可靠本品 AT89S52單片機(jī)四、控制模塊的軟件設(shè)計(jì) 紅外接收頭一般是接收、放大、解調(diào)一體頭，一般紅外信號(hào)經(jīng)接收頭解調(diào)后，數(shù)據(jù) “0”和“1”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時(shí)間長(zhǎng)短或信號(hào)周期上，單片機(jī)解碼時(shí)，通常將接收頭輸出腳連接到單片機(jī)的外部中斷，結(jié)合定時(shí)器判斷外部中斷間隔的時(shí)間從而獲取數(shù)據(jù)。重點(diǎn)是找到數(shù)據(jù)“0”與“1”間的波形差別。 3條腿的紅外接收頭一般是接收、放大、解調(diào)一體頭，接收頭輸出的是解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號(hào)（具體的信號(hào)格式，搜“紅外 信號(hào) 格式”，一大把），單片機(jī)里面需要相應(yīng)的讀取程序。 紅外通信是利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)。它一般由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)射系統(tǒng)對(duì)一個(gè)紅外輻射源進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射紅外信號(hào)，而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測(cè)器進(jìn)行接收，就構(gòu)成紅外通信系統(tǒng)。 紅外線我們都知道，人的眼睛能看到的可見(jiàn)光按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫?！弧?。比紫光波長(zhǎng)還短的光叫紫外線，比紅光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光叫紅外線?！?。常用的紅外接收頭有以下外形： IRM38A系列 IRM138S系列 IRM13B系列 MN系列 IRM338系列圖41 常用的紅外接收頭圖 本文采用的是H1838紅外接收頭，紅外遙控系統(tǒng)，常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見(jiàn)光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為940nm左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣：用萬(wàn)用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專(zhuān)門(mén)的儀器才能精確測(cè)定，而業(yè)余條件下只能用拉距法來(lái)粗略判定。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號(hào)比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。前些年常用μPC1373H、CX20106A等紅外接收專(zhuān)用放大電路。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一種是塑料封裝。均有三只引腳，即電源正（VDD）、電源（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）。紅外接收頭的引腳排列因型號(hào)不同而不盡相同，可參考廠家的使用說(shuō)明。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來(lái)如同一只三極管，非常方便。但在使用時(shí)注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz，這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振來(lái)決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz247。12≈ kHz≈38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來(lái)決定。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備。由于其無(wú)法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡(jiǎn)單，只要按給定電路連接無(wú)誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專(zhuān)用集成電路，需要時(shí)按圖索驥即可。因此，現(xiàn)在紅外遙控在家用電器、室內(nèi)近距離（小于10米）遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。多路控制的紅外遙控系統(tǒng) 多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵，代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射端按下某一按鍵時(shí)，相應(yīng)地在接收端有不同的輸出狀態(tài)。接收端的輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自鎖、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式?！懊}沖”輸出是當(dāng)按發(fā)射端按鍵時(shí)，接收端對(duì)應(yīng)輸出端輸出一個(gè)“有效脈沖”，寬度一般在100ms左右?！半娖健陛敵鍪侵赴l(fā)射端按下鍵時(shí)，接收端對(duì)應(yīng)輸出端輸出“有效電平”，發(fā)射端松開(kāi)鍵時(shí)，接收端“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電平”，可能是高、也可能是低，取決于相應(yīng)輸出腳的靜態(tài)狀況，如靜態(tài)時(shí)為低，則“高”為有效；如靜態(tài)時(shí)為高，則“低”為有效。大多數(shù)情況下“高”為有效。“自鎖”輸出是指發(fā)射端每按一次某一個(gè)鍵，接收端對(duì)應(yīng)輸出端改變一次狀態(tài)，即原來(lái)為高電平變?yōu)榈碗娖?，原?lái)為低電平變?yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開(kāi)關(guān)、靜音控制等。有時(shí)亦稱(chēng)這種輸出形式為“反相”?！盎ユi”輸出是指多個(gè)輸出互相清除，在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)輸出有效。電視機(jī)的選臺(tái)就屬此種情況，其它如調(diào)光、調(diào)速、音響的輸入選擇等?！皵?shù)據(jù)”輸出是指把一些發(fā)射鍵編上號(hào)碼，利用接收端的幾個(gè)輸出形成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，來(lái)代表不同的按鍵輸入。一般情況下，接收端除了幾位數(shù)據(jù)輸出外，還應(yīng)有一位“數(shù)據(jù)有效”輸出端，以便后級(jí)適時(shí)地來(lái)取數(shù)據(jù)。這種輸出形式一般用于與單片機(jī)或微機(jī)接口。除以上輸出形式外，還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指對(duì)發(fā)射端每次發(fā)的信號(hào)，接收端對(duì)應(yīng)輸出予以“儲(chǔ)存”，直至收到新的信號(hào)為止；“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類(lèi)似。紅外一體式發(fā)射接收器由于感應(yīng)的是紅外光，常見(jiàn)光對(duì)它的干擾較小，是在小車(chē)、機(jī)器人等制作中廣泛采用的一種方式。紅外一體式發(fā)射接收器檢測(cè)黑線的原理為，由于黑色吸光，當(dāng)紅外發(fā)射管發(fā)出的光照射在上面后，反射的部分就較小，接收管接到的紅外線也就較少，表現(xiàn)為電阻較大，通過(guò)外接的電路就可以讀出檢測(cè)的狀態(tài)，同理，當(dāng)照射在白色表面時(shí)發(fā)射的紅外線就比較多，表現(xiàn)為接收管的電阻就比較小。紅外線遙控是目前使用很廣泛的一種通信和遙控技術(shù)。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。紅外線是太陽(yáng)光線中眾多不可見(jiàn)光線中的一種，由德國(guó)科學(xué)家霍胥爾于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱(chēng)為紅外熱輻射,他將太陽(yáng)光用三棱鏡分解開(kāi)，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計(jì)，試圖測(cè)量各種顏色的光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側(cè)的那支溫度計(jì)升溫最快。因此得到結(jié)論：太陽(yáng)光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見(jiàn)的光線，這就是紅外線。也可以當(dāng)作傳輸之媒界。 太陽(yáng)光譜上紅外線的波長(zhǎng)大于可見(jiàn)光線，～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，～；中紅外線，～；遠(yuǎn)紅外線，～l000μm 之間。 真正的紅外線夜視儀是光電倍增管成像，與望遠(yuǎn)鏡原理全完不同，白天不能使用，價(jià)格昂貴且需電源才能工作。電視遙控器使用的是專(zhuān)用集成發(fā)射芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控碼的發(fā)射，如東芝TC9012，飛利浦SAA3010T等，通常彩電遙控信號(hào)的發(fā)射，就是將某個(gè)按鍵所對(duì)應(yīng)的控制指令和系統(tǒng)碼（由0和1組成的系列）調(diào)制在38Kz的載波上，然后經(jīng)放大，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管將信號(hào)發(fā)射出去。不同公司的遙控芯片，采用的遙控碼也不一樣。較普通的有兩種，一種是NEC標(biāo)準(zhǔn)，一種是PHILIPS標(biāo)準(zhǔn)。本次實(shí)驗(yàn)采用的是NEC標(biāo)準(zhǔn)：NEC標(biāo)準(zhǔn)：遙控載波的頻率為38KHz(占空比為1:3)；當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)首先發(fā)射一個(gè)完整的全碼，如果鍵按下超過(guò)108ms仍未松開(kāi)，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（）組成。 一個(gè)完整的全碼=引導(dǎo)碼+用戶碼+用戶碼+數(shù)據(jù)碼+數(shù)據(jù)反碼。 其中，；系統(tǒng)碼8位，數(shù)據(jù)碼8位，共32位；其中前 16 位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。后 16 位為 8 位的操作碼和 8位的操作反碼，用于核對(duì)數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。收端根據(jù)數(shù)據(jù)碼做出應(yīng)該執(zhí)行什么動(dòng)作的判斷。連發(fā)代碼是在持續(xù)按鍵時(shí)發(fā)送的碼。它告知接收端，某鍵是在被連續(xù)地按著。NEC標(biāo)準(zhǔn)下的發(fā)射碼表示圖42 NEC標(biāo)準(zhǔn)下的發(fā)射碼表示發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)0用“＋=”表示，數(shù)據(jù)1用“＋=”表示即發(fā)射碼“0”，發(fā)射碼“1”，需要注意的是：當(dāng)一體化接收頭收到38kHz 紅外信號(hào)時(shí)，輸出端輸出低電平，否則為高電平。所以一體化接收頭輸了的波形是與發(fā)射波形是反向的，如圖