【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 態(tài)顯示。即將多個(gè)7段LED的段選端復(fù)接在一起，只用一個(gè)8位輸出口控制段選，段選碼同時(shí)加到各個(gè)7段LED顯示器上，通過控制各個(gè)顯示器公共陽極輪流接高電平的辦法，逐一輪流地啟動(dòng)各個(gè)LED。在這種方法中，只要恰當(dāng)?shù)剡x擇點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間，就會(huì)給人以這樣一種假相：似乎各位LED是“同時(shí)”顯示的。動(dòng)態(tài)顯示法是目前各種單片機(jī)采用的流行方法。其優(yōu)點(diǎn)是硬件簡(jiǎn)單，“動(dòng)態(tài)”由軟件實(shí)現(xiàn)。因而我選用動(dòng)態(tài)顯示的方法。，其驅(qū)動(dòng)電路如圖315所示[10]。表31 七段LED字形碼顯示字符共陽極字符碼共陰極字符碼03FHC0H106HF9H25BHA4H34FHB0H466H99H56DH92H67DH82H707HF8H87FH80H96FH90H表32 數(shù)碼管顯示格式數(shù)碼管1數(shù)碼管2風(fēng)速D相應(yīng)數(shù)字模式E相應(yīng)數(shù)字定時(shí)A相應(yīng)數(shù)字圖 315 AT89C51基本操作電路 鍵盤設(shè)計(jì) 單片機(jī)系統(tǒng)所用的鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。①編碼鍵盤本身除了按鍵之外，還包括產(chǎn)生鍵碼的硬件電路。只要按下編碼鍵盤的某一個(gè)鍵，它就能產(chǎn)生這個(gè)鍵的代碼，并稱為鍵碼，與此同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，以通知CPU接收鍵碼，編碼鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是使用比較方便，亦不需要編寫太復(fù)雜的程序。其缺點(diǎn)是使用的硬件較復(fù)雜。②非編碼鍵盤的按鍵是排列成行、列矩陣形式的。按鍵的作用只是簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的接通或斷開，因此必須有一套相應(yīng)的程序與之配合，才能產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼，非編碼鍵盤幾乎不需要附加什么硬件電路。因此為了簡(jiǎn)潔電路，我使用非編碼鍵盤。但使用非編碼鍵盤需要通過軟件來解決按鍵的識(shí)別、防抖動(dòng)以及如何產(chǎn)生鍵碼的問題?；阪I數(shù)少的原因我采用獨(dú)立式鍵盤接口與單片機(jī)相連接，因?yàn)樗加玫腎/O口不多。圖中每個(gè)按鍵占用一個(gè)口，彼此獨(dú)立，互不影響。上拉電阻保證按鍵沒被按下時(shí)，I/O口輸入高電平。獨(dú)立式鍵盤可工作在查詢方式下，通過I/O口讀入鍵狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時(shí)I/O口變?yōu)榈碗娖剑幢话聪碌逆I對(duì)應(yīng)為高電平，這樣通過讀電平狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪個(gè)鍵被按下[11]。a)b)圖316 按鍵原理圖a)矩陣鍵盤b)獨(dú)立按鍵 發(fā)射端采用矩陣按鍵，其中0，1，2按鍵用于風(fēng)扇的定時(shí)，模式，調(diào)速切換。其他按鍵用于擴(kuò)展控制其他家用電器，如電腦等，也可以用于設(shè)置密碼鎖等功能，其具體事情由用戶自己設(shè)定。而接收端采用獨(dú)立按鍵，根據(jù)不同的電器，其具體功能各不相同。本設(shè)計(jì)中，。4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的控制軟件主要可以分為測(cè)溫和紅外兩個(gè)大的部分，其中具體有單片機(jī)初始化程序、定時(shí)服務(wù)程序、紅外發(fā)射編碼和紅外接收解碼程序等模塊。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用 定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能簡(jiǎn)介AT89C51單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)16位可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，簡(jiǎn)稱定時(shí)器0和定時(shí)器1，分別用T0和T1表示。其功能同一般定時(shí)計(jì)數(shù)器，主要作用是：第一，作為一段特定時(shí)間長(zhǎng)短的定時(shí)；第二，可以計(jì)算由T1或T0引腳輸入的脈沖數(shù)，前者在應(yīng)用上可以產(chǎn)生正確的時(shí)間延遲及定時(shí)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，而后者則是計(jì)數(shù)器或者計(jì)頻器的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中這兩種作用都用到了[12]。這兩個(gè)定時(shí)器本身有四種工作模式可供使用。表41 四種工作模式M1 MO工作方式功能說明0 0模式013位計(jì)數(shù)器 0 1模式116位計(jì)數(shù)器1 0模式28位自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)器1 1模式3定時(shí)器0：分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器定時(shí)器1：停止計(jì)數(shù) 定時(shí)器相關(guān)的控制寄存器TMOD為模式控制寄存器，主要用來設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的操作模式；TCON為控制寄存器，主要用來控制定時(shí)器的啟動(dòng)與停止。兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1均可以分成2個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器即TH0、TL0、THTL1，它們用于存定時(shí)或計(jì)數(shù)的初值。①模式控制寄存器TMOD TMOD是一個(gè)專用寄存器，用于控制T1和T0的操作模式及工作方式，其各位定義如下：表42 TMOD寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/M1M0GATEC/M1M0 GATE：門控位。當(dāng)GATE＝0，定時(shí)器只由軟件控制位TR0或TR1來控制啟停。位為1，定時(shí)器啟動(dòng)開始工作；為0時(shí)，定時(shí)器停止工作。當(dāng)GATE＝1時(shí)，定時(shí)器的啟動(dòng)要由外部中斷引腳和位共同控制。只有當(dāng)外部中斷引腳或?yàn)楦邥r(shí)，置1才能啟動(dòng)定時(shí)器工作。 C/：功能選擇位。當(dāng)C/＝O時(shí)設(shè)置為定時(shí)器工作方式；計(jì)數(shù)脈沖由內(nèi)部提供，計(jì)數(shù)周期等于機(jī)器周期。當(dāng)C/＝1時(shí)設(shè)置為計(jì)數(shù)器工作方式，計(jì)數(shù)脈沖為外部引腳T0或T1的引入的外部脈沖信號(hào)。 MM0：操作模式控制位，2位可形成4種編碼，對(duì)應(yīng)于4種操作模式。TMOD模式控制寄存器不能進(jìn)行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置定時(shí)器的工作方式及操作模式，低4位用于定義定時(shí)器0，高4位用于定義定時(shí)器1。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)TMOD所有位均為0。模式控制字的設(shè)置舉例：若設(shè)置定時(shí)器1為定時(shí)器工作方式，由軟件啟動(dòng)，選擇操作模式2；定時(shí)器0為計(jì)數(shù)方式，由軟件啟動(dòng)，選擇操作模式1。則TMOD各位設(shè)置為：0 0 l 0 0 1 O l 25H用MOV TMOD，＃25H指令寫入TMOD中。②控制寄存器TCON TCON的作用是用于控制定時(shí)器的啟動(dòng)、停止及定時(shí)器的溢出標(biāo)志和外部中斷觸發(fā)方式等。各位定義如下：表43 TCON寄存器8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0 TF1和TF0；分別為定時(shí)器1和定時(shí)器0溢出標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)器計(jì)滿產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)置“1”，并可申請(qǐng)中斷。進(jìn)人中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清0。這兩位也可作為程序查詢的標(biāo)志位，在查詢方式下應(yīng)由軟件來清0。 TR1和TR0：為定時(shí)器1和定時(shí)器0的啟動(dòng)控制位。當(dāng)由軟件使TRi清0而停止定時(shí)器的工作。定時(shí)器啟動(dòng)時(shí)該位應(yīng)置“1”。定時(shí)器的啟動(dòng)與門控位和外部中斷引腳有關(guān)。當(dāng)GATE設(shè)置為0，定時(shí)器的啟動(dòng)由TRi＝1控制；而當(dāng)GATE設(shè)置為1時(shí)，定時(shí)器啟動(dòng)除了TRi＝1外，還要求外部中斷引腳＝1時(shí)定時(shí)器方可啟動(dòng)工作。 IE1和IE0：為外部中斷1 和外部0 的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)外部中斷源有請(qǐng)求時(shí)其對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志位置“1”。其復(fù)位由觸發(fā)方式來設(shè)置。 IT1和IT0：為外部中斷1和外部中斷0的觸發(fā)方式選擇位。ITi設(shè)置為“0”時(shí)為電平觸發(fā)方式；設(shè)置為“1”時(shí)為邊沿觸發(fā)方式。TCON中低4位是與外部中斷有關(guān)的位，高4位為定時(shí)器控制位。它是一個(gè)可以進(jìn)行位尋址的寄存器。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)所有位均為0。若要啟動(dòng)定時(shí)器可以使用位 操作指令SETB TRi來啟動(dòng)。 定時(shí)計(jì)數(shù)器的操作模式①模式1在模式1 工作下，計(jì)數(shù)器最多可計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)為 M＝＝65536，計(jì)時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)為 *65536＝72ms (41)而計(jì)數(shù)初值的加載方法為：TL0＝(65536C). (42)TH0＝(65536C)/256 (43)其中C為所要計(jì)數(shù)的值，計(jì)數(shù)時(shí)間長(zhǎng)度為： *C (44)②模式2模式2有自動(dòng)重新加載初值的功能，使定時(shí)器做更精確的計(jì)時(shí)。在模式2 工作下，計(jì)數(shù)器最多可計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)為M＝＝256，計(jì)時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)為： *256＝ (45)而計(jì)數(shù)初值的加載方法為： TH0＝256C (46)其中C為所要計(jì)數(shù)的值，計(jì)數(shù)時(shí)間長(zhǎng)度為： *C (47)：TMOD=0x22。 //8位自動(dòng)重裝模式TH1=0xf3。 //40KHZ初值TL1=0xf3。 遙控碼的發(fā)射 遙控碼的發(fā)射當(dāng)某個(gè)操作按鍵按下時(shí)，單片機(jī)先讀出鍵值，然后根據(jù)鍵值設(shè)定遙控碼的脈沖個(gè)數(shù)，再調(diào)制成40kHz方波由紅外線發(fā)光管發(fā)射出去[13]。通常，紅外遙控是將遙控信號(hào)（二進(jìn)制脈沖碼）調(diào)制在40KHz的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，轉(zhuǎn)化為紅外信號(hào)發(fā)射出去的。為了提高抗干擾性能和降低電源消耗，將上述的遙控編碼脈沖對(duì)頻率為40KHz（周期為26us）的載波信號(hào)進(jìn)行脈幅調(diào)制（PAM），再經(jīng)緩沖放大后送到紅外發(fā)光管，將遙控信號(hào)發(fā)射出去。紅外信號(hào)發(fā)射過程:首先裝入發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)(發(fā)射時(shí)為3ms脈沖,停發(fā)時(shí)為1ms脈沖),此時(shí)若發(fā)射脈沖個(gè)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(gè)發(fā)射過程.在實(shí)踐中,采用紅外線遙控方式時(shí),由于受遙控距離,角度等影響,使用效果不是很好,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。 發(fā)射端程序流程圖發(fā)射控制程序由主程序和鍵掃描程序、編碼發(fā)送程序組成，在主程序中，采用鍵掃描子程序完成各個(gè)按鍵的功能，遙控發(fā)射主程序的流程圖如圖41所示：圖 41遙控發(fā)射主程序流程圖圖42 遙控發(fā)射器遙控碼發(fā)射程序流程圖 紅外接收 遙控接收部分的主程序及初始化及延時(shí)過程如下:首先初始化,然后判斷是否有鍵按下,若有則數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，并發(fā)送相應(yīng)信號(hào),。若無鍵按下，則返回。 數(shù)碼幀的接收處理1ms第一位1ms10ms3ms10ms當(dāng)紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時(shí)，第一位碼的低電平將啟動(dòng)中斷程序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時(shí)，將對(duì)第一位（起始位）碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms，將作為錯(cuò)誤碼處理。當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于3ms時(shí)，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個(gè)數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)輸出口的操作。圖43就是紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖⒁。 圖43 紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖 接收端程序流程圖圖44 遙控接收器主程序流程圖中斷過程:首先判斷低電平脈寬度是否大于2ms,若脈寬不到2ms,則中斷返回。若低電平大于2ms,則接收并地低電平脈沖計(jì)數(shù),接下來看判斷高電平