【文章內容簡介】 放大器及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端[8]。（3）定時/計數器的控制寄存器(TCON)簡介TCON7 TCON0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0 TF1：定時器T1溢出標志。 TR1：定時器T1運行控制位。 IE1(IEO):外部中斷1跳變標志，當檢測到INT1( INT0)負跳變且IT1=1時，IE1(IEO)由硬件置位。當執(zhí)行中斷程序時，由硬件清0（4）電平觸發(fā)方式在AT89C51單片機中有兩個外部中斷請求INT0和INTl。單片機在每一個機器周期的S5P2期間采樣中斷輸入信號INTX的狀態(tài)，若為低電平就可以直接觸發(fā)外部中斷，這就使得cpu對來自外部申請能得以及時響應。在這一觸發(fā)方式中，中斷源必須持續(xù)請求，一直到中斷實際產生為止。所以電平觸發(fā)方式適合于外部中斷輸人為低電平，且在中斷服務程序中能清除該中斷源申請信號的情況。（5）邊沿觸發(fā)方式這種方式中，如果在INTX端連續(xù)采樣到一個周期的高電平和緊接著一個周期的低電平，則在TCON寄存器中的中斷請求標志位IEX就被置位，由標志位請求中斷。所以該方式適合于以負脈沖形式輸人的外部中斷請求。由于外中斷源在每個機器周期被采樣一次，所以輸入的高電平或者低電平至少保持十二個振蕩周期，以保證被采樣。在一個單一的中斷源的情況下，中斷響應時間總是在38個機器周期。： 單片機最小系統(tǒng)圖 紅外遙控電路設計 紅外遙控電路設計分為紅外接收電路和紅外發(fā)射電路兩個部分。發(fā)射機只要產生調制脈沖，而接收機則對調制信號進行解調并實現對模擬及開關通道的控制?？梢妰刹糠謴碗s程度有很大區(qū)別。因此設計方法有所不同，接收機采用一次性結構化設計法，發(fā)射機部分則分解為兩個層次進行設計。在實現手段方面，紅外波段的電磁波不會使人眼產生視覺感覺不能穿透墻壁而產生相互干擾，因此本系統(tǒng)采用紅外線作為載體媒質。另外由于此系統(tǒng)傳送的是簡單的通道控制信息，對通信的有效性要求不高，即脈沖個數調制用脈沖的個數來區(qū)別不同的通道其中第一個脈沖即為同步脈沖，簡單地實現了同步信息傳送，此外電路實現盡量達到集成化和數字化，使系統(tǒng)更加簡潔可靠。 接收部分電路 紅外遙控接收電路主要用用于接收紅外信號，并且將其轉換為單片機可識別的信號編碼。，燈亮時表示處在學習狀態(tài)，燈滅表示停止學習。而通過按鍵來控制困T0口的高低電平，當取T0為低電平的時候，系統(tǒng)進入學習狀態(tài)；。： 紅外接收圖 發(fā)射部分電路；，用于示控制鍵的操作，閃爍時就表示遙控碼正處在發(fā)射狀態(tài)，燈滅表示信號以發(fā)送完畢，可以松開發(fā)射鍵了，發(fā)射部分的電路圖。： 發(fā)射電路圖 電源部分本設計采用常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的7805系列。三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。用7805系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的78或79后面的數字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為6V，7909表示輸出電壓為負9V。因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經常采用。在實際應用中，應在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當然小功率的條件下不用）。當穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯起來，但應用時需注意：并聯使用的集成穩(wěn)壓電路應采用同一廠家、同一批號的產品，以保證參數的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒毀。 在7805系列三端穩(wěn)壓器中最常應用的是TO220 和TO202 兩種封裝。這兩種封裝的圖形以及引腳序號、。 　 7805從正面看①②③引腳從左向右按順序標注，接入電路時①腳電壓高于②腳，③腳為輸出位。如對于7805正壓系列，①腳高電位，②腳接地，；此外，還應注意，散熱片總是和接地腳相連。這樣在7805系列中，散熱片和②腳連接。電源設計圖，： 電源設計圖5 系統(tǒng)軟件的設計學習型紅外遙控器是通過一體化紅外接收頭HSO038接收紅外信號HSOO38將紅外信號解碼并放大，信號由OUT口輸出到單片機的TO口，然后通過學習函數儲存于單片機中，由頂TO口接學習鍵進行學習的控制。軟件的編寫主要由：主程序、遙控碼讀入處理程序、遙控碼處理發(fā)射程序、初始化程序和延時程序組成。本章就各個程序進行介紹。 上電復位后，主程序掃描按鍵，當確認有按鍵按下時，若是學習鍵，則進入學習狀態(tài)；若是發(fā)射鍵，則將己學習的遙控編碼脈沖發(fā)射出去。： 主程序流程圖該程序流程圖實現遙控前導碼的識別、遙控編碼高低電平寬度計時和結束位識別功能，： 在設計中采用了計數器對信號高低電平計時的方法來采集數據并保存。前導碼由一個9ms左右的高電平和一個低電平組成的，判斷是否是前導碼的方法是：判斷開始的高電平是否大于5ms，如果大于5ms的話，就認為是前導碼，并保存前導碼的低電平。然后依次保存采集到的編碼信號，如果采集到編碼信號的高電平大于5ms的話，就認為是編碼己經結束，置0作為標志，學習子程序結束。尋找起始位的方法：用16為DPTR計數器對高電平進行寬度計數，計數采樣周期為21us，當高電平結束時，如高8位計數器為非0，則說明高電平寬度超過5ms，接下來的低電平碼就是起始位。否則重新開始。讀起始位的方法：采用16為DPTR對低電平進行寬度計數，當高電平跳變時結束計數，并將DPTR的高8位，低8位分別存入R4，R5寄存器。讀遙控編碼的方法：采用DPTR低8位計數器對碼高電平或低電平進行寬度計數，電平跳變時結束計數，井將值存入規(guī)定的地址；在高電平碼計數時，如果DPTR高8位計數器為非0，則判定為結束幀間隔位，在相應存儲單元寫入數據00H作為結束標志。由軟件實現遙控信號的載波合成，用定時中斷1產生40kHz的載波信號，用定時中斷0控制定時中斷1的開關，定時器0定時長短由相應的遙控信號電平寬度計數值確定。如果需發(fā)射的遙控信號為高電平時，關定時中斷1；如果為低電平，則開定時中斷1，從而實現遙控信號的脈寬調制發(fā)射。遙控編碼學習了程序。該程序實現遙控前導碼的識別、遙控編碼高低電平寬度計時和結束位識別功能，： 流程圖6 紅外遙控器的調試仿真本論文設計的調試與仿真分為三個步驟進行，首先是軟件部分的仿真，根據設計思路編寫軟件程序并在Keil進行仿真，接下來把軟件一導入到單片機中，對硬件電路部分進行Proteus電路仿真，最后進行硬件電路的調試，三個步驟緊密相連，缺一不可。接下來就各個部分的仿真做詳細的敘述。 軟件部分仿真本課題設計軟件部分采用C語言進行編寫，完成后的代碼通過KeilC進行調試與檢查，首先將單片機的晶振時鐘進行設置，調到12MHz，保證它與需求的始終頻率相吻合。設置如圖6. 1所示： Keil中單片機時鐘設定經過多次的調試與修改，程序在Keil中的編譯和創(chuàng)建HEX文件調試如圖6 .： KeilC編譯調試部分 KeilC創(chuàng)建Hex調試部分到此軟件部分的調試結果證明程序是沒有問題的，緊接著就要把軟件加到單片機中，在Proteus軟件的輔助下對硬件電路進行仿真了。首先，根據原理圖在Proteus軟件里畫好仿真電路圖，： Proteus中的仿真電路圖，我們可以看到一體化紅外接收頭被一個時鐘波形發(fā)生器替換了，而在T1輸出口接了一個示波器。由于在Proteus當中沒有一體化紅外接收頭的模型，所以在這里就采用另一種方法進行仿真，由于HS0038在接收紅外編碼過后，OUT腳輸出的是一段高電平與低電平想交替的方波，所以我們用波形發(fā)生器模擬HS0038所輸出的信號，： 模擬時鐘信號設置 Proteus發(fā)送端的波形圖:本課題設計的硬件電路調試時分步進行的，首先調試的是接收電路，先對HS0038一體化紅外接收頭進行檢測，正式起OUT腳能正常愉出接收到的信號，如圖6 .7所示： HS0038的OUT腳輸出的波形在驗證了HS0038輸出正常后，現在對示波器所接受到的信號進行解釋，本次調試用的是常見的家電遙控器，測試過遙控各個按鍵的波形，由于遙控器發(fā)射的信號長度比較長，而示波器不能完整的顯示整段波形，所以出現了同一按鍵不同時刻在示波器顯示的波形不同。： 示波器接收到的遙控信號通過上面兩個圖的比較，可以發(fā)現紅外發(fā)射的波形是由不規(guī)則的高低電平組成的，波形長度較長，所以示波器才無法完整顯示其整段波形。紅外接收部分的調試：首先按學習鍵，根據程序的設定，這時單片機就會對TO口偷入的信號進行循環(huán)掃描，主要是對紅外遙控碼的起始位進行識別，此時學習指示燈(綠燈)亮，： 學習鍵按下單片機進入學習狀態(tài)證實單片機進入學習狀態(tài)后，用遙控器的發(fā)射頭對準HS0038紅外線接收頭，按下任意鍵，等待單片機學習編碼信號，： 遙控器對HS0038發(fā)射信號此時單片機開始對TO口的輸入信號進行讀碼，首先尋找起始位，然后是讀起始位，最后是讀遙控編碼位。讀碼結束之后把遙控編碼信號儲存在單片機中，這時綠燈就會熄滅代表遙控碼已經儲存完畢，進入發(fā)射等待狀態(tài)，此時發(fā)射指示燈閃爍，： 學習完畢并進入發(fā)射等待狀態(tài)到此接收部分的調試已經完成，接下來就是發(fā)射部分的調試了。紅外發(fā)射部分的調試：調試的過程和紅外接收部分的過程大同小異，主要就是檢測發(fā)射鍵按下后在單片機輸出端的信號，在理論上來說，輸出端的信號應該也是一段高低電平交替的波形，這是因為紅外的信號是有邏輯0和邏輯1的間隔來實現的，；。所以這部分的調試主要就是把輸出端口接到示波器上，檢測在按下發(fā)射鍵的同時，示波器上顯示的波形是否為高低電平交替的方波。在簡單的解釋了發(fā)射部分的調試原理后，就進入紅外遙控發(fā)射的調試與驗證，首先將T1口接到示波器，然后按下發(fā)射鍵，單片機就對已存的遙控信號進行發(fā)射，： 發(fā)射鍵按下后T1口輸出的波形從圖中我們可以看出，示波器接收到的只是遙控信號的一部分，可能是邏輯0，也可能是邏輯1，總體波形和頂期的波形相吻合，證明發(fā)射端能正常進行紅外遙控編碼的發(fā)射。發(fā)射完信號之后，遙控的發(fā)射指示燈熄滅，: 發(fā)射完信號后指示燈熄滅本章主要是進行系統(tǒng)的仿真與調試，首先是對軟件進行仿真，在軟件keil的仿真和硬件電路的Proteus的仿真方面，雖然在調試的過程中遇到了較多的問題，但在反復的調試后能夠得到解決，到最后這兩個步驟的仿真都很好的完成了，而硬件電路方面的調試是一個比較復雜的過程，需要分為接收和發(fā)射兩個部分進行分步調試。在接收模塊的調試過程中，首先對遙控編碼信號的形式進行取樣，然后在對單片機接收到的信號與該信號進行對比，由于示波器不能完整的顯示接收到的紅外遙控波形，所以只能對波形的頻率和類型進行比較，在發(fā)射部分的調試中，也是通過示波器對輸出信號進行檢測，確定其接收到的信號為高低電平交替的方波信號，與遙控編碼的信號相同。結果顯示電路板能較為完整的完成課題設計的要求，能夠較好的接收和發(fā)送紅外遙控編碼信號。在設計和調試的過程中，軟件和硬件應該結合在一起調試，硬件的調試是軟件的基礎，軟件是硬件的前提，二者缺一不可。結 論本系統(tǒng)主要用到了ATS9C51單片機的定時計數器T1和外中斷INT0的功能，具有設計新穎，電路簡單，抗干擾能力強的許多優(yōu)點，在經過匯編、連接與仿真操作以后，能夠恰到好處的產生紅外線控制脈沖，實現對多路開關的控制。本課題設計通過紅外一體化接受頭接受遙控編碼信號，井將其解調成為單片機可識別的TTL編碼，儲存在單片機中，再通過計數器的計數中斷來產生40KHz的載波將編碼遙控信號發(fā)送出去。由于硬件部分基本為成熟的模塊，本課題設計的最大亮點是通過軟件處理信號的儲存、載波、發(fā)送，其功能在于能夠學習任意類型的紅外遙控編碼，從而實現一個按鍵控制多種家電設備，隨時隨地都能夠學習遙控編碼，并且方便的控制相應的設備，而且學習時間較短，效率和準確率都比較理想，具有很高的實用價值。但由于經驗不足，電路硬件、軟件部分都有不夠完善的地方，在今后的學習中會進一步改進。致 謝本論文是在***老師親自指導下完成的。導師在學業(yè)上給了我很大的幫助，使我在實驗過程中避免了許多無謂的工作。導師一絲不茍、嚴謹認真的治學態(tài)度，精益求精、誨人不倦的學者風范，以及正直無私、磊落大度的高尚品格，更讓我明白許多做人的道理，在此我對詹老師表示衷心的感謝！感謝老師幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵，當遇到難題的時候，她甚至會一整天和我一起想辦法解決問題，令我避免了很多設計中的錯誤，使我十分感動，也使我更一步鞏固了我學的知識。還要感謝的是我們各課任課老師，沒有你們的諄諄教誨，就沒有我們學有所長的今天。當然，還要感謝寢室的兄弟們在我完成論文的過程中給予我的幫助和鼓勵，也是他們陪我度過這三年的生活。感謝沈陽理工大學圖書館，圖書館收藏豐富的專業(yè)知識書籍讓我的畢業(yè)設計有充足的參考資料。還要感謝我所參考書籍的作者們，還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。最后感謝****大學四年來對我的栽培。