【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 間間隔等于采樣時(shí)的時(shí)間間隔）給信號(hào)保持電路，同時(shí)由調(diào)制電路進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，將調(diào)制信號(hào)經(jīng)放大后，由紅外線發(fā)射二極管進(jìn)行發(fā)射，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該鍵對(duì)應(yīng)設(shè)備功能的控制。 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(jī)為控制核心：~，通過ＬＥＤ燈顯示發(fā)射終端的按鍵號(hào)，；、需要說明的是：1) 處于在開關(guān)機(jī)時(shí)燈應(yīng)全滅的考慮，知道接收到發(fā)射部分的控制信號(hào)，其狀態(tài)才會(huì)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(dāng)HRM5700B接收到38KHz的紅外脈沖信號(hào)時(shí)輸出為低電平，反之輸出高電平。它是將光探測(cè)器與前置放大器封裝在一起，以實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖編碼信號(hào)調(diào)制的紅外光信號(hào)的接收。在系統(tǒng)工作時(shí)，HRM5700B對(duì)接收到的脈沖編碼信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，、。圖38 接收部分電路原理圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)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(dāng)無(wú)按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；當(dāng)有按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)通過按鍵檢查子程序，檢查按鍵號(hào)并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的發(fā)射子程序。在發(fā)射子程序中，將待發(fā)射信號(hào)調(diào)制成38KHz的載波信號(hào)，由單片機(jī)的14腳輸出，經(jīng)三極管9013放大后驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管ST188，發(fā)射調(diào)制脈沖信號(hào)。發(fā)射信號(hào)采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的編碼，最小為6個(gè)脈沖，最大為21個(gè)脈沖，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔為8ms。為達(dá)到控制準(zhǔn)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(hào)的前3個(gè)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(hào)的最后2個(gè)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(gè)間隔均為1ms。發(fā)射8個(gè)編碼時(shí)的輸出信號(hào)波形如圖39所示。其中前3個(gè)脈沖為連接段。中間3個(gè)脈沖為控制段，最后2個(gè)脈沖為結(jié)束段。圖39 發(fā)射8個(gè)編碼時(shí)的輸出信號(hào)波形圖 接收部分工作原理 系統(tǒng)上電初始化后，當(dāng)其為高電平時(shí)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。當(dāng)其為低電平時(shí)，將啟動(dòng)中斷服務(wù)程序，實(shí)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(jìn)行接收，單片機(jī)在外中斷1方式下工作。在數(shù)據(jù)幀接收時(shí)，將對(duì)所接收數(shù)據(jù)的前3位碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)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(cuò)誤碼處理，當(dāng)系統(tǒng)接收到的高電平脈寬大于5ms時(shí)，結(jié)束脈沖接收。然后系統(tǒng)會(huì)對(duì)所接收脈沖的最后兩位脈寬進(jìn)行驗(yàn)證，其值應(yīng)分別是2ms和4ms，否則將會(huì)作為錯(cuò)誤碼處理，最后系統(tǒng)根據(jù)累加器A中的脈沖個(gè)數(shù)，在單片機(jī)P0或P2口的某一對(duì)應(yīng)引腳輸出控制信號(hào)，同時(shí)在P1口輸出相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。此時(shí)即完成一次數(shù)據(jù)的接收處理。HRM5700B接收8個(gè)編碼時(shí)的輸出信號(hào)波形如圖310所示。圖310 ST188 接收8個(gè)編碼時(shí)的輸出信號(hào)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(jìn)制碼經(jīng)38khz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射頻率，達(dá)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(hào)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(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)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(hào)波形 當(dāng)一個(gè)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(gè)引導(dǎo)碼（9ms），一個(gè)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(lái)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(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)接收時(shí)，先對(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；否則認(rèn)為是起始碼，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)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(jìn)行逐行掃描，按照P口值查找鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序。圖316遙控發(fā)射控制流程圖 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，實(shí)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(shí)過程如上：首先初始化，然后按照顯示亮度數(shù)據(jù)設(shè)定調(diào)光脈沖延時(shí)值，若不為0則調(diào)入延時(shí)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(jì)數(shù)，接下來(lái)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(jì)數(shù)過程；若高電平脈寬大于3ms，則按照脈沖個(gè)數(shù)至對(duì)應(yīng)功能程序。此時(shí)中斷返回。5 系統(tǒng)調(diào)試 一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、制板、元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器中放入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。但一次性成功幾乎是不可能的，多少會(huì)出現(xiàn)一些硬、軟件上的錯(cuò)誤，這就需要通過調(diào)試來(lái)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并加以改正，本設(shè)計(jì)常用的調(diào)試儀器有：萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器等。調(diào)試步驟[17] 1. 調(diào)試前不加電源的檢查 對(duì)照電路圖和實(shí)際線路檢查連線是否正確，包括錯(cuò)接、少接、多接等；用萬(wàn)用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好：元器件引腳之間有無(wú)短路，連接處有無(wú)接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包括極性、信號(hào)源連線是否正確；電源對(duì)地是否存在短路（萬(wàn)用表測(cè)量電阻）。經(jīng)過上述檢查，我們發(fā)現(xiàn)我們所設(shè)計(jì)的電路存在錯(cuò)接和連接處不良接觸的問題，經(jīng)過細(xì)心的檢查后，解決了上述的一些電路上的問題。 斷開信號(hào)源，把經(jīng)過準(zhǔn)確測(cè)量的電源接入電路，用萬(wàn)用表電壓檔檢測(cè)電源電壓，觀察有無(wú)異常現(xiàn)象：如冒煙、異常氣味、手摸元器件發(fā)燙，電源短路等，如果發(fā)現(xiàn)氣場(chǎng)情況，立即切斷電源，排除故障；我們的電路在此項(xiàng)測(cè)試中如無(wú)異常情況，接著我們又分別測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓，如靜態(tài)工作點(diǎn)、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態(tài)下，結(jié)果又個(gè)別電路不符，經(jīng)過調(diào)整電路元器件