【導(dǎo)讀】導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝。為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人。和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫?？梢赃M(jìn)行遠(yuǎn)紅外控制，即由遙控器來(lái)控制直流電機(jī)的啟動(dòng)、停止和調(diào)速，進(jìn)而來(lái)控制扇葉。本設(shè)計(jì)主要由紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、紅外解碼模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。專門的PWM產(chǎn)生模塊，所以利用單片機(jī)的定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生PWM，進(jìn)而控制直流電機(jī)。計(jì)是以宏晶公司的8位51單片機(jī)為控制核心，進(jìn)行紅外信號(hào)的解碼以及PWM的輸出。

　　

【正文】 序 單片 機(jī)的 CPU之所以會(huì)發(fā)生中斷，是因?yàn)橛兄袛嘣?，中斷源意即引起單片機(jī)CPU中斷的根源，本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所使用的 51單片機(jī)內(nèi)部一共有 5 個(gè)中斷源，分別是：外部中斷 0（ INT0），外部中斷 1（ INT1），定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0中斷（ T0），定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1中斷（ T1），串行口中斷（ TX/RX）。 中斷允許寄存器 IE 在單片機(jī)中，用來(lái)控制各個(gè)中斷源的打開或關(guān)閉的寄存器是中斷允許寄存器IE。 IE 寄存器的字節(jié)地址為 A8H，位地址（由低位到高位）分別是 A8H— AFH，各位定義見(jiàn)表 。 表 中斷允許寄存器 位序號(hào) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號(hào) EA — — ES ET1 EX1 ET0 EX0 位地址 AFH — — ACH ABH AAH A9H A8H 下面分列出各位符號(hào)的含義及賦值，為： EA—— 全局中斷允許位， EA=1，打開全局中斷控制，在此條件下，由各個(gè)中斷控制位確定相應(yīng)中斷的主程序 中斷請(qǐng)求 中斷響應(yīng) 中斷返回 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 打開或關(guān)閉， EA=0,關(guān)閉全部中斷； — —— 無(wú)效位； ES—— 串行口中斷允許位， ES=1，打開出串行口中斷， ES=0，關(guān)閉出串行口中斷； ET1—— 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 中斷允許位， ET1=1， 打開 T1 中斷， ET1=0，關(guān)閉 T1 中斷； EX1—— 外部中斷 1 中斷允許位， EX1=1，打開外部中斷 1 中斷， EX1=1，關(guān)閉外部中斷 1 中斷； ET0—— 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 中斷允許位， ET1=1，打開 T0 中斷， ET1=0，關(guān)閉 T0 中斷； EX0—— 外部中斷 0 中斷允許位， EX0=1，打開外部中斷 0 中斷， EX0=1，關(guān)閉外部中斷 0 中斷。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作方式寄存器 TMOD 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作方式在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為 89H，不能位尋址， TMOD 用來(lái)確定定時(shí)器的工作方式及功能選擇。 單片機(jī)復(fù)位時(shí) TMOD 全部清 0，其各位定義見(jiàn)表 。 表 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作方式寄存器 TMOD 位序號(hào) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號(hào) GATE TC/ M1 M0 GATE TC/ M1 M0 定時(shí)器 1 定時(shí)器 0 由表 ， TMOD 的高 4設(shè)置定時(shí)器 1,低 4設(shè)置定時(shí)器 0，對(duì)應(yīng) 4位的含義如下： GATE— — 門控制位， GATE=0，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器啟動(dòng)與停止僅受 TCON 寄存器中的 TRX（ X=0,1）來(lái)控制， GATE=1，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器啟動(dòng)與停止受 TCON 寄存器中的 TRX（ X=0,1）和外部中斷引腳（ INT0 或 INT1）來(lái)共同控制； TC/ —— 定時(shí)器模式和計(jì)數(shù)器模式選擇位， 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 TC/ =1，為計(jì)數(shù)器模式， TC/ =0，為定時(shí)器模式； M1M0—— 工作方式選擇位， 每個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器都有 4種工作方式，他們由 M1M0 設(shè)定，對(duì)應(yīng)關(guān)系如表。 表 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的 4種工作方式 M1 M0 工作方式 0 0 方式 0，為 13位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 1 方式 1，為 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 0 方式 2， 8位初值自動(dòng)重裝的 8位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 1 方式 3，僅適用于 T1，分成兩個(gè) 8位計(jì)時(shí)器， T1停止計(jì)數(shù) 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON 在單片機(jī)中，用于控制定時(shí)器的啟 、停、標(biāo)志定時(shí)器溢出和中斷情況是定時(shí)器 /計(jì)時(shí)器控制寄存器 TCON，字節(jié)地址為 88H,位地址（由低位到高位）分別是88H— 8FH，其各位定義如表 。 表 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON 位序號(hào) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號(hào) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IF0 IE0 IT0 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H TF1— 定時(shí)器 1 溢出標(biāo)志位， 當(dāng)定時(shí)器 1計(jì)滿溢出時(shí)，由硬件使 TF1 置 1，并且申請(qǐng)中斷。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由 硬件自動(dòng)清 0 當(dāng)查詢到該位置 1 后，就需要用軟件清 0； TR1— 定時(shí)器 1 運(yùn)行控制位， 由軟件清 0 關(guān)閉定時(shí)器 1，當(dāng) GATE=1，且 INT1 為高電平時(shí)， TR1 置 1 啟動(dòng)定時(shí)器 1，當(dāng) GATE=0 時(shí)， TR1 置 1 啟動(dòng)定時(shí)器 1； TF0— 定時(shí)器 0 溢出標(biāo)志，其功能及操作方法同 TF1； TR0— 定時(shí)器 0 運(yùn)行控制位，其功能及操作方法同 TR1； IE1— 外部中斷 1請(qǐng)求標(biāo)志； 當(dāng) IT1=0 時(shí)，為電平觸發(fā)方式，每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 采樣 INT1 引腳，若INT1 腳為低電平，則置 1，否則 IE1 清 0； 當(dāng) IT1=1 時(shí)， INT1 為跳變延觸發(fā)方式 ，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)機(jī)器采樣周期采樣到 INT1為低電平時(shí)，則 IE1=1；表示外部中斷 1 正在向 CPU 請(qǐng)求中斷。當(dāng) CPU 響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，該位由硬件清 0； IT1— 外部中斷 1觸發(fā)方式選擇位， IT1=0 時(shí)，為電平觸發(fā)方式，引腳 INT1 上低電平有效， 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 IT1=1 時(shí)，為跳變沿觸發(fā)方式，引腳 INT1 上的電平從高到低的負(fù)跳變有效； IE0— 外部中斷 0請(qǐng)求標(biāo)志，其功能及操作方法同 IE1； IT0— 外部中斷 0觸發(fā)方式選擇位，其功能及操作方法同 IT!。 脈沖寬度調(diào)制 PWM（脈沖寬度調(diào)制），是英文“ Pulse Width Modulation”的縮寫，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多種 PWM 技術(shù)，其中包括：相電壓控制 PWM， PWM 法、隨機(jī) PWM、SPWM 法、線電壓控制 PWM 等。在直流電動(dòng)機(jī)控制中采用的是 PWM 法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖作為 PWM 波形，通過(guò)改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整 PWM的周期、 PWM的占空比而達(dá)到控制電流，進(jìn)而達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的目的。 PWM 是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過(guò)高分辨計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。 PWM 信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有（ ON），要么完全無(wú)（ OFF）。電壓或電流源是以一種通（ ON）或斷（ OFF）的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去。 STC89C51 單片機(jī)沒(méi)有專門的 PWM 產(chǎn)生模塊，但可以利用 STC89C51 單片機(jī)的定時(shí)器與 I/O端口產(chǎn)生 PWM 信號(hào)。 PWM信號(hào)包含兩個(gè) 參數(shù)： PWM信號(hào)的頻率和 PWM信號(hào)的占空比。所以需要兩個(gè)定時(shí)器，其中一個(gè)用于控制 PWM 信號(hào)的頻率，另一個(gè)用來(lái)控制 PWM 信號(hào)的占空比。 具體實(shí)現(xiàn)方法：用到兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器 0 和定時(shí)器 0用來(lái)控制PWM的頻率，工作在模式 1下，定時(shí)器 1用來(lái)調(diào)節(jié)占空比，工作在模式 2 下。查資料得知電動(dòng)機(jī)工作的最佳頻率為 1KHz 左右。初始化定時(shí)器 0 使其定時(shí)時(shí)間為1ms。在定時(shí)器 0的中斷函數(shù)里開啟定時(shí)器 1同時(shí)置位 PWM 的輸出引腳，在定時(shí)器 1 的中斷函數(shù)里復(fù)位 PWM 的輸出引腳。這樣就可以得到 PWM信號(hào)了， PWM 信號(hào)的頻率等于定時(shí)器 0定時(shí)時(shí)間的倒數(shù)，占空比等于定時(shí)器 1 的定時(shí)時(shí)間除以定時(shí)器 2 的定時(shí)時(shí)間。 利用 STC89C51 單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生 PWM 信號(hào)的程序流程圖如圖 所示。 圖 定時(shí)器產(chǎn)生 PWM信號(hào)的程序流程 （ a） 定時(shí)器初始化程序 （ b） 定時(shí)器 0 中斷處理程序 （ c） 定時(shí)器 1 處理中斷程序 初始化定時(shí)器 0 工作在模式 1 重新設(shè)定定時(shí)器 0 與定時(shí)器 1 的初值 關(guān)定時(shí)器 1 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 設(shè)定時(shí)器 0 定時(shí)時(shí)間為 1ms 初始化定時(shí)器 1 工作在模式 2 開定時(shí)器中斷 開定時(shí)器 0 改變 PWM 輸出 引腳的電平為低 開定時(shí)器 1 改變 PWM 輸出 引腳的電平為高 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 第四章 硬件設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì)及框圖 首先，是利用紅外信號(hào)發(fā)射裝置的芯片 TC9012，按下按鍵后將信號(hào)調(diào)制后發(fā)射出去，接收端芯片 HS0038 接收到信號(hào)后經(jīng)過(guò)譯碼重復(fù)出之前的調(diào)制信號(hào)并將其發(fā)送給 STC51 單片機(jī)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)按鍵遠(yuǎn)程的功能。 然后，利用 STC89C51 單片機(jī)與 L298 雙 H橋?qū)Ｓ秒妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片通信，驅(qū)動(dòng)小型直流電動(dòng)機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié) PWM 波的占空比實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。實(shí)現(xiàn)按鍵遠(yuǎn)程控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的功能。 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)框圖如下，見(jiàn)圖 。 圖 本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)框圖 發(fā)射端 TC9012 按鍵 紅外接收端 STC89C51 PWM 輸出 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 發(fā)射電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)發(fā)射電路原理圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)發(fā)射電路原理圖 KI01KI12KI23KI34REM5VDD6NC7OSCO8OSCI9VSS10KO712KO613KO514KO415KO316KO217KO118KO019SEL20LMP11U1TC9012KIOKI1KI2KI3GNDQ19031K1 00HKO0 KI0K201HKO0 KI1K3 02HKO0 KI2K4 03HKO0 KI3K 5 04HKO0 KI0K6 05HKO0 KI1D1IRLEDD2LED12455KHzY1100R22R1GNDVCC3VKO0KO1104pFC1150pFC2150pF C3GNDBT1 3VGND 本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的發(fā)射電路使用的紅外發(fā)射芯片 TC9012，使用 3V的外接電源，接到 6腳上，使用 455KHz 的晶振，由 8 腳和 9腳的晶振輸入和晶振輸出端接入，有 5 腳 REM 來(lái)進(jìn)行帶載波的信號(hào)輸出，由 11 腳（ LMP）連接 LED 顯示燈、 100 歐電阻和 3伏電源來(lái)作為信號(hào)發(fā)出的指示燈輸出。而 SEL 引腳（ 20 腳）與 KO0相連，所以用戶碼的選擇即 S0、 S S S S S S7分別為 0、 0、 0、 0、0、 0、 0，換算成十六進(jìn)制為 08H。按鍵與發(fā)射數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)表見(jiàn)表 。 表 按鍵與發(fā)射數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)表 按鍵 發(fā)送數(shù)據(jù) K1（一級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 00（數(shù)據(jù)碼） FF（數(shù)據(jù)碼的反碼） K2（二級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 01（數(shù)據(jù)碼） FE（數(shù)據(jù)碼的反碼） K3（三級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 02（數(shù)據(jù)碼） FD（數(shù)據(jù)碼的反碼） K4（四級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 03（數(shù)據(jù)碼） FC（數(shù)據(jù)碼的反碼） K5（五級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 04（數(shù)據(jù)碼） FB（數(shù)據(jù)碼的反碼） K6（關(guān)閉） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 05（數(shù)據(jù)碼） FA（數(shù)據(jù)碼的反碼） 接收電路設(shè)計(jì) 系 統(tǒng)接收電路的原理圖 所示。 圖 系統(tǒng)接收電路原理圖 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 GNDIN15IN27IN310IN412EN A6EN B11GND8VSS9VS4OUT111OUT212OUT313OUT414ISEN B15ISEN A1L298N1212M10K30pF30pFGNDGND10uF+5V+5VINT05V12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/Vpp31