【正文】 這說明單片機(jī)已經(jīng)受到紅外信號 ,并 對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行了解碼 ,且 根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行了預(yù)定義的操作。本系統(tǒng)主要用該遙控器發(fā)射數(shù)據(jù)來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 為了明顯區(qū) 分步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度，系統(tǒng)中將 3 按鍵設(shè)置為最低檔，將 6 按鍵設(shè)置為中檔，將 9 按鍵設(shè)置為高速檔。 b 是函數(shù) uchar irdisp()中對數(shù)據(jù)重定義之后的返回值， 根據(jù) b 的大小來控制步進(jìn)電機(jī)某一相驅(qū)動的時間，就實現(xiàn)了對步進(jìn)電機(jī)速度的控制。i++) { 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 28 P1=table1[i]。ULN2021 的出入引腳分別和單片機(jī)的 、 、 、 相連， 其輸出端分別與 A、B、 C、 D 相連（如圖 ）， 對應(yīng)驅(qū)動 A 相， 對應(yīng)驅(qū)動 B 相， 對應(yīng)驅(qū)動C 相， 對應(yīng)驅(qū)動 D 相。 disp[6]=ircode[3]/16。 disp[2]=ircode[1]/16。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 27 delay(2)。 P1=0xff。i6。這就需要將 ircode[]中四個字節(jié)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制數(shù)，這里可根據(jù)自己的需要隨意對其進(jìn)行定義，然后由單片機(jī)對這些十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行操作的定義就方便多了。 P0=0xfe，即將 P0 的第 0 位 置 0，這樣就選中了第 0 位數(shù)碼管。 wela=0。 P1=0xff。再經(jīng)一段時間的延遲就能驅(qū)動特定某一位數(shù)碼管，這個時間是很短的，這里 利用人眼的視覺停留從而可以看到某個數(shù)碼管被點(diǎn)亮。 } } return b。程序如下： uchar irdisp() { switch (ircode[2]) { case 0x16: { a=table[0]。 disp[5]=ircode[3]%16。 disp[1]=ircode[1]%16。 } k++。j++) //判斷 4 個字節(jié)數(shù)據(jù) { for(i=0。 } 因為 8 位數(shù)據(jù)為一個字節(jié)，所以要解碼出四個碼字節(jié)數(shù)據(jù)，需要處理四個八位數(shù)據(jù)，提取數(shù)據(jù)總的程序如下： void irpros() { 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 24 uchar i,j,value。這樣就實現(xiàn)了將數(shù)據(jù)按照高地位的順序排列， 然后將得到的數(shù)值右移即可提取出該位數(shù)值 [13]。 } } else //第一次進(jìn)入外部中 后，進(jìn)入 該選項 { startflag=1。 //然后根據(jù) irtime 的時長判斷數(shù)據(jù)的值 irtime=0。當(dāng) bitnum=33時，表示一幀數(shù)據(jù)接收完畢，令 bitnum=0、 startflag=0。 由于發(fā)射端采用 PPM 調(diào)制方式，數(shù)據(jù) “ 0” 和 “ 1” 的兩個下降沿之間的時間不同，所以對數(shù)據(jù) “ 0” 和 “ 1” 的提取可根據(jù)相鄰兩個下降沿之間的時長確定。信號到來后，單片機(jī)需要先將檢測到的信號進(jìn)行采集、保存，然后根據(jù)一定的規(guī)則對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，最終還原紅外數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示和對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。 設(shè)計中使用的是三個封裝在一起的八段共陰數(shù)碼管，這樣共能顯示六位數(shù)據(jù)。 V 代表共陰極 ,與共陽極相反。在系統(tǒng)中數(shù)碼管的驅(qū)動電路如圖 。 它的輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS 輸出兼容的，加上拉電阻，他們能和LS/ALSTTL 輸出兼容。 本系統(tǒng)采用一向勵磁方式（通電方式為 ABCDA...），每次轉(zhuǎn)動的角度是步距角的 兩 倍， 即 421/64= 。 要對 28BYJ48 型四相八拍步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動 ,只需在四個定子上交替通電 ,即可產(chǎn)生步進(jìn)所需的電磁力 ,使轉(zhuǎn)子按照一定的方向和角度 轉(zhuǎn)動。 如圖 ，開始時，開關(guān) SB 接通電源， SA、 SC、 SD 斷開， B 相磁極和轉(zhuǎn)子 0、 3號齒在磁力矩的作用下對齊，同時，轉(zhuǎn)子的 4 號齒就和 C、 D 相磁極產(chǎn)生一個錯齒角度， 5 號齒就和 D、 A 相磁極產(chǎn)生一個錯齒角度。當(dāng) 圖 28BYJ48型步進(jìn)電機(jī) 28BYJ48type stepping motor 通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距 [10]。也可以通過控制脈沖頻率來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 其外觀如圖 。輸入端引腳 4 分別與輸出引腳 1 1 1 13 引腳對應(yīng)，控制著步進(jìn)電機(jī)的 A、 B、C、 D 四相。當(dāng)有中斷信號時，觸發(fā)中斷并查詢中斷時間，并和紅外起始碼、 “ 0” 、 “ 1” 和終止碼的時間進(jìn)行比較，從而檢測紅外操作碼。從而使電路達(dá)到最簡化，靈敏度和抗干擾性都非常，可以說是一個接收紅外信號的理想裝置。 HS0038 是一種用于紅外遙控接收或其他方面的小型一體化接收頭，中心頻率為，可改善自然光的干擾，獨(dú)立的 PIN 二極 管和前置放大器集成在同一封裝上。 紅外接收模塊的設(shè)計 HS0038 的 信號 輸出引腳經(jīng)過 1K 的電阻與單片機(jī)的 引腳相連，單片機(jī)時時檢測 引腳上電平的變化。 這樣就將遙控器發(fā)射的原始信號解碼出來了，然后即可用所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行其他的控制。 定時器 T0 定時基數(shù)是 0x38，即 irtime 每次自動加一一次時間是 ， irdata[]中的數(shù)據(jù)也是以此時間為基數(shù)的。若沒有檢測到第二個下降沿，則單片機(jī)重新對 口進(jìn)行掃描。 在引導(dǎo)碼之后是 32bit 的數(shù)據(jù) “ 0” 或 “ 1” ，當(dāng)檢測到引導(dǎo)碼之后就要對之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。簡而言之，紅外遙控的實質(zhì)就是對二進(jìn)制數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 14 便利用紅外信道進(jìn)行傳輸。但是會每 110ms 發(fā)送一次代碼，此代碼是重復(fù)碼，直到遙控器按鍵釋放 [9]。接著是 空閑，然后是地址、命令。 NEC 編碼數(shù)據(jù)傳輸具有很好的可靠性。地址碼即系統(tǒng)碼用來區(qū)分是哪一機(jī)型的數(shù)據(jù)，同一機(jī)型 的地址碼是相同的，接收端依此來判斷后續(xù)的數(shù)據(jù)是否為須執(zhí)行的指令。其中用戶碼的高八位是低八位數(shù)據(jù)的反碼，按鍵數(shù)據(jù)碼的高八位是按鍵數(shù)據(jù)第八位的反碼，這樣可以提供糾錯能力，提高了數(shù)據(jù)的可靠性。編碼采用脈沖位置調(diào)制方式（ PPM）。簡碼重復(fù)延時 108ms，每兩個引導(dǎo)脈沖上升沿之間的間隔都是 108ms。應(yīng)用于電視機(jī)、空調(diào)， DVD 等電器設(shè)備。 HS6221 采用應(yīng)用較普遍的 NEC標(biāo)準(zhǔn)。 經(jīng)過發(fā)送、接收、解碼、執(zhí)行等即個步驟，就組成了一個完整的紅外遙控系統(tǒng) （如圖 ） 。將二進(jìn)制數(shù)字信號調(diào)制成某一頻率的脈沖序列，并驅(qū)動紅外接收管以光脈沖的形式發(fā)送出去 [7]。 對于 INT0 中斷，還需要設(shè)置其觸發(fā)方式 [10]。 表 AT89C52的 定時 /計數(shù)器 的工作方式 Table AT89C52 Timer / Counter work mode 工作方式 計數(shù)器功能 方式 0 13 位計數(shù)器 方式 1 16 為計數(shù)器 方式 2 自動重裝初值的 8 為計數(shù)器 方式 3 T0 為兩個 8 位獨(dú)立計數(shù)器， T1 為無中斷重裝 8 位計數(shù)器 本系統(tǒng)采用定時器 0 的方式一 ,它是 8 位自動重裝的定時方式。 表 TCON的位定義 Table TCON bits define TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 位地址 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 控制寄存器 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 8 定時器的選擇和工作方式的選擇是由定時器控制寄存器 TCON 的設(shè)定值而定的，TCON 的各位定義如表 。 定時/計數(shù)器溢出中斷是單片機(jī)內(nèi)部的中斷，給定時 /計數(shù)器中裝入初值后開始定時 /計數(shù)，當(dāng)定時 /計數(shù)器裝滿后產(chǎn)生溢出，定時 /計數(shù)器中數(shù)據(jù)由全 “ 1” 變?yōu)槿?“ 0” ，并使 TF0/TF1變?yōu)?“ 1” ，這樣就產(chǎn)生了中斷的申請。開關(guān) S 斷開， C 又充電，在 10K電阻上出現(xiàn) 電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。當(dāng)人為按下按鈕時，則 Vcc 的 +5V 電平就會直接加到 RST 端。復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全 “ 1”態(tài)。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。由于微機(jī)電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當(dāng)VCC 超過 低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時 ，復(fù)位信號才被撤除，微機(jī)電路開始正常工作。電容 C3 和 C4 可以幫助起振，一般在30pF 左右 ，微調(diào)它們可以達(dá)到微調(diào) fosc 的目的。 單片機(jī) 最小 系統(tǒng) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、電源、晶振電路、復(fù)位電路等幾部分 （如圖 2. 1） 。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。對端口 P2 寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口， 作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。對端口寫 “1”，通過內(nèi)部 的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫 “ 1” 時，可作為高阻抗輸入端用。 RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電 容組成的復(fù)位電路。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù) 位。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3 第二章 單片機(jī)的工作原理 AT89C52 的簡介 AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元， AT89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有 著 廣泛的應(yīng)用 [2]。 紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的廣泛兼容性可為 PC 設(shè)計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機(jī)、筆記本計算機(jī)、個人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計算機(jī)之間的 文件交換；在計算機(jī)裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機(jī)和其它設(shè)備等近距離傳輸領(lǐng)域有很大的發(fā)展空間和更廣闊的前景 。預(yù)計，執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)即可將所有 的局域網(wǎng) (LAN)的數(shù)據(jù)率提高到 10Mb/s。這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是 軍事機(jī)密機(jī)構(gòu)、邊海防的端對端通信中將發(fā)揮出重要的作用。 此外，紅外通信的連通性已用在大多數(shù)新的 便攜式 筆記本中，并成為一種最具成本效益和便 于使用的無線通信技術(shù)而問鼎市場。 1995 年，一個由部件、計算機(jī)系統(tǒng)、外圍設(shè)備和電信廠商組成的大型集團(tuán) ——紅外數(shù)據(jù)協(xié)會 (IrDA)就紅外通信的一套標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致。發(fā)射系統(tǒng)對一個紅外輻射源進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射紅外信號，而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測器進(jìn)行接收，這兩 部分 就構(gòu)成紅外遙控 通信 系統(tǒng)。 AT89C52。 infrared signal using the remote control available on the market that had been produced, it uses the encoding chip HS6221 that using NEC encoding。 本設(shè)計采用 AT89C52 作為主控芯片，負(fù)責(zé)紅外數(shù)據(jù)的解碼和執(zhí)行遙控操作；紅外信號采用市場上現(xiàn)有的遙控器產(chǎn)生，它使用的編 碼芯片是 HS6221， 采用 NEC 編碼方式；一體化紅外接收頭 HS0038 負(fù)責(zé)紅外信號的接收和反向、放大等初步處理；為了更直觀的觀察紅外遙控效果，本系統(tǒng)還增加了數(shù)碼管來顯示接收到的紅外數(shù)據(jù)；使用 28BYJ48型 步進(jìn)電機(jī)作為紅外信號的最終操控的對象，利用遙控器發(fā)射不同的數(shù)值，實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。 基于單片機(jī)的紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 隨著科技的發(fā)展以及人們生活水平的提高，各種遙控設(shè)備慢慢滲透到人們生活的方方面面，這些遙控設(shè)備極大的方便了人們的生活。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)； AT89C52；紅外遙控；步進(jìn)電機(jī) Microcontrollerbased Infrared Remote Control System Design ABSTRACT With the development of science and technology as well as improvement of