【正文】
它的接法如圖 7所示。 作 為單片機(jī),有它自己的使用規(guī)范、程序。它的引腳和 80c51 一樣,但它和 80 c51有兩個很重要的區(qū)別: 第一, 80c51 的內(nèi)部 ROM 是普通的 ROM,而 AT89C51 的內(nèi)部 ROM 則是閃存,不但存取速度比 80c51 快,而且還可以在線更改。由P0 口經(jīng)地址鎖存器提供 16位地址總線的低 8位地址( A7~ A0),而由 P2 口直接提供高8位地址( A15~ A8)。其二是,當(dāng)使用內(nèi)部振蕩電路時,石英晶體和微調(diào)電容的接法要用帶上拉電阻的 TTL 門或COMS 門。它的接法在下文有圖例表示。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)報告用紙 第 26 頁 共 44 頁 RST/Vpd: RST 時復(fù)位信號輸入端,第二功能 Vpd時備用電源輸入端。在訪問外部存儲器 (RAM 或 ROM 時 ),用它來鎖存 P0 口送出的低 8位地址信號。 I/O口線具有 P0,P1,P2,P3,4 個 8位口, P0,P1,P2 是純粹的輸入輸出口, P3 的每一位都具有第二功能。這里主要講的是單片機(jī)系統(tǒng)主要構(gòu)成。 MCS— 51 的芯片引腳 單片機(jī)系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心,而 AT89C51 又是單片機(jī)系統(tǒng)的核心,要正確地構(gòu)建單片機(jī)系統(tǒng)就必須對 AT89C51 有個全面深入地了解。 ④ VDD 片內(nèi)程序存儲器選用端 當(dāng) EA— — 為高電平時, CPU 只執(zhí)行片外程序存儲器指令(除非程序計數(shù)器超過 0FFFH)。通電時,電容兩端相當(dāng)于短路,因此 RST引腳為高電平,然后電源通過電阻對電容放電, RST 端電壓慢慢下降,降到一定程度 ,即為低電平,單片機(jī)開始正常工作。此外,專用寄存器 SFR 中的 SP為07H,即指向片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(片內(nèi) RAM) 07H 單元, P0— P3 值為 0FFH,其余的專用寄存器值大多為 00H。 ③ 復(fù)位與復(fù)位電路 單片機(jī)為什么要復(fù)位呢?單片機(jī)內(nèi)的 CPU“取指”過程即為 CPU 從 PC 指針?biāo)付ǖ某?序存儲器 ROM 地址單元中讀取“機(jī)器碼”的過程。 VCC 電源未加上等故障可能造成晶振不起振,使單片機(jī)無法工作。接入晶振時,還要接入 2個 20— 30PF的瓷片電容 C1, C2,如圖 所示。 ② 外接晶振引腳 XTAL1 與 XTAL2 單 片機(jī)為什么要接振蕩器?單片機(jī)內(nèi)的 CPU 在執(zhí)行程序時,要經(jīng)過“取指”、“譯碼”,再定時給相關(guān)電路發(fā)出控制信號,以實(shí)現(xiàn)“機(jī)器碼指令”所要求的功能。這四部分電路分別是: ① 電源部分。如果只是將數(shù)碼管直接接到單片機(jī)上,很容易就將數(shù)碼管燒壞,接上電阻后,數(shù)碼管就得到了很好的保護(hù)。所以數(shù)碼管在本次設(shè)計中的作用比較大。 74LS164 為一個 串-并轉(zhuǎn)換移位寄存器,數(shù)據(jù)端 A, B(第 1, 2 腳)接單片機(jī) RXD引腳,時鐘端 CLK 接單片機(jī) TXD,并行 8 位數(shù)據(jù)輸出端 口 分別接 到 8個數(shù)碼管的 A, B,C, D, E, F, G, H; 74LS138 為 3線~ 8線譯碼器,譯碼器輸入端 A, B, C分別接 AT89C2051的 , , ,譯碼器輸出端 Y0~ Y7接 8個數(shù)碼管從低位到高位的共陰極端。而所謂動態(tài)掃描就是指我們采用分時的方法,輪流控制各個顯示器的 COM 端,使各個顯示器輪流點(diǎn)亮。掃描型的意思是,幾位的數(shù)碼管的段選都是并聯(lián)的由他們的選位 信號 來控制哪一位的數(shù)碼管 發(fā)光 。利用 51 系列單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)紅外線編解碼和終端電路的驅(qū)動控制。但是,由于繼電器接的家電是大電流,調(diào)試時難免有點(diǎn)危險,為了避免這一危險,本次設(shè)計采用模擬來實(shí)現(xiàn)遙控的功能。由于單片機(jī)的工作電壓值為 5V,所以本次設(shè)計的電源電壓值就是 5V,所以整個設(shè)計電路的電源部分就是通過這個電壓轉(zhuǎn)換器提供。 圖 115 發(fā)光二極管的邏輯符號 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 7 J un 2 0 0 5 S he e t o f F i l e : C : \ D oc u m e n t s a nd S e t t i ng s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \單片機(jī) \ 彭梁鴻 \紅外解碼和控制 . D d bD r a w n B y:V C C+U6B E L LQ1P N P 1R 2 71k蜂鳴器可以發(fā)提示音1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 7 J un 2 0 0 5 S he e t o f F i l e : C : \ D oc u m e n t s a nd S e t t i ng s \ A d m i n i s t ra t o r\ 桌面 \單片機(jī) \ 彭梁鴻 \紅外解碼和控制 . D d bD ra w n B y:A1 K 2D1D IO D E桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)報告用紙 第 19 頁 共 44 頁 光耦合部分 因?yàn)樵O(shè)計的是控制電路,甚至是高電壓,所以要求隔離工作要做好,為了保險起見,應(yīng)該采用光偶合實(shí)行隔離。但是這樣設(shè)計的弊端是調(diào)試的時候有點(diǎn)危險 ,因?yàn)榻拥氖歉唠妷?,畢竟不太適合女生調(diào)試。 發(fā)光二極管 本次設(shè)計過程只是一個模擬遙控器的過程。那就是蜂鳴器發(fā)出的聲音。從而避免了這一弊端。 當(dāng)遙控器上任意一個按鍵按下超過 36ms 時, LC7461 芯片的振蕩器使芯片激活,將發(fā)射一個特定的同步碼頭,對于接收端而言就是一個 9ms 的低電平 ,和一個 的高電平,這個同步碼頭可以使程序知道從這個同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。 上述 “0” 和 “1” 組成的 42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)射效率,達(dá)到降低電源功耗的目的。三極管的作用是把紅外接收頭接收到的信號放大后再送到單片機(jī)的中斷口;小電容 C4 的作用是濾波,濾掉信號中的大雜波;上拉電阻對紅外接收頭起保護(hù)作用。利用上述紅外收發(fā)電路構(gòu)成的紅外信道最大通信距離為 8m。然后,通過帶通濾波器和進(jìn)行濾波,濾波后的信號由解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)。該接收模塊是一個三端元件,使用單電源 +5V 電源,具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、輸入靈敏度高、對其它波長( 950nm 以外)的紅外光不敏感的特點(diǎn),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 3所示。與單片機(jī)接口非常方 便。//重新計時 TH0=0。i=0。//是‘ 0‘碼 Else if (t1400amp。//等待接收信號 T=(TH08)+TL0。 Unsigned int t。本例程就是測量高電平寬度來識別碼元的,程序取幀數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)就可以識別不同的按鍵,客戶碼和數(shù)據(jù)碼的第一個字節(jié)舍棄掉,最后將數(shù)據(jù)輸出到 P1 口。 LED=1。i0。 While(!key)。//發(fā)射幀數(shù)據(jù) {if ((Data[i]j)amp。i4。//發(fā)射子程序 ************************************************ 下 面是主程序: Main() {unsigned char I,j。 下面是參考程序: include//晶振為 12MHZ Sbit LED=p3^0。我們采用循環(huán)延時的方法產(chǎn)生載波,用斷點(diǎn)法來調(diào)試。當(dāng)要發(fā)射信號比如‘ 0’碼,事實(shí)上 口上的電平狀態(tài)如圖 5 所示,碼元的高電平時就是載波信號,碼元的低電平時 ,不發(fā)射信號。碼元高電平也是采用 38 KHZ 載波調(diào)制發(fā)射 。碼元的高電平信號采用 38 KHZ 矩形波(載波)調(diào)制發(fā)射,載波占空比( Duty )為 1/3,低電平無信號發(fā)射。對于一個遙控器來說,每個按鍵所發(fā)射的幀數(shù)據(jù)的客戶碼總是一樣的,有區(qū)別的是數(shù)據(jù)碼。其中尤以第一種格式用得最多。引導(dǎo)碼寬度高電平為 9ms,低電平為 ;客戶碼為 2 字節(jié),后字節(jié)寬度為前字節(jié)取反重復(fù);數(shù)據(jù)碼為 2字節(jié),后字節(jié) 寬度為前字節(jié)取反重復(fù)。相比較前面兩種遙控裝置來看,紅外遙控具有以下優(yōu)點(diǎn): 它是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術(shù),被眾多的硬件和軟件平臺所支持: (1) 通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā); (2) 主要是用來取代點(diǎn)對點(diǎn)的線纜連接; (3) 新的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容早期的通訊標(biāo)準(zhǔn); (4) 小角度,短距離,點(diǎn)對點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸,保密性強(qiáng); (5) 傳輸速率較高,目前 4M 速率的 FIR技術(shù)已被廣泛使用, 16M速率的 VFIR 技術(shù)已經(jīng)發(fā)布; (6) 不影響周邊環(huán)境、不干擾其 它電器設(shè)備。在超聲波遙控中,以超聲波為載體,發(fā)射和接收器件是超聲波發(fā)生器和超聲波接收器。低于 20 Hz 和高于 20 KHz 的超聲波是一種機(jī)械振動波,可以在氣體、液體和固體中傳播,在空氣中的傳播速度為 340m/s,與光波、電磁波相比是非常緩慢的。我們只能在一個給定的條件下進(jìn)行測試和評估。單片機(jī)采用 AVR的 Flash 單片機(jī) AVR2313,這是一個高速、低功耗的單片機(jī),在許多設(shè)計上得到采用。圖中可以看到,外圍元件很少,包括一個基準(zhǔn)晶體及幾個無源器件,沒有調(diào)試部件,這給研制及生產(chǎn)帶來了極大的方便。 ( 1) 芯片功能 ① 工作頻率為國際通用的數(shù)傳頻段 433MHZ; ② FSK 調(diào)制,直接數(shù)據(jù)輸入輸出,抗干擾能力強(qiáng),特別適合工業(yè)控制場所 ③ 靈敏度高; ④ 功耗小,接收待機(jī)狀態(tài)僅為 8 微安; ⑤ 最大發(fā)射功率達(dá) +10DBM; ⑥ 低工作電壓( ),可滿足低功耗設(shè)備的要求; ⑦ 具有多個頻道,可方便到切換工作 ,特別滿足需要多信道工作的特殊場合; ⑧ 工作速率最高可達(dá)到 20KBIT/S; ⑨ 僅外接一個晶體管和幾個阻容、電感 元件,基本無需調(diào)試; ⑩ 由于采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度的設(shè)計,使用無需申請許可證,開闊地的使用距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到 1000 米。此外,射頻遙控發(fā)射裝置所發(fā)射的無線電射頻也會對其他設(shè)備諸如收音機(jī)、電視機(jī)等無線電設(shè)備造成干擾。使用無線電射頻遙控傳送遙控命令與紅外遙控有所不同。 遙控的種類很多,若以遙控信息傳送方式來區(qū)分,可以分為:有線遙控和無線遙控兩大類,而無線遙控又包含了紅外遙控、超聲波遙控和無線電遙控三類。遙控技術(shù)公現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、國防等領(lǐng)域均有非常廣泛的應(yīng)用,隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,它們的應(yīng)用也越來越普遍。單 片機(jī)有著體積小、功耗低、功能強(qiáng)、性能好,價格不高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn),在自動化裝置、智能儀器儀表、過程 控制、通信、家用電器等許多領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。 由于 紅外無線 解決了有線連接的許多不便,因而受到了家電設(shè)備廠商、電腦外圍設(shè)備商、以及通信設(shè)備廠商的高度重視 。 遙控技術(shù)是通過一定的手段對被控物體實(shí)施一定距離的控制,常用的方式有無線電遙控、有線遙控、紅外線和超聲波遙控等。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)報告用紙 第 4 頁 共 44 頁 目 錄 引言 …………………………… …… ………………………………… 1 1 硬件電路的原理以及制作 ????? ? ………………………… ……… 1 遙控的基本概念 ????? ……………………………………………………… 1 射頻遙控的介紹 ??? ……………………………………………………………… 2 射頻收發(fā)芯片 NRF401 的介紹和應(yīng)用 ?? ?? ????????????? 2 超聲波遙控的介紹 ??? …………………………………………………………… 4 紅外遙控系統(tǒng)的介紹 ……………………………………………………………… 4 紅外遙控的組成 ?? ……………………………………………… …………… 5 遙控器的編碼 ……………………………………………………… ………………… 5 利用單片機(jī)進(jìn)行紅外線編、解碼遙控 …………………………………………… 5 紅外接收原理 ? ?????????????????????????? 9 紅外接收頭的介紹 ………… ???????? ……………………………… 9 紅外接收頭的外觀 …………………………………………………………… 10 紅外接收電路的應(yīng)用 ………………………………………………………… 10 紅外接收部分在本次設(shè)計中的應(yīng)用 ……………………………………………… 11 設(shè)計原理 ………………………………… ……………………………………… 11 紅外遙控電源開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理 ……………………………………………… 11 繼電器部分 ………………………………………………………………………… 12 蜂鳴器部分 ………………………………………………………………………… 13 發(fā)光二極管 ……………