【正文】 鍵盤尋址 LJMP JIAN JIAN1: CJNE A,07FH,JIAN2 。識別碼反碼賦值 MOV P2,0FFH JIAN: MOV R1,0EAH 。開總中斷允許 MOV PCODE,0ABH 。8 位自動重裝初值模式 MOV TH1,0F3H 。關(guān)所有中斷 MOV IP,01H 。設(shè)堆?；窞?70H CLR 。按鍵碼 OPPBUT EQU 33H 。識別碼 OPPCODE EQU 31H 。定時器 T1 中斷入口地址 LJMP INTT1 。程序執(zhí)行開始地址 AJMP START 。在此，祝愿我校日后蓬勃發(fā)展，成為一所獨(dú)具風(fēng)格的綜合性大學(xué)。同時，也提高了我獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì) ,我選擇了 方志華 老師所帶的這個比較具有實(shí)用性的有意思的課題 —— 基于單片機(jī)的 紅外遙控電路設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)學(xué)習(xí)生活的最后一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)，是對我大學(xué) 四年 學(xué)習(xí)的 一個綜合考核。在實(shí) 際應(yīng)用中遇到很多的問題，這都需要我對問題進(jìn)行具體的分析，并一步一步地去解決它。 通過自己的實(shí)踐，增強(qiáng)了動手能力 ，掌握了系統(tǒng)的分析解決問題的方法。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對于我來說，既 是一次機(jī)遇，又是一次挑戰(zhàn)。 在設(shè)計(jì)過程中，通過 大量的查閱資料，認(rèn)真研究教材，對單片機(jī)有了更為深刻的理解，在編寫 軟件時，須仔細(xì)的分析硬件電路 及所要達(dá)到的功能 ， 然后設(shè)計(jì) 程序流程， 編寫代碼。例如設(shè)計(jì)中可 通過增加紅外線發(fā)射功率 進(jìn)而 增加遙控距離， 改進(jìn)信號編碼方式以提高數(shù)據(jù)的傳輸速度， 使用小型單片機(jī)以降 低功耗 等 。 經(jīng)過 測試 ，設(shè)計(jì) 結(jié)果 完全達(dá)到 課題 任務(wù) 要求。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 7 結(jié)論 由于目前的遙控裝置大多對某一設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)控制，而在本設(shè)計(jì)中的紅外遙控電路設(shè)計(jì)了多個 控制按鍵，可以對 不同的設(shè)備，也可以對同一設(shè)備的多個功能進(jìn)行 控制。 當(dāng)按下按鍵 6 時，所有設(shè)備都不工作，數(shù)碼管顯示 0，發(fā)光二極管都不發(fā)光。 當(dāng)先后 按下兩個鍵 3和 4時， 3號和 4號二極管亮，數(shù)碼管顯示 2。 當(dāng)輸入一個按鍵 3 時，通過紅外發(fā)射和接收電路， 對應(yīng)的光電耦 合器 3 的設(shè)備工作即 3號發(fā)光二極管發(fā)光，而數(shù)碼管顯示工作的設(shè)備的個數(shù)，就顯示 1。 本電路總共設(shè)計(jì)了 6 個輸入按鍵， 5 號 ,6 號按鍵 為特殊按鍵。該下載器價格便宜，使用簡單，可直接通過便攜電腦對單片機(jī)進(jìn)行軟件下載。 程序下載 本設(shè)計(jì)中采用的 AT89S51 單片機(jī)具有靈活的在系統(tǒng)編程功能，故在硬件制作中只需為 ISP 串行編程接口留出引腳，方便程序的下載。按照以下原則進(jìn)行焊接： （ 1）先焊接各芯片的電源線和地線，這樣確保各芯片有正確的工作電壓； （ 2）同類的芯片應(yīng)順序焊接，在一片焊接并檢查好之后，其他的同類芯片 便可以參照第一片進(jìn)行焊接。 根據(jù)各電路的功能且 為方便焊接 與調(diào)試，把電路按其功能分別采用一塊電路板焊接 。 （ 2） 各硬件對周 圍環(huán)境要求不高，適應(yīng)性強(qiáng) 。因客觀條件限制，無法制作印刷電路板，故本次設(shè)計(jì)電路均采用萬用版手工焊接。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 31 Proteus 硬件電路 圖 32 虛擬示波器輸出波形 硬件電路 制作與軟件 下載 在結(jié)束了仿真及調(diào)試階段后，設(shè)計(jì)所采用的軟硬件方案均最后確定，接下來便是具體的制作過程。 經(jīng)過仿真并通過觀察波形對設(shè)計(jì)中的軟硬件進(jìn)行修改以達(dá)到需要的功能。 圖 31 為 Proteus 中的 硬件電路。在軟件編譯無錯后可進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)。 發(fā)射模塊的硬件電路在 Proteus 中按電路圖完成搭建，并在單片機(jī)的中斷口 T1口接上軟件提供的虛擬示波器，以顯示其 輸出波形。 這里主要采用這兩款軟件進(jìn)行來聯(lián)調(diào)，以驗(yàn)證軟硬件的協(xié)調(diào)性。 它是由德國開發(fā)的一 個 51 單 片機(jī)開發(fā)軟件平臺 。 在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 Proteus是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。 它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。 因本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的課題，故可采用軟件對系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 進(jìn)行 仿真調(diào)試，以證實(shí)設(shè)計(jì)的可靠性，并對原設(shè)計(jì)的不足之處做出更改。移位賦值 JB ,$ JNB ,$ DJNZ CODENUM,READ02 RET 具體接收程序見附錄 4。取碼 CPL C 。清 A LJMP READ02 READ02: CLR C MOV R1,02H 。3ms 空隙 讀碼子程序： READ01: MOV CODENUM,08H 。DPTR 高 8 位放入 A JZ OUT 。用 DPTR 對低電平計(jì)數(shù) MOV R1,04H DJNZ R1,$ AJMP HEAD 。清 DPTR MOV DPL,A HEAD: JB ,HEAD01 。退出中斷 進(jìn) 入 讀 碼 子 程 序八 位 數(shù) 據(jù) 是 否 讀 完接 收 頭 電 平 高 ？延 時 0 . 8 m s0 累 加 器 A1 累 加 器 A等 待 高 電 平 結(jié) 束等 待 下 一 個 高 電 平 出 現(xiàn)退 出 子 程 序YNYN杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 READ: CLR A 。開中斷（系干擾） MOV A,38H 。關(guān)外中斷 JNB ,READ 。 圖 30 紅外遙控接收部分讀碼子程序 中斷接收并判斷引導(dǎo)碼： INTEX0: MOV 35H,A 。電平采樣后軟件延時等待下一個高電平的出現(xiàn)。以八位二進(jìn)制碼為一個循環(huán)。當(dāng)接收到結(jié)束碼‘ 1’后，單片 機(jī)開始對控制碼進(jìn)行響應(yīng)，對相關(guān) IO 口置位，之后返回 LED 數(shù)碼管顯示程序。程序首先初始化端口并開中斷，隨后單片機(jī)即對處于工作狀態(tài)的設(shè)備計(jì)數(shù)，等待中斷。若為低電平即為原碼的‘ 1’，高電平為原碼‘ 0’。原 碼 ‘ 1 ’ 原 碼 ‘ 0 ’ 原 碼 ‘ 1 ’E0 . 8 m s 0 . 8 m s低 電 平 高 電 平杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 即接收頭對信號反相后碼‘ 1’和‘ 0’的高電平時間長度不同。如何將其還原為二進(jìn)制中的‘ 1’和‘ 0’是軟件 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。利用延時跳過 3ms 的高電平，單片機(jī)才開始接收數(shù)據(jù)。因此其接收到的引導(dǎo)碼為 5ms 低電平和 3ms 的高電平，低電平引發(fā)接收端單片機(jī)中斷。 紅外遙控接收程序設(shè)計(jì) 紅外遙控接收程序主要任務(wù)是將紅外接收頭發(fā)出的信號還原為二進(jìn)制編碼。關(guān) T1 中斷 CLR 。發(fā) 脈沖 DJNZ R3,$ CLR TR1 。開 T1 中斷 SETB TR1 。轉(zhuǎn)脈沖發(fā)送信號 SEND1: MOV R3,02H 。發(fā)射 0 碼 進(jìn) 入 發(fā) 射 子 程 序待 發(fā) 射 位 為 0 ？延 時 1 . 6 8 m s開 中 斷 發(fā) 射 0 . 5 6 m s 脈 沖延 時 0 . 5 6 m s關(guān) 中 斷八 位 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 完 畢 ？退 出 發(fā) 射 子 程 序YNYN圖 27 紅外發(fā)射子程序流程圖 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 SEND0: MOV R4,69H 。關(guān) T1 中斷 CLR 。八位數(shù)據(jù)發(fā)送完畢退出 RET SEND: CLR TR1 。中斷返回 發(fā)送子程 序： OUT04: 。 中斷服務(wù)程序： INTT1: CPL 。 脈沖發(fā)送完畢，關(guān)中斷。為‘ 0’則先發(fā)送 的低電平，為‘ 1’則先發(fā)送 的低電平。它每被調(diào)用一次便將累加器 中的八位二進(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)送出去。表示本次數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。具體編碼方法本文章節(jié) 已有介紹。同時具有完善的調(diào)試功能 。其程序結(jié)構(gòu)簡單，執(zhí)行速度快，實(shí)時性好，程序易優(yōu)化，編譯后占用存儲空間校 少 ，是簡單的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中最常用的程序設(shè)計(jì)語言 。 MCS51 單片機(jī) 通常使用匯編語言和 C 語言來進(jìn)行軟件開發(fā)。 編碼標(biāo)準(zhǔn)章節(jié) 紅外編碼標(biāo)準(zhǔn)已詳細(xì)介紹。即本設(shè)計(jì)為軟件編解碼。 框圖如圖 24 所示。 在設(shè)計(jì)中分出了 2個支路，一個輸出的電壓為 9V，另外一個輸出的電壓為 5V。 電路如圖 24 所示。 三端穩(wěn)壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器，其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。顯示電路如下圖： 圖 23 譯碼顯示電路 整個紅外遙控系統(tǒng)接收電路圖見附 錄 2。 dp g f e d c b a 字形 字形碼 1 1 0 0 0 0 0 0 0 C0H 1 1 1 1 1 0 0 1 1 F9H 1 0 1 0 0 1 0 0 2 A6H 1 0 1 1 0 0 0 0 3 B0H 1 0 0 1 0 0 1 0 4 99H 1 0 0 1 0 0 1 0 5 92H 1 0 0 0 0 0 1 0 6 82H 1 1 1 1 1 0 0 0 7 F8H 1 0 0 0 0 0 0 0 8 80H 1 0 0 1 0 0 0 0 9 90H 0 1 0 0 0 0 0 0 0 40H 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 22 74LS47管腳圖 單片機(jī)內(nèi)部軟件對處于工作狀態(tài)的設(shè)備進(jìn)行計(jì)數(shù)， 因受控設(shè)備總數(shù)為四，故計(jì)數(shù)最大值也為四，所以系統(tǒng)只需一位數(shù)碼管即可。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應(yīng)關(guān)系。 譯碼為編碼的逆過程，它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。 因此使用時 需按數(shù)碼管極性將其 公共 端 接 地或 +5V，否則數(shù)碼管不亮。通過七個發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號。數(shù)碼管通過 譯碼器 74LS47 驅(qū)動。 我們這里采用的是一種無引出的光電耦合器。通過接地電阻可以控制耦合的響應(yīng)速度和靈敏度。 光電耦合器中光敏三極管的基極有引出和不引 出兩種形式。通常使用光電耦合器是為實(shí)現(xiàn)以下兩個主要功能： 電平轉(zhuǎn)換： TTL 電路與電源電路之間不需另加匹配電路就可以傳輸信號，從而實(shí)現(xiàn)了電平轉(zhuǎn)換。光電耦合的響應(yīng)時間一般不超過幾個微秒。發(fā)光二極管和光敏三極管之間用透明絕緣體填充，圖 17 HS38B 引腳 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 并使發(fā)光管與光敏管對準(zhǔn)，以提高其靈敏度，光電耦合器的電路符號如圖 19 所示。光電隔離是通過光電耦合器實(shí)現(xiàn)的。所以應(yīng)用日益廣泛。光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管組合起來的器件，發(fā)光二極管是把輸入邊的電信號變換成相同規(guī) 律變化的光，而光敏三極管是把光又重新變換成變化規(guī)律相同的電信號，因此，光起著媒介的作用。 本設(shè)計(jì)中受控設(shè)備為四個，采用 LED 燈模擬，且受控設(shè)備電源為 9V 因此如何防止供電電源與受控設(shè)備電源間的干擾也是需要考慮的部分 。 紅外接收頭內(nèi)部放大器的增益很大，很容易引起干擾，依次在接收頭的供電腳上必須加上濾波電容。 OUT 腳即圖示 1 號腳與單片機(jī) IO 口直接相連。 它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸，中心頻率 。經(jīng)過它的接收放大和解調(diào)會 在輸出端直接輸出原始 信號 的反相信號 。并通過數(shù)碼管顯示用杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 電設(shè)備的個數(shù)。遙控信號的還原是通過 制脈沖碼的高電平與低電平及維持時間，當(dāng)接收頭接收信號時，單片機(jī)產(chǎn)生中斷，并在 口 對信號電平進(jìn)行識別，并還原為原發(fā)送數(shù)據(jù) ，這在后面的軟件設(shè)計(jì)中會具體介紹到 。整體框圖見圖 5. 一體化紅外接收頭采用 HS38B，它負(fù)責(zé) 對接收到的 紅外遙控信號的解調(diào)。 圖 16 紅外驅(qū)動發(fā)射電路 系統(tǒng)發(fā)射部分整體電路圖見附件