【正文】
。在本設(shè)計(jì)中使用芯片內(nèi)部的振蕩電路，用 12MHz的晶振。這些我們必須了解，這是使用它的第一步。 由于這兩點(diǎn)重要區(qū)別，使 AT89C51 在使用上比 80c51 更方便好用。 第二，對于 80c51，輸入 /輸出口 P0,P1,P2,P3,真正能完全為用戶使用的，只有 P1口以及部分作為第一功能使用的 P3 口。 AT89C51 它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如圖 19 所 示。 數(shù)據(jù)總線：數(shù)據(jù)總線寬度為 8 位，由 P0口提供。 地址總線：地址總線的寬度為 16位，因此，外部存儲器直接尋址范圍為 64KB。但當(dāng)使用外部 時(shí)鐘源時(shí)，則是將外部時(shí)鐘源接于 XTAL1,而將 XTAL2 浮空。其一是CHMOS 芯片可在軟件的控制下停止芯片內(nèi)振蕩器的工作，使系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)電運(yùn)行方式。晶體可在 ～ 12MHz 之間選擇，電容可在 6～ 30pF之間選擇。 XTAL1,XTAL2:當(dāng)使用單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路時(shí)，這兩個(gè)端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容。當(dāng)主電源發(fā)生故障而突然下降或斷電時(shí)， Vpd 將為片內(nèi) RAM提供備用電源，以保證存儲在 RAM 中的信息不致丟失。當(dāng) /EA有效時(shí)（低電平），第二功能 Vpp 將為片內(nèi) RAM 提供備用電源，以保證存儲在 RAM 中的信息不致丟失。第二功能 /PROG 是在對 8751 的 EPROM 編程時(shí)，編程脈沖的輸入端。 ALE/PROG： ALE 是地址鎖存允許信號。由于引腳的限制，所以它的 P3口全都有第二功能。 AT89C51 是標(biāo)準(zhǔn)的雙列直插式封裝的集成電路芯片， 40引腳，從引腳功能的角度來看，可將引腳分為分為三個(gè)部分： I/O口線，控制口線和電源及時(shí)鐘線。圖 6就是它的引腳圖。它的各個(gè)引腳的功用，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，時(shí)序圖，它的各種常用接法， 12V， 5V運(yùn)行模式下的各種性能特征，等等，將會在下文提到。當(dāng)然，最初的了解是從它的引腳的功能開始的。 接上這四部分電路后，單片機(jī)就能正常工作了。當(dāng) EA— — 為低電平時(shí)， CPU 只執(zhí)行片外程序存儲器指令，此時(shí)訪問外部 ROM0000H— FFFFH； 在本次設(shè)計(jì)中， EA— — 需要接高電平。當(dāng) VCC下降到某一規(guī)定值時(shí)， VPD便可向片內(nèi) RAM 供電。注意：復(fù)位信號為 2 個(gè)以上機(jī)器周期的高電平，單片機(jī)復(fù)位正常工作時(shí)應(yīng)該為低電平，如果未加復(fù)位電平或復(fù)位后復(fù)位電平仍未撤除，則單片機(jī)不能正常工作，此時(shí)可檢查 RST 電壓及相關(guān)器件 R C S1等。復(fù)位電路有開機(jī)自動復(fù)位和手動復(fù)位，如圖中 R C3，S1 所示，其中 S1 為手動復(fù)位開關(guān)。 怎樣才能有效地復(fù)位呢？當(dāng)振蕩器正常工作時(shí)， RST（ 9）腳上出現(xiàn)的 2個(gè)機(jī) 器周期的高電平將使單片機(jī)有效復(fù)位。只有上電復(fù)位正常后， PC 值才為 0000H，即指向 ROM 的 0000H 單元 。單片機(jī)加電后， PC指針應(yīng)指向 ROM中某個(gè)固定的地址單元，當(dāng)然，程序開始的第一條指令也應(yīng)該放在 ROM的這一地址單元內(nèi)，這樣整個(gè)程序才能有序地執(zhí)行。 MCS51 大多數(shù)指令都為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:這里的連接是有技巧的，這里的連線正確關(guān)系到線的交叉R24 70R34 70R44 70R54 70R64 70R74 70R84 70R94 70位碼驅(qū)動T49 01 5T39 01 5T29 01 5T 109 01 5V C Cy112y29y38y46abfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedp四位一體共陽117421105abcdefg3dpR 1 2L E D 4afbeddpcg桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁 共 44 頁 一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，信號接入（ 19）腳，（ 18）腳懸浮。 C C2短路、晶振不良， 89C51（ 18）、 （ 19）腳內(nèi)部反向器損壞。晶振頻率因單片機(jī)工作速度而異， INTEL MCS51系列為 — 12MHZ， ATMEL 89C 系列為 0— 24MHZ，目 前常采用 6MHZ、 、 12MHZ。 XTAL1（ 19）， XTAL2（ 18）為外接晶振的 2個(gè)引腳。這就要求內(nèi)部必須有一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘。 VSS（ 20）為直流電源以及數(shù)字信號的輸入或者輸出的公共端口， VCC（ 40） INTEL 芯片為 — ,89C51 為 — 6V。對于 51 系列的單片機(jī)來說。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁 共 44 頁 圖 119 數(shù)碼管在設(shè)計(jì)中的連接 2 軟件設(shè)計(jì)以及相關(guān)芯片的介紹 單片機(jī)模塊 單片機(jī)的說明 任何一個(gè)單片機(jī)，要正常工作的話，有四部分電路必然要接上。另外 4個(gè)三極管驅(qū)動和上面的三極管的作用一樣，起放大作用。 圖中的 8個(gè)電阻對數(shù)碼管起保護(hù)作用。數(shù)碼管在顯示‘ ON’或者‘ OFF’時(shí)，只 需要用到兩個(gè)或者三個(gè)數(shù)碼管，或者有人會問，為什么我不用 3位一體數(shù)碼管，而要用 4位一體的數(shù)碼管，這是因?yàn)槭袌錾贤ǔＶ挥?4位一體的數(shù)碼管，而沒有 3 位一體的數(shù)碼管。另外，當(dāng)我要對某盞燈實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)的時(shí)候，數(shù)碼管上可以顯示我所要定的時(shí)間數(shù)值。 設(shè)計(jì)中數(shù)碼管的作用 本次設(shè)計(jì)中數(shù)碼管所起的作用很大，它主要有兩個(gè)作用：當(dāng)我要選擇哪一盞燈亮的時(shí)候，相對應(yīng)的數(shù)碼管就顯示數(shù)據(jù)，表明選擇燈成功。電路使用器件少，僅用到了 2片中規(guī)模集成電路 74LS164 和 74LS138，占用 CPU 的 I／ O線少，特別適合于 I／ O線不是很多的單片機(jī)如 AT89C2051／ 1051， 97C2051／ 1051， PIC16Cxx等系統(tǒng)中使用。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約 1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 CPU向字 段輸出端口送出字形碼時(shí)，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)顯示器亮，則取決于 COM端，而這一端是由 COM 端口控制的，所以我們就可以自行決定何時(shí)顯示哪一位了。 動態(tài)掃描顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。就是他們的公共端 都 接正極。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁 共 44 頁 數(shù)碼管的工作原理 數(shù)碼管的特征 數(shù)碼管實(shí)際上是由 7個(gè)發(fā)光管組成 8 字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是 8 個(gè)。紅外遙控電子開關(guān)的設(shè)計(jì)主要是通過通用家電通用遙控器來控制照明燈的開關(guān)， 從而實(shí)現(xiàn)智能家居的部分功能。因此，我在 P2 口上接幾個(gè)發(fā)光二極管來代替家用日光燈，從而避免了調(diào)試的危險(xiǎn)，而且，這樣設(shè)計(jì)也更加直觀 。單片機(jī)的P2 口外接一個(gè)光偶合和一個(gè)繼電器，以次來接到家電上去，實(shí)現(xiàn)對家電的遙控控制。通過電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換來的電壓值準(zhǔn)確，誤差較小，設(shè) 計(jì)簡單實(shí)用，所以應(yīng)用十分廣泛。 圖 116 光耦合在設(shè)計(jì)中的連接 電源部分 電源部分通過一個(gè) 7805電壓轉(zhuǎn)換器把電壓值在 6V~~15V之間的電壓轉(zhuǎn)換成 5V輸出。由于本次設(shè)計(jì)的是一個(gè)模擬遙控開關(guān)，所以后來就用發(fā)光二極管來代替接家電設(shè)備，因此光偶合以及繼電器 部分的電路并未接上。這樣的好處是調(diào)試的時(shí)候，效果更加明顯，也更加安全可靠。所以我們導(dǎo)師建議我用發(fā)光二極管來代替實(shí)物進(jìn)行一次模擬調(diào)試。此次設(shè)計(jì)的初衷是想通過繼電器來接上家電，以次來直接控制家電。所以用發(fā)光二極管代替家用照明燈來完成模擬。 圖 114 蜂鳴器在設(shè)計(jì)中的連接 在 該電路中的電阻 R27對三極管起保護(hù)作用，三極管的作用是對蜂鳴器的聲音起放大的作用。本次設(shè)計(jì)中，當(dāng)我們用遙控器對著我所制作的電路板按下按鍵的時(shí)候，也可以聽到一聲‘的’的聲音，也即是蜂鳴器發(fā)出的聲音。我們知道，家用電器，比如彩電的遙控器，當(dāng)我們拿著遙控器對著彩電屏幕按下按鍵時(shí)，我們可以聽到一聲“的”的聲音。繼電器是一種感性器件，桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁 共 44 頁 對家用電燈實(shí)行控制，所以要加上一個(gè)反峰二極管。 繼電器部分 因?yàn)橛杏|電，開關(guān)的瞬間會有電磁干擾，而 51 單片機(jī)的抗干擾能力很差，容易死機(jī)，所以考慮用固態(tài)繼電器，沒有觸點(diǎn)。 解碼的關(guān)鍵是如何識別 “0” 和 “1” ，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn) “0” 、 “1” 均以 的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同， “0” 為 ,“1” 為 ,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別 “0” 和 “1” 。后 16 位為 8 位的操作碼和 8 位的操作反碼用于核對數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。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 。這種遙控碼具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “0” ；以脈寬為 、間隔、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “1” 。 設(shè)計(jì)原理 紅外遙控電源開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理 紅外線遙控編碼芯片為 LC7461 等芯片為例來說明用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)紅外遙控解碼遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成脈沖寬度調(diào)制和脈沖相位調(diào)制兩大類，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的脈沖寬度調(diào)制來加以說明，現(xiàn)以 LC7461 組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。 圖 19 紅外接收電路的應(yīng)用 紅外接收部分在本次設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 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: 紅外接收I N T12+34C4C A PV C CR 1 156T19 01 5桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁 共 44 頁 圖 110 紅外接收部分 該電路中的紅外接收頭的 1管腳外接一個(gè)三極管 9015， 2腳接地， 3 腳一邊接一個(gè)上拉電阻到電源，另一邊通過一個(gè)小電容 到地。 紅外接收頭的外觀 ： 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 15 頁 共 44 頁 圖 18 紅外接收頭的外觀 紅外接收電路的應(yīng)用： （ 1） 紅外接收頭在電路中有效地抑制了電源干擾。再 有，發(fā)送的數(shù)位 “0” 至少要對應(yīng) 14個(gè)載波脈沖，這就要求傳送的波特率不能超過 2400bps。最后，由輸出級電路進(jìn)行反向放大輸出 。 TSOP4838 的工作原理為：首先，通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為 38kHz的脈沖調(diào)制紅外光信號轉(zhuǎn)化為電信號，再由前放大器和自動增益控制電路進(jìn)行放大處理。 （ 1） VCC 接系統(tǒng)的電源正極（ +5V）； （ 2） GND 接系統(tǒng)的地線（ 0V）； （ 3） 脈沖信號輸出接 CPU的中斷輸入引腳（例如 8031 的 13 腳的 INT1）。 紅外接收電路選用 Vishay 公司生產(chǎn)的專用紅外接收模塊 TSOP1738 或者