【正文】 流程圖如圖 18 所示。其流程圖如圖 17 所示。主程序流程圖如圖 16 所示。 圖 15 發(fā)射電路輸出波形 紅外發(fā)射端軟件設(shè)計 本部分軟件主要由主程序、鍵盤掃描子程序、紅外編碼子程序組成。 當(dāng)一個鍵按下超過 36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組 108ms 的編碼脈沖 ,這108ms 發(fā)射代碼由一個引導(dǎo)碼（ 9ms） ,一個結(jié)果碼（ ） ,低 8 位地址碼（ 9ms~18ms） ,高 8 位地址碼（ 9ms~18ms） ,8 位數(shù)據(jù)碼（ 9ms~18ms）和這 8 位數(shù)據(jù)的反碼（ 9ms~18ms）組成。遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種 32位二進(jìn)制碼，周期約為 108ms。該芯片的用戶識別碼固定為十六進(jìn)制 01H；后 16 位為 8位操作碼（功能碼）及其反碼。每次 8 位的碼被傳送之后，它們的反碼也被傳送，減少了系統(tǒng)的誤碼率。編碼采脈沖位置調(diào)制方式（ PPM）。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，SM0038 所發(fā)射的一幀碼含有一個引導(dǎo)碼， 16 位的用戶編碼和 8 位的鍵數(shù)據(jù)碼、鍵數(shù)據(jù)碼的反碼也同時被傳送。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 的組合表示二制的“ 0”；以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的“ 1”，其波形如圖 14所示 。紅外發(fā)射端程序主要由主程序、鍵盤掃描子程序、紅外編碼子程序組成，紅外接收端程序主要由主程序、紅外解碼子程序、小車控制子程序組成。其電路如圖 13所示。當(dāng)小車右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時，代表小車右轉(zhuǎn)燈的另一個紅色 LED 燈亮，直到小車進(jìn)入除右轉(zhuǎn)外的其他狀態(tài)，右轉(zhuǎn)燈滅。本設(shè)計的指示燈電路由四個 LED 等組成。 指示燈電路設(shè)計 小車的指示燈設(shè)計思想來源于實際生活。在控 12 制部分和電機驅(qū)動部分之間用光耦隔開，以免影響控制部分電源的品質(zhì)。所以選用雙電源供電。即 、 控制第一個電機的方向，輸入的 PWMl 控制第一個電機的速度； 、 控制第二個電機的方向，輸入的 PWM2 控制第二個電機的速度。 STC89C52RC 輸出二組 PWM 波 PWM 波用來控制一個電機的速度。 圖 10 SM0038 接收電路 圖 11 L298N 驅(qū)動芯片 電機驅(qū)動電路設(shè)計 L298N 可驅(qū)動 2個電機， OUTl、 OUT2 和 OUT OUT4之間分別接 2個電動機。 L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含 4通道邏輯驅(qū)動電路。 電機驅(qū)動芯片介紹 無刷直流電機一般是小型的電機，采用 L298N（實物圖如圖 11 所示）驅(qū)動，它一般可以同時驅(qū)動兩電機，如果擔(dān)心驅(qū)動不夠就可以采用兩個 L298N。信號腳接到 腳上，當(dāng) SM0038 收到第一個紅外脈沖時，觸發(fā) INT0 產(chǎn)生中斷，使單片機退出低功耗狀態(tài)，進(jìn)入工作狀態(tài)，同時使計數(shù)器 0和定時器 1開始工作。 紅外接收電路設(shè)計 紅外接收電路專門采用集成電路 SM0038， SM0038 有三個引腳，一個接電源一個接地，另外一個接信號端，它集光電轉(zhuǎn)換，解調(diào)和放大于一體。數(shù)據(jù)信號和干擾信號的區(qū)別體現(xiàn)在載波頻率、脈沖長度、工作周期上。有的廠家建議在供電腳和電源之間接入 330 歐電阻，進(jìn)一步降低電源干擾。根據(jù)發(fā)射端調(diào)制載波的不同應(yīng)選用相應(yīng)解調(diào)頻率的接收頭。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。紅外監(jiān)測二極管監(jiān)測到紅外信號，然后把信號送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。紅外接收電路通常被廠家集成在一個元件中成為一體化紅外接收頭。它的主要特點是內(nèi)置光電檢測器和前置放大器，內(nèi)置 PCM 頻率濾波器，內(nèi)置防電場干擾設(shè)計，輸出電平與 TLL 和 CMOS 兼容，輸出低電平有效，低功率消耗，不受環(huán)境光源干擾，可以連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送 1200bit/s，輸入脈沖串長度 =10 周期 /脈沖串。 紅外接收芯片介紹 SM0038（實物圖如圖 9 所示）是一個小型的紅外遙控接收器件電路內(nèi)置 P/N 二極管和前置放大器，采用可紅外濾波的環(huán)氧樹能材料封裝。其電路如圖 8所示。 圖 7 獨立式鍵盤電路 紅外發(fā)射電路設(shè)計 根據(jù)紅外發(fā)射管本身的物理特性，必須要有載波信號與即將發(fā)射的信號相“與”，然后將相“與”后的信號送發(fā)射管，才能進(jìn)行紅外信號的發(fā)射傳送，而在頻率為 38KHz 的載波信號下，發(fā)射管的性能最好，發(fā)射距離最遠(yuǎn)，所以在硬件設(shè)計上，本設(shè)計采用 38KHz的晶振產(chǎn)生載波信號，與發(fā)射信號進(jìn)行邏輯“與”運算后，通過三極管的功率驅(qū)動到紅外 發(fā)光二極管上。 本設(shè)計的獨立式鍵盤由 8 個獨立按鍵組成，每個按鍵對應(yīng)一個獨立的操作，即每 個按鍵控制小車的一個狀態(tài)，其電路如圖 7所示。 圖 6 7805 穩(wěn)壓電路 8 紅外發(fā)射端設(shè)計 紅外發(fā)射端主要由單片機最小系統(tǒng)、獨立式鍵盤電路、紅外發(fā)射電路組成。用 78/79 系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路使用起來可靠、方便而且價格便宜。 圖 5 復(fù)位電路 穩(wěn)壓電路設(shè)計 考慮到本設(shè)計使用的直流電機的工作電壓為 +12V，而單片機的工作電壓為 +5V，因此，要為電源設(shè)計一個電路 +12V電壓中分出一個 +5V電壓提供單片機工作。 7 （ 2）按鍵復(fù)位：按鍵復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下時電容被放電、 RST 也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機復(fù)位。復(fù)位操作有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位。 圖 4 時鐘振蕩電路 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位是單片機的一個很重要的操作方式。 時鐘信號可以有兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也高，單片機運行的速度也就快。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過單片機內(nèi)部的觸發(fā)器進(jìn)行二分頻以后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。 圖 3 STC89C52RC 單片機引腳圖 6 時鐘電路設(shè)計 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號。 （ 13）工作溫度范圍： 40～ +85℃（工業(yè)級） /0～ 75℃（商業(yè) 級）。 （ 11）外部中斷 4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 （ 10） 共 3個 16位定時器 /計數(shù)器。 （ 8） 具有 EEPROM 功能。 （ 6） 通用 I/O 口（ 32 個），復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。 （ 4）用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)。 （ 2）工作電壓： ～ （ 5V單片機） /～ （ 3V單片機）。 圖 1 紅外發(fā)射端原理框圖 圖 2 紅外接收端原理框圖 3 系統(tǒng)設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)通常由單片機、時鐘電路、復(fù)位電路、電源以及擴展部分組成。 4 紅外接收模塊接收到紅外數(shù)據(jù)后，接收端單片機對紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將碼對應(yīng)的操作交予控制電路，電機、指示燈開始工作，從而實現(xiàn)對小車的控制。其原理圖如圖 1所示。（楊恢先，王子菡，楊穗等， 2020） 紅外發(fā)射端原理 紅外遙控發(fā)射端主要由單片機、單片機最小系統(tǒng)（包括時鐘電路、復(fù)位電路）、電源、獨立式鍵盤以及紅外發(fā)射電路等組成。（李光飛，樓然苗，胡佳文等， 2020）本單片機遙控應(yīng)用系統(tǒng)采用紅外線發(fā)射頻率的不同，來識別不同的遙控功能。此方案具有制作簡單、容易等特點，但由于功能鍵數(shù)及功能受到特定的限制，只適合用某一專用電器產(chǎn)品的應(yīng)用，應(yīng)用范圍受到限制。所以現(xiàn)在很多無線遙控方式都采用紅外遙控方式。紅外遙控方式是以紅外線作為載體來傳 3 送控制信息 的，同時隨著電子技術(shù)的發(fā)展，單片機的出現(xiàn)，催生了數(shù)字編碼方式的紅外遙控系統(tǒng)的快速發(fā)展。由于無線電容易對其它電視機和無線電通訊設(shè)備造成干擾，而且，系統(tǒng)本身的抗干擾性能也很差，誤動作多，所以未能大量使用。（李湘閩，唐宏，葛繼， 2020） 當(dāng)今紅外技術(shù)的一個重要分支是紅外通信技術(shù)的應(yīng)用，這個應(yīng)用的發(fā)展非常迅速，尤其是紅外通信應(yīng)用于計算機設(shè)備中，近幾年的發(fā)展已經(jīng)表現(xiàn)出其非常成熟的特性。 紅外技術(shù)概述 紅外 簡介 從光學(xué)的角度而言，紅外是頻率低于紅色光的不可見光，在無線光譜的整個頻率中占有很小一個頻率段，波長為 — 100 微秒之間，其中 — 3 微秒之間的紅外光稱為近紅外， 3— 30微秒之間的紅外光稱為中紅外， 30— 100 微秒之間的稱為遠(yuǎn)紅外。 （ 5）實用性好。外部總線增加了 I2C（ InterIntegrated Circuit）及 SPI（ Serial Peripheral Interface）等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。 （ 3）便于擴展。 （ 2）控制能力強。另外，由于其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。（王衛(wèi)星， 2020） 單片機主要特點如下： 2 （ 1）集成度高、體積小、可靠性高。 單片機概述 單片機又稱為“微控制器 MCU”，是把中央處理器 CPU（ Central Processing Unit）、存儲器（ Memory）、定時器（ Timer）、 I/O（ Input/Output）接口電路等一些計算機的主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。 通過此課題的研究學(xué)習(xí)，可以將單片機課程所學(xué)的知識應(yīng)用到實際中，了解單片機的控制方法及無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的運用。共分為兩個模塊，紅外接收模塊和紅外發(fā)射模塊。無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也迅猛發(fā)展并 已被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域 , 如：無線 RS48無線 PLC, 電力線無線報警 , 工業(yè)遙控、遙測 , 石油鉆井張力無線監(jiān)測 , 安防設(shè)備無線監(jiān)控等。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種 IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程序控制玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。 本設(shè)計基于單片機控制和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的設(shè)計思想。從小的方面說，遙控小車可以開發(fā)幼兒的智力，提高小孩子左右手的協(xié)調(diào)能力；從大的方面來說，遙控小汽車可以在軍事偵察、反恐、防污染等各種高污染高危險的環(huán)境代替人的工作，因此它有廣闊的應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞： STC89C52RC 單片機 紅外發(fā)射 紅外接收 Design of the Control System of Remote Control Car Chen Youchao （ College of Engineering， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， China） Abstract： The intelligent is a direction of developing in the future that as a new modern invent. It can follow the automatic operation in an environment with the preset pattern, management without anybody。軟件部分使用 C 語言編程，由紅外發(fā)射端的主程序、鍵盤掃描子程序、紅外編碼子程序、紅外接收端的主程序、紅外解碼子程序、小車控制子程序等組成。 本文介紹了基于紅外遙控技術(shù)的遙控小車控制系統(tǒng)，以 STC89C52RC 單片機為核心，利用紅外遙 控器來控制小車的運行方向和速度。智能遙控技術(shù)是指實現(xiàn)對被控目標(biāo)的遙遠(yuǎn)控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 本科畢業(yè) 設(shè)計 遙控小車控制系統(tǒng)的設(shè)計 摘 要 智能作為現(xiàn)代的新發(fā) 明，是以后的發(fā)展方向，它可以按照預(yù)先設(shè)定的模式在一個環(huán)境里自動的運作，不需要人為的管理，可應(yīng)用于科學(xué)勘探等等的用途。智能電動車就是其中的一個體現(xiàn)。而紅外遙控也是一種無線、非接觸控制技術(shù)，但是由于它具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，因此被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應(yīng)用到計算機系統(tǒng)中。系統(tǒng)的硬件部分主要由單片機最小系統(tǒng)模塊、紅外發(fā)射端的獨立式鍵盤電路、紅外發(fā)射電路、紅外接收端的紅外接收電路、控制電路等組成。當(dāng)獨立式鍵