【正文】 [3]。 P0=dispbitcode[0]。使得看到連續(xù)的3 位數(shù)。一直按照設(shè)置時(shí)間循環(huán)顯示。把上面的流程以一定的速度循環(huán)執(zhí)行就可以顯示出“ 12”，由于交替的速度非?？?，人眼看到的就是連續(xù)的“ 12”。在編程時(shí)，需要輸出段選和位選信號(hào)，位選信號(hào)選中其中 一個(gè)數(shù)碼管，然后輸出段碼，使該數(shù)碼管顯示所需要的內(nèi)容，延時(shí)一段時(shí)間后，再選中另一個(gè)數(shù)碼管，再輸出對(duì)應(yīng)的段碼，高速交替。 顯示模塊程序設(shè)計(jì) 數(shù)碼管顯示 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示程序中，各個(gè)位的延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短非常重要，如果延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，則會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；如果延時(shí)時(shí)間太短，則會(huì)出現(xiàn)顯示暗且有重影。掃描一遍按鍵后進(jìn)行總和計(jì)算程序，并由數(shù)碼管顯示。 beer=0。 beer=1。 bai++。百位計(jì)算部分程序如下： if(key1==0) delay_ms(10)。如個(gè)、十、百位各按一下，則得數(shù)據(jù) 111。利用軟件編程對(duì)各位進(jìn)行相加計(jì)算。高、低電平時(shí)間不是固定值，只要相加等于 26us 就是發(fā)送 38khz 的頻率。//delay 1ms num=num1。0x001) delayms(93)。num1) khz(40)。 for(num1=8。 20 a=2ms b=1ms c= 圖 33 發(fā)射接收波形圖 khz(116)。發(fā)送完畢指令 kHz(20)，后停止發(fā)送。一個(gè)數(shù)據(jù)為發(fā)送完畢， num=num1 數(shù)據(jù)位右移一位后判斷發(fā)送。接著開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)， kHz(40)（發(fā)送時(shí)間為 1ms）后判斷數(shù)據(jù)的最后一位是“ 1”還是“ 0”。 如下程序首先發(fā)送 頻率，再停止發(fā)送 。 while(i0)i。a) out=1。程序如下： for(a=aa。 RC 振蕩器的穩(wěn)定性差，往往由于偏差很大而縮短控制距離。再經(jīng)過(guò) D 觸發(fā)器構(gòu)成的 2 分頻 /整形電路變成 38kHz的方波信號(hào)。 由 455kHz 的晶振 CRY,反相器74HC04 及電阻、電容構(gòu)成的振蕩器產(chǎn)生 455kHz 的方波信號(hào)?，F(xiàn)討論產(chǎn)生 38kHz頻率的兩種方案。由按鍵控制數(shù)據(jù)是否發(fā)送。 兩種語(yǔ)言都有其 獨(dú)有的特性，結(jié)合自身的情況，對(duì) C 語(yǔ)言比匯編語(yǔ)言要熟悉，并且應(yīng)用 C的時(shí)間比匯編長(zhǎng)， 18 所以我最終選擇了以 C語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)系統(tǒng)的程序。通過(guò)對(duì)以上兩種語(yǔ)言的分析， 由于 C 語(yǔ)言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，同時(shí)該程序也比較復(fù)雜，要控制多個(gè)部件模塊。除了這些特性，匯編語(yǔ)言還具有下列特性： ① 占用的內(nèi)存單元和 CPU 資源少，能直接對(duì)硬件進(jìn)行控制； ② 程序簡(jiǎn)短執(zhí)行速度快； ③ 可直接調(diào)用單片機(jī)的全部資源，并可有效地利用單片機(jī)的專有特性； ④ 能準(zhǔn)確地掌握指令的執(zhí)行時(shí)間，適用于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。除了這些特點(diǎn)外， C語(yǔ)言還具有以下優(yōu)越性：在不需要完全了解單片機(jī)系統(tǒng)具體硬件的情況下，也能夠編出符合硬件實(shí)際的專業(yè)水平的程序；以適應(yīng)片上存儲(chǔ)器的大??；中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和恢復(fù)，中斷向量表的填寫(xiě)，是直接與單片機(jī)相關(guān)的，都由 C編譯器代辦；提供常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)，以供用戶直接使用； 頭文件中定義宏 、說(shuō)明復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和函數(shù)原型，有利于程序的移植和支持單片機(jī)的系列化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)；有嚴(yán)格的句法檢查，錯(cuò)誤很少，可容易地在高級(jí)語(yǔ)言的水平上迅速地被排除掉；可方便地接受多種實(shí)用程序的服務(wù)：如片上資源的初始化有專門(mén)的實(shí)用程序自動(dòng)生成；再如，有實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)可調(diào)度多道任務(wù)，簡(jiǎn)化用戶編程，提高運(yùn)行的安全性等等。 C語(yǔ)言功能豐富，表達(dá)能力強(qiáng)，使用靈活方便，應(yīng)用面廣，目標(biāo)程序效率高，可移植性好，既具有高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，又具有低級(jí)語(yǔ)言的許多特點(diǎn)。 15 表 22 LCD1602的主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量 16 2個(gè)字符 芯片工作電壓 工作電流 () 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 （ W H） mm 表 23 LCD1602液晶顯示屏接口信號(hào)的說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫(xiě)選擇端 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號(hào) 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)極 圖 211 模擬接線圖 16 圖 212 讀操作時(shí)序的控制器接口圖 17 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序的編寫(xiě)就要涉及到程序語(yǔ)言的選擇，下面先看看匯編語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言的特性，再進(jìn)行語(yǔ)言的選擇。表 22為 LCD1602 液晶顯示屏的主要技術(shù)參數(shù)。當(dāng)電阻器滑到最靠近電源端時(shí)對(duì)比度最弱，當(dāng)滑到最靠近地端時(shí)對(duì)比度最高。如圖211為模擬接線方式圖。當(dāng) RS 引腳信號(hào)為1， R/W 引腳信號(hào)為 0 且 E 引腳信號(hào)為由 1 變?yōu)?0時(shí)，存入數(shù)據(jù) 。因此，可將 DR視為一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。當(dāng) RS及 R/W 引腳信號(hào)為 0 且 E 引腳信號(hào)為由 1變?yōu)?0 時(shí)， D0～ D7 引腳上的數(shù)據(jù)便會(huì)存入到 IR 寄存器中。 (2)CGROM 為字符產(chǎn)生器ROM，可供使用者存儲(chǔ)特殊造型的字符碼， CGROM 最多可存放 8個(gè)字符。 LCD1602 內(nèi)部結(jié)構(gòu)由 DDRAM、 CGROM、 IR、 DR、 BF、 AC等大規(guī)模集成電路組成。 LCD1602 可以顯示 2 行 16個(gè)字符，有 8位數(shù)據(jù)總線 D0D7 和 RS、 R/W、 E 三個(gè)控制端口，工作電壓為 5V。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮 。 下面對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，數(shù) 碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管 ， 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè) “ 8” 可分為 1位、 2位、 4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。用數(shù)碼管顯示信息時(shí)，由于每個(gè)數(shù)碼管至少需要 8 個(gè) I/O 口，如果需要多個(gè)數(shù)碼管，則需要太多 I/O 口，而單片機(jī)的 I/O 口是有限的。 圖 29 接收管原理連接圖 13 顯示模塊 液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)， 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣 就 可以顯示出圖形。 圖 28 接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 本系統(tǒng)在使用接收模塊時(shí)在電源端和地端之間加了個(gè)電容，主要是因?yàn)殡娫床ㄐ斡绊懶盘?hào)的輸入，而加 個(gè)電容有濾波的效果和提高靈敏度。如果發(fā)送一個(gè)字節(jié)后不作停頓，接收器將會(huì)認(rèn)為是光噪聲，將造成通訊失敗。只要確保遙控器工作正常，很容易判斷紅外接收頭的優(yōu)劣。三個(gè)管腳分別是地、＋ 5 V 電源、解調(diào)信號(hào)輸出端。 HS0038為直立側(cè)面收光型。在用小功率發(fā) 射管發(fā)射信號(hào)情況下，其接收距離可達(dá) 35m。如圖 26所示為接收模塊實(shí)物圖。 11 圖 25 發(fā)射管內(nèi)部工作流程圖 接收模塊 一體化的紅外接收模塊將數(shù)據(jù)信號(hào)的接收、放大、檢波、整形集于一體，并且輸出可以讓單片機(jī)識(shí)別的信號(hào)，這樣大大簡(jiǎn)化了接收電路的復(fù)雜程度和電路的設(shè)計(jì)工作，方便使用。兩個(gè)電阻是限流的作用， R121 是防止電流過(guò)大燒壞三極管， R122 是防止電流過(guò)大燒壞紅外發(fā)射管 D121，三極管起到放大電流的主要作用，使得紅外發(fā)射的更遠(yuǎn)，當(dāng)單片機(jī)的 口賦值 1時(shí)，三極管工作，紅外發(fā)射管 工作發(fā)射紅外線，當(dāng)單片機(jī)的 0 的時(shí)候三極管不工作，紅外發(fā)射管不工作。 S的紅外發(fā)射二極管，以適應(yīng)數(shù)據(jù)通信的 要求；第二，由于現(xiàn)在大多數(shù)紅外發(fā)射二極管為球面透鏡封裝，紅外發(fā)射二極管的發(fā)射指向角較小，為改善發(fā)射光線的指向特性，使之在較寬的偏移臣離內(nèi)正常工作，應(yīng)采用多管并發(fā)的方法．但對(duì)本系統(tǒng)綜合考慮還是采用了一個(gè)紅外發(fā)射管。 圖 23發(fā)射二極管實(shí)物圖 在紅外發(fā)射模塊設(shè)計(jì)中選擇紅外發(fā)射二極管時(shí)，要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：第一，由于紅外發(fā)射二極管的 PN結(jié)電容的存在，影響了它的工作頻率，選型時(shí)應(yīng)選擇響應(yīng)時(shí)在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 本系統(tǒng)采用的是紅外的940nm 波段。 紅外線發(fā)射管在 LED 封裝 10 行業(yè)中主要有三個(gè)常用的波段，如下 850nm、 875nm、 940nm。 在紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)調(diào)制方式上 ,采用脈沖調(diào)制的二進(jìn)制不歸零碼。紅外發(fā)射器發(fā)出的紅外光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，再送前置放大器放大。具體設(shè)計(jì)的 AT89S51 的最基本外圍電路就設(shè)計(jì)完成了，如圖 22 所示為最小系統(tǒng)原理圖 。 復(fù)位電路用 10K?電阻，加上一個(gè) 10uF 的電解電容和一個(gè)復(fù)位按鈕來(lái)組成復(fù)位電路。最后要有復(fù)位電路， 單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其次要給 AT89S51 一個(gè)時(shí)鐘電路，為了方便計(jì)算時(shí)鐘頻率設(shè)計(jì)了在引腳 XTAT1 和 XTAL2 外接 12M 的晶振構(gòu)成內(nèi)部振 9 蕩方式。這就是在 VCC 管腳處接上 5V 電源。 AT89S51 在平時(shí)的應(yīng)用時(shí)比較多，同樣對(duì)它的最基本電路驅(qū)動(dòng)電路也是比較熟悉的?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 AT89S51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié)閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) I/O 口，看門(mén)狗（ WDT），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 AT89S51 單片機(jī) 可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 控制模塊 圖 21 AT89S51實(shí)體圖 AT89S51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗、高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K 的可編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。如圖 12所示為系統(tǒng)工作的整體框圖。當(dāng)有外接電源時(shí) VCC電壓高于電池電壓，二級(jí)管處于截止?fàn)顟B(tài)，電池不給單片機(jī)供電；當(dāng) VCC電壓低于電池電壓時(shí)，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，電池給單片機(jī)供電，以保證數(shù)據(jù)不丟失。 圖 11 電源、電池供電電路設(shè)計(jì)圖 本系統(tǒng)具有掉電保護(hù)功能，以便在停電時(shí)保護(hù)所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)信息。發(fā)射模 7 塊是對(duì)發(fā)送的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)制編碼，后經(jīng)發(fā)射管的轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外光脈沖并發(fā)射到空中；接收模塊對(duì)接收到的紅外光脈沖進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、解調(diào)譯碼后恢復(fù)原數(shù)字信號(hào)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)由發(fā)射板的 3個(gè)按鍵按一定的計(jì)算規(guī)則所得。 課題總體設(shè)計(jì)方案 本文主要介紹以 AT89S51單片機(jī)為核心控制的紅外抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)。從而從根本上杜絕“肉眼觀察”所帶來(lái)的隨機(jī)誤差，并大大提高了抄表的效率。因此，國(guó)家有關(guān)部門(mén)規(guī)定以后將逐步以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的人工抄表。 目 前，我國(guó)城鄉(xiāng)居民用戶 抄電表、水表和煤氣表的方式基本上都是人工抄表，即由抄表人員每月逐戶查抄水表、電表、煤氣表?？上攵?，這種抄表方法效率是多么低下、花費(fèi)人力大、抄表不準(zhǔn)確，而它卻仍在全國(guó)占據(jù)主流位置。目前在我國(guó)，抄表工作大多數(shù)還是采用“肉眼觀察”。因而，用戶最終使用的電表其自身的計(jì)量精度是達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的。為此，國(guó)家制訂嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，各電表生產(chǎn)廠家在嚴(yán)格遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基 礎(chǔ)上，實(shí)行更嚴(yán)格的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞 ： 通信 ， 紅外抄表 ， 單片機(jī) ， 調(diào)制 ， 解調(diào) 2 INFRARED METER READING METER—— METER READERS ABSTRACT In recent years, with the rapid development of information technology, wireless technology is to permeate all areas, especially in the infrared wireless technology, in industrial production, household appliances, security, and has been widely used in People39。 利用一個(gè)紅外抄表器來(lái)完成瑣碎的抄表工作。 38kHz 頻率作為數(shù)據(jù)通信的載波 ，發(fā)射和接收模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)， 通過(guò) LCD 液晶顯示屏將收到的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。系統(tǒng)在分析可行性、可靠性的基礎(chǔ)上，參照工程設(shè)計(jì)方法，確定了模塊化設(shè)計(jì)的思路。在 本文 的 第五 章討論了系統(tǒng)的 發(fā) 展 趨勢(shì) 和 改進(jìn) ，