【正文】 ，總體的特點是：（1）電路原理簡單，所用的器件均為常用器件。 硬件電路的布線與焊接 本設計硬件電路分三部分：電源電路，遙控發(fā)射電路，遙控接收電路。驗證完后即可進行下一步的實際制作中。圖 32為虛擬示波器波形。在軟硬件協(xié)調的情況下，即可從虛擬示波器中觀察到單片機輸出的待發(fā)射波形。發(fā)射系統(tǒng)的軟件部分在Keil中采用匯編語言編輯。仿真的主要部分放在了紅外發(fā)射功能，即通過遙控發(fā)射電路與遙控發(fā)射程序的聯(lián)合調試驗證模塊是否能按要求輸出波形。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)的軟件仿真主要采用Proteus 和Keil兩款軟件。6 仿真與制作 設計進行到這里進入到了最后的驗證及實施階段。還原碼值 RLC A 。READ03: MOV R2,0C8H DJNZ R2,$ DJNZ R1,READ03 MOV C, 。讀取數(shù)據(jù)碼8位 CLR A 。為0（脈寬小于16*255=4毫秒）退出 MOV R1,0AH 。轉HARD循環(huán)（循環(huán)周期為16微秒）HEAD01: MOV A,DPH 。 INC DPTR 。清A 讀取引導碼 MOV DPH,A 。恢復現(xiàn)場 MOV C,20H RETI 。 為高電平退出OUT: SETB EX0 。采用中斷接收 保護現(xiàn)場 MOV 20H,C CLR EX0 。等八位數(shù)據(jù)全部讀取完畢退出子程序。取反后即為二進制原碼，將其逐位保存到累加器中。圖29 紅外遙控接收主程序 紅外遙控接收部分讀碼子程序利用碼‘1’和‘0’的電平特性對接收頭輸出的信號進行解碼。引導碼識別正確后單片機調用四次讀碼子程序，分別接收四個八位數(shù)據(jù)，并對碼值進行校驗，不符則跳出中斷。由上所述可知，紅外遙控系統(tǒng)接收部分的主程序流程圖如圖29所示。由‘0’碼和‘1’。從編碼標準得知信號的‘1’和‘0’信號占空比不同。圖 28 單片機對接收頭輸出信號的判定紅外接收頭輸出的信號為一列方波如圖28。單片機在收到中斷信號后對低電平時間進行計數(shù)，超過4ms才認定引導碼有效。因紅外接收頭輸出的信號是對輸入信號的求反。關脈沖輸出 RET具體發(fā)送程序見附錄 3。關定時器T1 CLR ET1 。開啟定時器T1 MOV R3,08CH 。1碼低電平SEND10: MOV R4,8CH DJNZ R4,$ DJNZ R3,SEND10SIG: SETB ET1 。0碼低電平 DJNZ R4,$ DJNZ R3,SEND0 AJMP SIG 。關脈沖輸出 JC SEND1 MOV R3,08H 。關定時器T1 CLR ET1 。循環(huán)發(fā)射累加器中各數(shù)據(jù)位 MOV R1,08HOUT: RLC A ACALL SEND DJNZ R1,OUT 。38kHZ紅外線遙控信號產生 RETI 。直至八位數(shù)據(jù)發(fā)送完，本次發(fā)射子程序退出。然后打開中斷，利用八位自動重裝初值定時器使T0口為產生周期26ms的脈沖。程序從高位開始依次發(fā)送累加器中的二進制數(shù)據(jù)。圖 26 紅外遙控發(fā)射主程序流程圖圖 27為紅外發(fā)送子程序的流程圖。圖 26為紅外發(fā)射主程序流程圖四個八位二進制數(shù)據(jù)調用四次數(shù)據(jù)發(fā)送子程序，最后以結束碼‘1’結尾。同時具有完善的調試功能。其程序結構簡單，執(zhí)行速度快，實時性好，程序易優(yōu)化，編譯后占用存儲空間校少，是簡單的單片機應用系統(tǒng)開發(fā)中最常用的程序設計語言。MCS51單片機通常使用匯編語言和C語言來進行軟件開發(fā)。編碼標準章節(jié) 紅外編碼標準已詳細介紹。即本設計為軟件編解碼?？驁D如圖24所示。在設計中分出了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的，稱為可調輸出三端穩(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。圖 22 74LS47管腳圖 單片機內部軟件對處于工作狀態(tài)的設備進行計數(shù)，因受控設備總數(shù)為四，故計數(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關系。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現(xiàn)以下兩個主要功能：電平轉換：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，從而實現(xiàn)了電平轉換。光電耦合的響應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，并使發(fā)光管與光敏管對準，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現(xiàn)的。所以應用日益廣泛。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。本設計中受控設備為四個，采用LED燈模擬，且受控設備電源為9V因此如何防止供電電源與受控設備電源間的干擾也是需要考慮的部分。紅外接收頭內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。經過它的接收放大和解調會在輸出端直接輸出原始信號的反相信號。并通過數(shù)碼管顯示用電設備的個數(shù)。當接收頭接收信號時，單片機產生中斷，并還原為原發(fā)送數(shù)據(jù)，這在后面的軟件設計中會具體介紹到。整體框圖見圖 5.一體化紅外接收頭采用HS38B，它負責對接收到的紅外遙控信號的解調。圖 16 紅外驅動發(fā)射電路 系統(tǒng)發(fā)射部分整體電路圖見附件 1。8050的基極接千歐級電阻。根據(jù)紅外發(fā)射頭工作時的電流需要，采用280倍的放大器S8050。單片機通過軟件編程將調制好的脈沖信號從P3口第6腳（）將數(shù)據(jù)輸出。 通常，紅外遙控器將遙控信號(二進制脈沖碼)調制在40KHz()的載波上，經緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，產生紅外信號發(fā)射出去。、SIR333管子直徑5mm。 圖 15 按鍵電路 紅外發(fā)射電路 紅外發(fā)送器大多是使用Ga、As等材料制成的紅外發(fā)射二極管，其能夠通過的LED電流越大，發(fā)射角度越小，產生的發(fā)射強度就越大；發(fā)射強度越大，紅外傳輸距離就越遠，傳輸距離正比于發(fā)射強度的平方根。這里選擇了P2口，因其內部具有上拉電阻故按鍵部分直接接地即可。發(fā)射部分總體框圖見圖 3。P2口作為按鍵部分，然后用三極管的放大驅動紅外發(fā)射。Sm 為手動復位開關 Ch 可避免高頻諧波對電路的干擾。本設計采用了按鍵手動復位方式。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復位鍵重新啟動。 復位電路復位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時提供復位信號直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤銷復位信號，為可靠起見電源穩(wěn)定后還要經一定的延時才撤銷復位信號以防電源開關或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位。10F。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF177。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容Cl、C2 接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。 時鐘電路圖 13 AT89S51振蕩電路AT89S51 中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。XTALl：振蕩器反相放大器及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H－FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的信號。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE無效。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。ALE/：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設置SFR AUXR的DISRT0 位（地址8EH）可打開或關閉該功能。P3口除了作為一般的I／0口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： 表1 P3口的第二功能端口引腳第二功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）（外部中斷0）（外部中斷1）T0（定時/計數(shù)器0外部輸入）T1（定時/計數(shù)器1外部輸入）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST：復位輸入。作輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL邏輯門電路。Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和其它控制信號。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。P2 ：P2 是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向I／O 口，P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL邏輯門電路。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。P1 ：Pl 是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I／O口，Pl的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。P0 ：P0口是一組8位漏極開路型雙向I／0口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復用口。AT89S51方框圖：圖 12 AT89S51內部功能框圖 引腳功能說明Vcc：電源電壓（5V）?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時／計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作?！　? 主要特性 ? 8031 CPU與MCS51 兼容　 ? 4K字節(jié)可編程FLASH存儲器(壽命：1000寫/擦循環(huán)) ? －　　? 全靜態(tài)工作：0Hz33MHz　　? 三級程序存儲器保密鎖定　　? 128*8位內部RAM　　? 32條可編程I/O線　　? 兩個16位定時器/計數(shù)器? 6個中斷源? 全雙工串行UART通道　　? 可編程串行通道　　? 低功耗的閑置和掉電模式? 片內振蕩器和時鐘電路? 低功耗空閑和掉電模式圖 11 AT89S51芯片引腳? 靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁寫 模式） 功能概述AT89S51 提供以下標準功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM，32個I／O 口線，看門狗（WDT），兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16 位定時／計數(shù)器，一個5 向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。4 硬件設計 主控芯片AT89S51 AT89S51是美國ATMEL公司生產的低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳。圖10 紅外接收頭接收及輸出波形二進制信號的解碼由接收單片機來完成,它把紅外接收頭送來的二進制編碼波形通過解碼,還原出發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。圖9 　二進制信號的調制 二進制信號的解調二進制信號的解調由一體化紅外接收頭HS38B來完成,它把接收到的紅外信號(圖10 中波形D ,也是圖9 中波形C) 經內部處理并解調復原,在輸出腳輸出圖10 中波形E (正好是對圖9 中波形A 的取反) ,HS38B