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紅外遙控汽車畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧資料

2025-06-23 14:35本頁面
  

【正文】 H,16H,38H, 78HDELAY: MOV R5,250CC: MOV R4,250 DJNZ R4,$ DJNZ R5,CC RET 程序設(shè)計(jì)思想: 程序初始化,打開外中斷0,等待中斷打開,進(jìn)如中斷后,關(guān)閉中斷,然后檢測是否發(fā)送數(shù)據(jù),沒有發(fā)送數(shù)據(jù)就推出中斷,有數(shù)據(jù)發(fā)送就將原碼保存在1AH單元中,反碼保存在1B單元中,接著判斷解碼是否成功,如果解碼成功,蜂鳴器就鳴叫,再判斷數(shù)據(jù)的值,比較數(shù)據(jù)值后進(jìn)行相應(yīng)的操作。有鍵按下,則更改相應(yīng)的存儲單元值,并進(jìn)行顯示,然后返回鍵盤掃描,從而達(dá)到校時(shí)的目的。 第4章 單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與分析 時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)程序簡介: 程序初始化,設(shè)置時(shí),分,秒,的存儲單元,打開定時(shí)器中斷。正常工作時(shí)按SPW鍵,起到復(fù)位作用。電容C2在此起濾波的作用。 穩(wěn)壓、報(bào)警、復(fù)位電路如圖310所示:圖310穩(wěn)壓、報(bào)警、復(fù)位電路由于8051單片機(jī)正常的工作電壓為+5V,為了保證電壓為+5V,需要加+5V穩(wěn)壓電路,如圖3—8所示,輸入略大于5V的電壓經(jīng)過7805穩(wěn)壓后輸出電壓為+5V,可以保證單片機(jī)的正常工作。獨(dú)立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路,每個(gè)獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線,每根I/O口線的按鍵工作不會影響其他I/O口線的工作狀態(tài),它適用于按鍵比較少的電路中。在編制鍵盤控制程序時(shí)應(yīng)考慮如下問題:① 監(jiān)測有無按鍵按下;② 有鍵按下后,在無硬件去抖電路時(shí),應(yīng)用軟件延時(shí)方法去除抖動影響;③ 有可靠的邏輯處理方法,比如是采用雙鍵瑣定方式還是N鍵輪回方式,如采用N鍵瑣定,即只處理一個(gè)鍵,其間按下又松開的鍵不昌盛影響;不管一次按鍵持續(xù)時(shí)間有多長,僅執(zhí)行一次按鍵功能程序等;④ 給出確定的鍵號以滿足散轉(zhuǎn)指令要求。⑵ 按鍵監(jiān)測與編制鍵盤程序?qū)τ趩纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng),鍵盤掃描只是CPU工作的一部分,鍵盤處理只是在有鍵按下時(shí)才有意義,對是否有鍵按下的信息檢測方式有中斷與查詢兩種方式。通常去除抖動影響的措施有硬、軟件兩種,對于系統(tǒng)軟件量不大的場合,采用軟件去除抖動既節(jié)省硬件開銷,又很實(shí)用且有效。按鍵的穩(wěn)定閉合期,由操作人員的按鍵動作所決定,一般為十分之幾秒到幾秒的時(shí)間。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用,在閉合及斷開瞬間均有抖動過程,會出現(xiàn)一系列負(fù)脈沖。⑴ 鍵開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入鍵盤的操作,無論是按鍵或鍵盤都是利用機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。而CPU可以采用中斷方式或查詢方式來了解有無鍵輸入,并檢查是哪一個(gè)鍵按下,將鍵號送入累加器ACC,然后通過散轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的程序,以完成該鍵應(yīng)完成的功 能,最后又返回到原始狀態(tài)。鍵掃描查鍵號JMPA+DPTR有無鍵按下00按鍵應(yīng)用程序01按鍵應(yīng)用程序NN按鍵應(yīng)用程序.. ..圖39 MCS51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)鍵輸入軟件框圖如圖39是MCS51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的鍵輸入軟件框圖。對于某些簡單的應(yīng)用系統(tǒng),如對于智能儀器來說,鍵輸入程序是整個(gè)應(yīng)用程序的核心部分。本電路設(shè)計(jì)是采用遙控控制的,所以自然需要鍵盤。這些按鍵或鍵盤都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)的。利用單片機(jī)的一個(gè)口通過移位寄存器數(shù)碼管,由于水平有限,所以在本設(shè)計(jì)中數(shù)碼管只顯示發(fā)射電路中所按下的鍵盤代碼,不能顯示小汽車的行駛里程和行駛速度。所謂動態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮顯示器的各個(gè)位(掃描),對于顯示器的每一位而言,每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。故在位數(shù)較多時(shí)往往不采用靜態(tài)顯示,而是采用動態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示時(shí),較小的驅(qū)動電流就能較高的顯示亮度。① LED靜態(tài)顯示方式。段選線控制要顯示什么樣的字符,而位選線則控制要在哪一位上顯示這個(gè)字符。N位LED顯示器有N根位選線和8*N根段選線。共陰極與共陽極的段選碼互為補(bǔ)數(shù)。8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)或字符,如表32所示。7段發(fā)光二極管,再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位,共計(jì)8段,因此提供LED顯示器的字形數(shù)據(jù)正好一個(gè)字節(jié)。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí),發(fā)光二極管點(diǎn)亮。如圖38(a)所示,當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí),發(fā)光二極管點(diǎn)亮;共陽極LED顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接(在系統(tǒng)中,接驅(qū)動電源)。這種顯示塊有共陰極和共陽極兩種,如下圖38所示。⑴ LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件,也稱數(shù)碼管。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,近年來,也開始出現(xiàn)有配置簡易形式的CRT接口,以方便圖形顯示。、鍵盤電路的設(shè)計(jì)為了使本設(shè)計(jì)更加趨于完善,充分利用單片機(jī)的資源,增添了一些發(fā)揮部分 顯示電路單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,常用的顯示器件是LED(發(fā)光二極管顯示器)和LCD(液晶顯示器)。當(dāng)前進(jìn)時(shí),Q3導(dǎo)通,Q4截止,由于Q3的導(dǎo)通,11也導(dǎo)通,同時(shí)由于Q4截止,12處于截止?fàn)顟B(tài),所以此時(shí)電機(jī)的電流方向是從電源、Q電機(jī)、Q1地即從電機(jī)的負(fù)端流向正端。 電動機(jī)驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)如圖37所示 圖37 電動機(jī)驅(qū)動電路電動機(jī)正反轉(zhuǎn)原理是通過控制不同的三極管的導(dǎo)通和截止,從而控制流過電機(jī)的電流方向,達(dá)到控制正反轉(zhuǎn)的目的。在圖4的電路中我們僅利用了LM567接收到相同頻率的載波信號后⑧腳電壓由高變低這一特性,來形成對控制對象的控制?!?V,工作頻率從直流到500kHz,靜態(tài)工作電流約8mA。③腳是輸入端,要求輸入信號≥25mV。②腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬:電容值越大,環(huán)路帶寬越窄。其⑤、⑥腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2,f2≈1/。主要用于振蕩、調(diào)制、解調(diào)、和遙控編、譯碼電路。放大后的信號經(jīng)過輸出端7耦合到LM567的輸入端,LM567為通用音調(diào)譯碼器,當(dāng)輸入信號于通帶內(nèi)時(shí)提供飽和晶體管對地開關(guān)電路由I與Q檢波器構(gòu)成,由電壓控制振蕩器驅(qū)動振蕩器確定譯碼器中心頻率。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場。三極管在次起到放大的作用。解碼完成后,需等待下一位的高電平的到來,再計(jì)數(shù)15個(gè)脈沖后,判斷讀得的電平是高還是低。當(dāng)接收到同步幀,進(jìn)入解碼部分,接收完一幀,處理收到的數(shù)據(jù)并進(jìn)入下一次接收?!?”用10個(gè)t的低電平和10個(gè)1的脈沖表示,“0”用20個(gè)t的低電平和10個(gè)t的脈沖表示,占空比分別為1:2和1:1符合NEC通用編碼,8比特/幀,帶同步幀(傳輸開始)和結(jié)束幀(傳輸結(jié)束)。圖32遙控信號編碼波形圖發(fā)射電路采用不同脈寬度來實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制信號的編碼,本設(shè)計(jì)使用現(xiàn)成的遙控作為發(fā)射電路。圖31 遙控碼的“0”和“1”上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率,達(dá)到降低電源功耗的目的。這種遙控碼具有以下特征: 第三章 硬件電路設(shè)計(jì)與參數(shù)選取 多路紅外遙控發(fā)射電路設(shè)計(jì)遙控發(fā)射器專用芯片很多,根據(jù)編碼格式可以分成兩大類,這里我們以運(yùn)用比較廣泛,解碼比較容易的一類來加以說明,現(xiàn)以日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說明編碼原理(一般家庭用的DVD、VCD、音響都使用這種編碼方式)。因SM0038的紅外接收頭接收頻率是38kHz,所以載波信號采用38kHz的矩形波,載波信號由子程序產(chǎn)生,矩形波周期為26μs,對要發(fā)送的信號進(jìn)行調(diào)制。整個(gè)系統(tǒng)采用12MHz的晶振。2.4系統(tǒng)原理框圖本系統(tǒng)采用多路遙控發(fā)射、接收系統(tǒng)將控制信號調(diào)制到高頻上,通過空間傳輸實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備的狀態(tài)控制。直流電機(jī)可以線性驅(qū)動也可以用PWM方式驅(qū)動,線性驅(qū)動比較適合純模擬的驅(qū)動電路,設(shè)備復(fù)雜,低速啟動性也不理想,本設(shè)計(jì)中由于采用了單片機(jī),所以比較適合PWM驅(qū)動方式。在本設(shè)計(jì)中,由于水平有限我們只要求LED數(shù)碼管顯示所按下的鍵盤數(shù)字,不顯示行程和速度,本設(shè)計(jì)只采用一只數(shù)碼管。配合單片機(jī)使用的顯示電路較常見的是數(shù)碼管和液晶顯示器。 鍵盤與顯示電路的選擇本設(shè)計(jì)是控制小汽車的前進(jìn)、后退等使其運(yùn)動,所以本設(shè)計(jì)采用多個(gè)鍵盤進(jìn)行控制,當(dāng)按下不同的鍵盤時(shí)就,小汽車做不同的運(yùn)動。考慮到題目的復(fù)雜性,我們設(shè)置了紅外發(fā)送/接收模塊,輸入量比較多,單片機(jī)還要控制驅(qū)動電路(驅(qū)動是電動機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以達(dá)到小汽車前進(jìn)、后退及拐彎的目的),再加上顯示器和鍵盤,所以我們用兩片89C51單片機(jī),一片用在發(fā)送電路中,另一片用在接收控制電路中。8051CPU圖24 8051單片機(jī)功能方框圖⑵、8051是MCS51的典型產(chǎn)品,其基本特性如下:* 8位CPU、片內(nèi)振蕩器* 4k字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM* 21個(gè)特殊功能寄存器* 32根并行I/O線 * 可尋址的64k字節(jié)外部數(shù)據(jù)、程序存貯空間 * 2個(gè)16位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器 * 中斷結(jié)構(gòu):具有二個(gè)優(yōu)先級、五個(gè)中斷源 * 一個(gè)全雙口串行口 * 位尋址(即可尋找某位的內(nèi)容)功能,適于按位進(jìn)行邏輯運(yùn)算的位處理器。 8051單片機(jī)的功能介紹⑴、如圖24所示MCS-51系列單片機(jī)是80年代推出的8位單片微型計(jì)算機(jī),共有P0~P3四個(gè)這樣的并行口,可提供32根I/O線,每根線都是雙向的,其余用于芯片控制的寄存器中。MCS51芯片的內(nèi)部有時(shí)鐘電路,但石英晶體和微調(diào)電容需外接。51系列有5個(gè)中斷源(52系列有6個(gè)中斷源),即外中斷2個(gè),定時(shí)中斷2個(gè),串行中斷1個(gè),全部中斷分為高級和低級共二個(gè)優(yōu)先級別。RXD( )腳為接收端口,TXD()腳為發(fā)送端口。 串行口: MCS51有一個(gè)可編程的全雙工的串行口,以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其它設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。定時(shí)時(shí)靠內(nèi)部分頻時(shí)鐘頻率計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn),做計(jì)數(shù)器時(shí),(T0)(T1)端口的低電平脈沖計(jì)數(shù)。地址范圍為0000H~FFFFH(64KB)。內(nèi)部程序存儲器(ROM):MCS51內(nèi)部有4KB/8KB字節(jié)的ROM(51系列為4KB,51系列為8KB),用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格。地址范圍為00H~FFH(256B)。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器(RAM): MCS51單片機(jī)芯片共有256個(gè)RAM單元,其中后128單元被專用寄存器占用,能作為寄存器供用戶使用的只是前128單元,用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。RST/VPD (9):復(fù)位信號線ALE/PROG (30):地址鎖存有效信號線PSEN(29):外部程序存儲器讀選通信號線EN/VPP(31):內(nèi)部和外部程序存儲器的選擇線XTAL1(19) 和XTAL2(18):接外部石英晶體XTAL1(19) 和XTAL2(18):接外部石英晶體 8051單片機(jī)的組成中央處理器(CPU): MCS51的CPU能處理8位二進(jìn)制數(shù)或代碼。如圖23所示8051單片機(jī)采用40引腳雙列直插封裝(DIP)方式。根據(jù)這些分析我們選擇89C51作為本設(shè)計(jì)的主控裝置。但是它也存在著缺點(diǎn):由于它是一種視距傳輸技術(shù),采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接,具有方向性,兩個(gè)設(shè)備之間如果傳輸數(shù)據(jù),中間就不能有阻擋物, 而且通訊距離較短,此外紅外線LED不是一種十分耐用的器件。它主要有以下優(yōu)點(diǎn):無需專門申請?zhí)囟l率的使用執(zhí)照;具有移動通信設(shè)備所必需的體積小、功率低的特點(diǎn);信號無干擾,傳輸準(zhǔn)確度高;成本低廉。電路圖將在第三章介紹。載波信號采用38KHz的矩形波,它由子程序產(chǎn)生,矩形波周期為26μs,對要發(fā)送的信號進(jìn)行調(diào)制。本設(shè)計(jì)就是利用單片機(jī)進(jìn)行編/解碼和紅外發(fā)射、接收模塊的完美結(jié)合。 多路紅外遙控發(fā)射/接收電路 利用編/解碼技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)單用戶、多通道和多用戶、多通道遙控。圖22 超聲波遙控發(fā)射電路通常超聲波遙控距離2m~10m,可以通過調(diào)整IC1的增益電阻R3和IC2比較電平電阻R7,兼顧靈敏度和抗干擾性能。超聲波接收頭為R40,必需與T40成對使用。)179。)179。*10ˉ179。*(10ˉ178。對于控制距離在幾十米到百余米的發(fā)射機(jī),有時(shí)并未設(shè)定在業(yè)余頻段,由于發(fā)射功率小,尚無人理會;如果發(fā)射距離(發(fā)射半徑)達(dá)到十余千米,其無線覆蓋區(qū)將是以發(fā)射點(diǎn)為圓心、發(fā)射距離為半徑的圓,使用這樣的無線電設(shè)備需要到當(dāng)?shù)氐臒o線電管理部門申請頻點(diǎn),經(jīng)過批準(zhǔn)方可使用,否則被視為違規(guī)操作,要負(fù)法律責(zé)任的。為方便計(jì),表21給出了紅外線和無線電遙控的各自特點(diǎn)。 第2章 方案論證與比較按照遙控信號的傳輸載體,可以分為聲、光、無線電波。正是由于玩具的趣味性、科學(xué)性、藝術(shù)性和實(shí)用性的發(fā)展以及紅外遙控技術(shù)在日常生活中的普遍應(yīng)用,所以選擇本設(shè)計(jì)是紅外技術(shù)與電子技術(shù)的完美結(jié)合。 紅外技術(shù)是用850nm的紅外光傳輸語音及數(shù)據(jù),能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸和簡單的文件同步。在國外,特別是在日本,玩具設(shè)計(jì)師往往會把科學(xué)家在其他研究領(lǐng)域發(fā)明、創(chuàng)造的高新技術(shù),應(yīng)用到玩具的設(shè)計(jì)開發(fā)上,或用來對傳統(tǒng)玩具進(jìn)行改造創(chuàng)新。當(dāng)今世界玩具產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢是人性化和科技化。因此,現(xiàn)在紅外遙控在加用電器、室內(nèi)近距離(小于10米)遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。由于其無法穿透墻壁,故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾;電路調(diào)試簡單,只要按給定電路連接無誤,一般不需任何調(diào)試即可投入工作;編解碼容易,可進(jìn)行多路遙控。它的缺點(diǎn)是:由于它是一種視距傳輸技術(shù),采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接,具有方向性,兩個(gè)設(shè)備之間如果傳輸數(shù)據(jù),中間就不能有阻擋物, 而且通訊距離較短,此外紅外線LED不是一種十分耐用的器件。 紅外遙控的的特點(diǎn)紅外遙控技術(shù)是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信的技術(shù),其相應(yīng)的軟件和硬件技術(shù)都已比較成熟。除以上輸出形式外,還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。一般情況下,接收端除了幾位數(shù)據(jù)輸出外,還應(yīng)有一位“數(shù)據(jù)有效”輸出端,以便
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