【正文】 與下載軟件單片機(jī)的正常運(yùn)行需要程序的支持，一般使用匯編語言或C語言的編程。其中設(shè)置定時(shí)器1的中斷優(yōu)先級高于外部中斷0。程序運(yùn)行初始化以后即進(jìn)入While循環(huán)中，這是一個(gè)死循環(huán)。通過這個(gè)num的數(shù)值，傳遞給步進(jìn)電機(jī)和顯示屏。當(dāng)遙控器發(fā)出命令后，TL1838接收并傳送到單片機(jī)中，單片機(jī)接收并解碼， 判斷所發(fā)出命令。 模塊中的通信依前面所述，各模塊都可以單獨(dú)工作，但是要稱為一個(gè)整體，就必須找到一個(gè)模塊之間通信的方法。而無源蜂鳴器必須有震蕩，所以要發(fā)送高頻脈沖。無源蜂鳴器的聲音往往大于有源蜂鳴器，所以本設(shè)計(jì)選用了無源蜂鳴器。寫數(shù)據(jù)就是寫命令之后把自己要顯示的內(nèi)容寫到顯示器中。寫命令和寫數(shù)據(jù)是相互配合使用的。寫命令時(shí)控制方法是，RS置為0，E置為0，將要寫命令通過數(shù)據(jù)口用單片機(jī)傳輸，然后將E置為1，即把命令寫入顯示器中。無論是數(shù)據(jù)控制還是命令控制，都需要向顯示器的數(shù)據(jù)口中寫數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)口為8位，在本設(shè)計(jì)中用單片機(jī)的P1口來傳輸。 顯示屏的控制12864液晶是一種帶存貯功能的器件，有4個(gè)顯示行，每行可顯示8個(gè)漢字、16個(gè)英文字符，一共有20個(gè)引腳，帶有背光燈，亮度可以調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)中，用P2口發(fā)送脈沖編碼，即把脈沖編碼一個(gè)一個(gè)的通過P2口發(fā)送給步進(jìn)電機(jī)。要控制步進(jìn)電機(jī)的速度，只需在每次發(fā)完編碼表一次后，延時(shí)。此脈沖編碼共有8個(gè)狀態(tài)，正反轉(zhuǎn)是相同的只是其調(diào)用書序相反，需要注意的是調(diào)用時(shí)編碼必須按順序，其編碼表為0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09。 步進(jìn)電機(jī)的控制在本設(shè)計(jì)中，當(dāng)單片機(jī)發(fā)送一組步進(jìn)電機(jī)識(shí)別的編碼脈沖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于發(fā)射的信息是二進(jìn)制碼，所以只包含1和0，又因?yàn)榘l(fā)射的1和0都包括高電平和低電平，只是其高低電平的時(shí)間不同，所以當(dāng)外部中斷采用脈沖觸發(fā)時(shí)，每個(gè)碼都會(huì)觸發(fā)外部中斷，當(dāng)觸發(fā)外部中斷時(shí)，立刻開啟定時(shí)器定時(shí)，以此判斷1和0，同時(shí)把其編碼發(fā)送到顯示器上并記錄，然后寫到本設(shè)計(jì)的程序中。遙控器發(fā)射32位碼，當(dāng)我想要知道其所用的鍵的編碼時(shí)，必須編一個(gè)程序可以顯示相應(yīng)的鍵的編碼。 遙控器的解碼遙控器具有發(fā)射指令作用，由于本設(shè)計(jì)所用遙控器是任意電視遙控，其載頻為38KHZ，所以需將遙控器的所有用到鍵位解碼，得到相應(yīng)鍵位編碼后，將其鍵位編碼放到單片機(jī)程序中，當(dāng)遙控器向TL1838發(fā)射時(shí)，單片機(jī)又對其解碼，如果其編碼與單片機(jī)所存編碼相同時(shí)即認(rèn)定此為用戶要發(fā)的命令，執(zhí)行這個(gè)命令來控制顯示器及步進(jìn)電機(jī)。 本設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)包括遙控的解碼，顯示屏的顯示及步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。主要用了外部中斷1，定時(shí)中斷2，而主函數(shù)主要用來初始化和等待中斷。主程序流程圖如41所示。圖319 蜂鳴器連接電路圖由于設(shè)計(jì)所用的是無源蜂鳴器，接PNP三極管以放大電流，每當(dāng)按下遙控器的鍵盤時(shí)蜂鳴器都會(huì)發(fā)出聲音。設(shè)計(jì)中使用的是無源揚(yáng)聲器，所以必須由單片機(jī)供給震蕩信號(hào)。有源蜂鳴器在接通接通電源后，內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，產(chǎn)生震蕩，使蜂鳴器周期性發(fā)聲。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示[15]。 蜂鳴器模塊 蜂鳴器介紹蜂鳴器是一種常見的一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，在計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用。圖318 LCD連接電路圖此電路是液晶的驅(qū)動(dòng)電路，使液晶顯示電機(jī)狀態(tài)，單片機(jī)的P1口為數(shù)據(jù)接口。 12864液晶接口電路本設(shè)計(jì)中顯示器顯示出電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、速度等顯示內(nèi)容。(17)設(shè)定IRAM位址或卷動(dòng)位址（017H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1AC0 功能：SR=1；AC5~AC0為垂直卷動(dòng)位址 SR=0；AC3~AC0寫ICONRAM位址。(15)睡眠模式（015H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLHSLX X功能：SL=1；脫離睡眠模式 SL=0；進(jìn)入睡眠模式。(13)卷動(dòng)位址或IRAM位址選擇（13H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLH SR功能：SR=1；允許輸入卷動(dòng)位址 SR=0；允許輸入IRAM位址 。(11)讀出RAM的值CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0HHD7D6D5D4D3D2D1 D0功能：從內(nèi)部RAM讀取資料（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM）。(9)讀取忙碌狀態(tài)（BF）和位址CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LHBFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：讀取忙碌狀態(tài)（BF）可以確認(rèn)內(nèi)部動(dòng)作是否完成，同時(shí)可以讀出位址計(jì)數(shù)器（AC）的值。(7)設(shè)定CGRAM位址CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：設(shè)定CGRAM位址到位址計(jì)數(shù)器（AC）。(3)位址歸位CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLHI/DS功能：把DDRAM位址計(jì)數(shù)器調(diào)整為“00H”，游標(biāo)回原點(diǎn)，該功能不影響顯示DDRAM(4)顯示狀態(tài) 開/關(guān)CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLHDC B功能： D=1；整體顯示ON C=1；游標(biāo)ON B=1；游標(biāo)位置ON(5)游標(biāo)或顯示移位控制CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLHS/CR/LX X功能：設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)與顯示的移位控制位：這個(gè)指令并不改變DDRAM的內(nèi)容。(1)清除顯示CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLLH功能：清除顯示屏幕，把DDRAM位址計(jì)數(shù)器調(diào)整為“00H”。 12864液晶的控制指令12864共有18條控制指令，來對顯示器寫狀態(tài)。由于設(shè)計(jì)中只用到了些操作，所以要著重說明寫操作的方法。寫數(shù)據(jù)的操作指令為RS=H，R/W=L，E=高脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù)[14]，時(shí)序圖如317所示。讀狀態(tài)的操作時(shí)序?yàn)镽S=L，R/W=H，E=H；讀數(shù)據(jù)操作時(shí)序?yàn)镽S=H，R/W=H，E=H；時(shí)序圖如圖316所示。實(shí)際上，由于單片機(jī)的操作速度低于液晶控制器的反應(yīng)速度，因此可不必進(jìn)行讀/寫檢測，或只進(jìn)行簡短的延時(shí)即可。BF=0時(shí)，模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時(shí)可以接受外部指令和數(shù)據(jù)[14]。本次設(shè)計(jì)采用驅(qū)動(dòng)芯片為ST7920的12864液晶對步進(jìn)電機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行顯示，其引腳分布圖如圖315所示。與外部CPU接口采用并行或串行兩種控制方式。可以通過對外圍電路的調(diào)節(jié)來控制屏幕亮度，工作電壓為5V。12864型液晶是利用液晶經(jīng)過處理后能夠改變光線傳輸方向的特性，達(dá)到顯示字符或圖形的目的。圖314 12864實(shí)物圖12864型液晶顯示屏共有20個(gè)引腳，其中有8位數(shù)據(jù)總線D0~D7，5個(gè)控制引腳R/W、E、RS、PSB、RST，5個(gè)電源引腳，其中包括背光電源和顯示器電源。設(shè)計(jì)中用到的就是這種顯示屏。 12864顯示模塊 12864液晶的特點(diǎn)現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。其連接線電路如圖313所示。TL1838由于它的穩(wěn)定性能，低廉的價(jià)格，是一款性價(jià)比很高的紅外一體化接收頭[13]。不管是1還是0，都包含著高低電平，只是高低電平所持續(xù)的時(shí)間是不同的，這需要單片機(jī)自己通過程序來判斷了。當(dāng)接收到頻帶內(nèi)的紅外信號(hào)時(shí)，TL1838接收器會(huì)輸出低電平，否則數(shù)出高電平，從而“將時(shí)斷時(shí)續(xù)”的紅外信號(hào)解調(diào)成原來的連續(xù)方波信號(hào)。波長：940nm當(dāng)TL1838接收到紅外光信號(hào)時(shí)，內(nèi)部的PIN紅外接收管將其裝換為電信號(hào)，又經(jīng)過放大電路、解調(diào)電路的作用，由輸出引腳輸出與TTL電平兼容的電信號(hào)，該電信號(hào)可以直接送到微處理器中處理。TL1838系列特性如下：工作電壓：～工作電流：距離：15M頻率：38K角度：177。圖311中就是TL1838一體化紅外接收頭，其38就是接收38K載波的意思。隨著科技的發(fā)展，芯片集成能力的不斷提高，這個(gè)看似復(fù)雜的任務(wù)只需要一個(gè)叫做紅外接收頭的電子器件就可以完成工作。 紅外遙控接收系統(tǒng)有發(fā)射就要有接收，由于發(fā)射的紅外線有38K的載波，所以一定要先把接收的信號(hào)濾波才行，為了得到準(zhǔn)確的編碼，還要把信號(hào)進(jìn)行放大、積分等。紅外發(fā)射二極管是專門用來發(fā)射紅外線的，它的內(nèi)部材料是與普通二極管完全不同的，所以導(dǎo)致了其發(fā)出的是紅外線而不是可見光[12]。經(jīng)過編碼后，要用專用的發(fā)射頭發(fā)射出去。對于家用電器的遙控，必須功率要低，這樣電池才可以長時(shí)間使用，一般都使用可休眠的的發(fā)射芯片，能不按鍵時(shí)遙控處于不工作模式。如圖310所示。圖39 紅外遙控系統(tǒng)調(diào)制紅外遙控發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)采用調(diào)制的方式，即把數(shù)據(jù)和一定頻率的載波進(jìn)行“與”操作，這樣可以提高發(fā)射效率和降低電源功耗。圖38 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)示意圖由于紅外光存在反射,在全雙工的方式下發(fā)送的信號(hào)也可能會(huì)被本身接收，因此，紅外通信應(yīng)采用異步半雙工方式，即通信的某一方發(fā)送和接收交替進(jìn)行。每幀數(shù)據(jù)由一個(gè)起始位、2段8個(gè)用戶碼位8個(gè)數(shù)據(jù)碼和數(shù)據(jù)反碼構(gòu)成，如圖38所示。每個(gè)品牌的用戶碼一般都是不同的，數(shù)據(jù)碼同種種類的遙控器一般差異不大。本設(shè)計(jì)采用脈沖調(diào)制方法，即二進(jìn)制信息由兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔來表示，首先產(chǎn)生一個(gè)同步頭，然后產(chǎn)生2個(gè)8位用戶碼，接著8位數(shù)據(jù)碼和8位數(shù)據(jù)反碼，如圖37所示。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)將紅外通信協(xié)議定為波長限定在850nm~900nm范圍之間。由于各遙控產(chǎn)品的不同，還有很多不同的遙控廠商，必須有一個(gè)通信協(xié)議來保障不同種類的紅外產(chǎn)品獲得最佳的通信效果。紅外通信的基本原理是：發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)（載波信號(hào)），通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。 通信控制系統(tǒng)大多是由發(fā)射與接收兩部分組成的，紅外通信也不例外。還有一個(gè)重要原因，紅外線不會(huì)對人體造成傷害，發(fā)射接收距離較長，方便用戶使用。編解碼較容易，不會(huì)因?yàn)槌绦螂娐返膹?fù)雜性而經(jīng)常出現(xiàn)故障。有一個(gè)很有趣的特點(diǎn)，當(dāng)按下遙控器的鍵盤時(shí)，我們看不到紅外發(fā)射頭發(fā)出的光線，但是如果我們用照相機(jī)來對著紅外發(fā)射頭，按下鍵盤時(shí)，在相機(jī)中我們可以觀察到它發(fā)出了亮光?！！?；~。很多人不知道紅外線與紫外線等不可見光線或者紅光等可見光線的產(chǎn)生區(qū)別，它們最大的區(qū)別是波長不同，波長是震蕩頻率的結(jié)果。 紅外線發(fā)射接收模塊 紅外線遙控的介紹紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，在太陽光中就包含著紅外線。圖36 ULN2003接線示意圖ULN2003實(shí)際上只是一個(gè)放大電路，用來放大電流，對于實(shí)際的邏輯控制沒有任何作用。ULN2003芯片高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列產(chǎn)品屬于可控大功率器件功率驅(qū)動(dòng)電路，可控大功率驅(qū)動(dòng)器件驅(qū)動(dòng)電路是功率電子設(shè)備輸出電路的一個(gè)重要組成部分。 ULN2003芯片概述與特點(diǎn)ULN2003芯片是高耐壓、大電流達(dá)林頓陣列，由7組達(dá)林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，具有同時(shí)驅(qū)動(dòng)7組負(fù)載的能力，為單片雙極型大功率高速集成電路[10]。而改變磁場切換的時(shí)間間隔，就可以控制步進(jìn)電機(jī)的速度了，這就是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理。但是定子的電磁場是不能和轉(zhuǎn)子磁場在同一直線的。圖35 步進(jìn)電機(jī)接線示意圖在圖中可以看到附在周圍的是定子，在中間的是轉(zhuǎn)子。只要給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖，就會(huì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在旋轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度,可以通過電脈沖個(gè)數(shù)來控制角偏移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，同時(shí)可以通過控制脈沖頻率，來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。而轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成，其外表面也均勻地分布著小齒,與定子上的小齒相同，并且小齒的大小相同，間距相同。定子齒有個(gè)勵(lì)磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開。步進(jìn)電機(jī)有轉(zhuǎn)子和定子兩部分，在電流作用下的，定子和轉(zhuǎn)子的相互作用，使得電機(jī)不停轉(zhuǎn)動(dòng)。通電狀態(tài)改變一個(gè)周期時(shí)轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)的角度成為齒距。使步進(jìn)電機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法是不斷的供給控制脈沖。步進(jìn)電機(jī)的實(shí)物圖如圖34所示。只要給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖，就會(huì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在旋轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步進(jìn)角”，旋轉(zhuǎn)角度是固定的一步一步的操作[8]。步進(jìn)電機(jī)對于其他種類電機(jī)的優(yōu)勢是在非超載的情況下,電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、停止的位置非常穩(wěn)定，可以完全在用戶的掌控之中的，負(fù)載的變化，在惡劣環(huán)境下都不會(huì)對它產(chǎn)生影響，這取決于它的控制方式的與眾不同。從發(fā)展趨向來講，步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)能與直流電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)，以及同步電動(dòng)機(jī)并列，成為電動(dòng)機(jī)的一種基本類型，步進(jìn)電機(jī)己成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類電動(dòng)機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)模塊 步進(jìn)電機(jī)簡介人類