【正文】 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(chǎn)生的發(fā)射強(qiáng)度就越大；發(fā)射強(qiáng)度越大，紅外傳輸距離就越遠(yuǎn)，傳輸距離正比于發(fā)射強(qiáng)度的平方根。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。 (2)判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。 行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，介紹過程如下。這樣，一個(gè)端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）?！∽址怼℃I盤模塊在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在第一行DDRAM的要顯示數(shù)據(jù)，則必須將DDRAM地址加上80H，第二行的要加上C0H才是真正的地址。DDRAM就是顯示數(shù)據(jù)RAM，用來寄存待顯示的字符代碼，共80個(gè)字節(jié)，：　地址和屏幕的對應(yīng)關(guān)系例如要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個(gè)A字,就要向DDRAM的00H地址寫入“A”字的代碼就行了。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。 第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。字符型LCD1602通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣，1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中： 第1腳：VSS為電源地 第2腳：VDD接5V電源正極 第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度）。1602是指顯示的內(nèi)容為16*2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符。LCD液晶顯示器具有顯示質(zhì)量高、沒有電磁輻射、可視面積大、應(yīng)用范圍廣、畫面效果好、數(shù)字式接口、“身材”勻稱小巧、功率消耗小等優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)良的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)。根據(jù)分析，我采用硬件譯碼BCD數(shù)碼管與8051單片機(jī)的接口電路，這種顯示器內(nèi)部集成了硬件段譯碼器，能自動(dòng)將輸入的BCD數(shù)轉(zhuǎn)換成7段LED譯碼，直接點(diǎn)亮顯示器的段。根據(jù)LED的顯示控制方式有分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種，因此在選擇LED顯示時(shí)，一定先要確定顯示的方式。顯示器和鍵盤電路就是用來完成人機(jī)對話活動(dòng)的人機(jī)通道。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常需要進(jìn)行人機(jī)對話。LED是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中簡單而常用的輸出設(shè)備，通常用來指示機(jī)器的狀態(tài)或其他信息。圖 　復(fù)位電路　顯示模塊在模擬電子和數(shù)字電子中，經(jīng)常用到的顯示方法有LED數(shù)碼管顯示和LCD顯示。 所示的RC 復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能。 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。復(fù)位是單片機(jī)初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元執(zhí)行程序。按鍵手動(dòng)復(fù)位又分為按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位，按鍵電平復(fù)位是將復(fù)位端通過電阻與Vcc相連，按鍵脈沖復(fù)位是利用RC微分電路產(chǎn)生正脈沖來達(dá)到復(fù)位的目的。外部復(fù)位電路就是為內(nèi)部復(fù)位電路提供兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平而設(shè)計(jì)的，AT89C2051通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式[11]。 MHz12 MHz之間，晶振的頻率越高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快，晶振和電容應(yīng)該盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定，可靠地工作，為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)該采用溫度穩(wěn)定性能好的電容。本設(shè)計(jì)中我們采用的是石英晶體，電容為30Pf。10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF177。對外接電容Cl、C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。F1ash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程電壓Vpp。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。EA/VPP：外部訪問允許。：程序儲(chǔ)存允許（）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號，當(dāng)AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，即輸出兩個(gè)脈沖。該位置位后，只有一條M0VX和M0VC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。對F1ash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1／6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。DISRT0位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。對P3口寫入“l(fā)”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。P3 ：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I／0 口。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVXRi 指令）時(shí)，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，Pl接收低8位地址。對端口寫“l(fā)”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。在F1ash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對端口寫“l(fā)”可作為高阻抗輸入端用。GND：電源接地。掉電方式保存RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中[9]。 ,把波形E 解碼還原成原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息101。解碼在無線電技術(shù)和通訊等方面廣泛應(yīng)用[8]。可直接與單片機(jī)串行輸入口及外中斷相聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)接收遙控信號并產(chǎn)生中斷，然后由單片機(jī)對編碼還原。圖中脈沖個(gè)數(shù)僅為示意非真實(shí)情況?！《M(jìn)制信號的調(diào)制二進(jìn)制信號的調(diào)制仍由發(fā)送單片機(jī)來完成,A是二進(jìn)制信號的編碼波形,B 是頻率為38KHz (周期為26μs) 的連續(xù)脈沖,C 是經(jīng)調(diào)制后的間斷脈沖串(相當(dāng)于C = A B) ,用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。脈沖位置表示的“0”和“1”組成的 32 位二進(jìn)制碼前 16 位控制指令，控制不同的紅外遙控設(shè)備?？刂拼a也叫功能碼，它代表了相應(yīng)的控制功能，接收機(jī)可根據(jù)功能碼的數(shù)值完成各種功能操作。引導(dǎo)碼也叫起始碼，由寬度為5ms的高電平和寬度為3ms的低電平組成，用來標(biāo)志遙控編碼脈沖信號的開始。、“1”；、“0”。接收電路可以使用一種集紅外線接收和放大于一體的一體化紅外線接收器，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。紅外線接收頭內(nèi)部放大器的增益很大，很容易引起干擾，因此在接收頭的供電腳上須加上濾波電容，一般在22uf以上。紅外線接收頭的種類很多，引腳定義也不相同，一般都有三個(gè)引腳，包括供電腳，接地和信號輸出腳。定時(shí)溢出，中斷程序關(guān)閉計(jì)數(shù)器T0，讀入計(jì)數(shù)值并進(jìn)行判斷，確定操作對象（遙控按鍵）對其進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作，控制電路對所控制的負(fù)載進(jìn)行開或關(guān)。利用單片機(jī)中的T0作為紅外脈沖計(jì)數(shù)器，T1作為計(jì)數(shù)時(shí)間控制器。紅外接收電路的作用是接收紅外發(fā)光二極管發(fā)出的調(diào)制紅外光，并通過運(yùn)算放大器放大后輸入到音頻鎖相環(huán)譯碼器集成電路進(jìn)行選頻。紅外接收頭收到信號后單片機(jī)立即產(chǎn)生中斷，開始接收紅外信號。紅外接收端普遍采用價(jià)格便宜,性能可靠的一體化紅外接收頭(SM0038 , 它接收紅外信號頻率為38KHz ,周期約26μs)。T1定時(shí)溢出時(shí)中斷程序關(guān)閉關(guān)閉T0定時(shí)器，停止紅外線發(fā)射[7]。單片機(jī)不工作時(shí)一直處于低功耗狀態(tài)，采用了空閑節(jié)電工作方式。紅外線通過紅外發(fā)光二極管（LED）發(fā)射出去，紅外發(fā)光二極管內(nèi)部材料和普通發(fā)光二極管不同，在其兩端施加一定電壓時(shí)，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光[5]。紅外發(fā)射電路的作用是當(dāng)接收到外界信號時(shí)，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管發(fā)出調(diào)制紅外光[4]。脈沖圖如圖 4所示。遙控按鍵編碼單片機(jī)紅外發(fā)射管紅外傳輸紅外一體化接收頭解碼單片機(jī)執(zhí)行部分　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖　紅外遙控發(fā)射部分。紅外數(shù)據(jù)接收則是采用 SM0038 一體化紅外接收頭，內(nèi)部集成紅外接收、數(shù)據(jù)采集、解碼的功能，只要在接收端 INT0 檢測頭信號低電平的到來，就可完成對整個(gè)串行的信號進(jìn)行分析得出當(dāng)前控制指令的功能。系統(tǒng)硬件由以下幾部分組成：紅外數(shù)據(jù)發(fā)射電路，鍵盤采用普通按鍵鍵盤，按鍵統(tǒng)一接在單片機(jī)P1口。其工作原理是用戶按鍵信號經(jīng)單片機(jī)編碼處理后轉(zhuǎn)化為脈沖信號，經(jīng)由紅外發(fā)射頭發(fā)送出去；接收端由紅外一體化接收頭實(shí)現(xiàn)對接收信號的放大解調(diào)并還原為數(shù)據(jù)流，經(jīng)由單片機(jī)解碼后對相關(guān)IO口進(jìn)行操作，從而完成整個(gè)遙控操作。（1）合理設(shè)計(jì)硬件電路，使各模塊功能協(xié)調(diào)；（2）紅外發(fā)射信號的脈沖波形；（3）紅外發(fā)射信號的編解碼；（4）單片機(jī)對IO口的操作；　主要技術(shù)指標(biāo)（1）遙控距離4到6m；（2）遙控路數(shù)為 8路，即可對 8 個(gè)受控設(shè)備同時(shí)進(jìn)行開關(guān)控制；（3）工作頻率為 38KHz，即紅外發(fā)射和接收的載頻為 38KHz；（4）接收端可顯示受控狀態(tài)?！⊙邪l(fā)方向和技術(shù)關(guān)鍵隨著電子技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正朝著速度快、容量大、體積重量輕的方向發(fā)展。再由單片機(jī)將鍵盤信息及系統(tǒng)識別碼等數(shù)據(jù)調(diào)制在紅外載波上經(jīng)紅外發(fā)射頭發(fā)射出去。紅外傳輸利用載波對信號進(jìn)行調(diào)制從而減少信號傳輸過程中的光波干擾,提高數(shù)據(jù)傳輸效率。按鍵編碼和調(diào)制紅外發(fā)射紅外接收解碼并響應(yīng)紅外遙控紅外接收圖 　紅外線遙控系統(tǒng)框圖　設(shè)計(jì)方案思路本設(shè)計(jì)主控芯片采用目前比較通用的MCS51系列單片機(jī)。本設(shè)計(jì)主要研究并設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的紅外發(fā)射及接收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對八路開關(guān)的隔離控制并對工作狀態(tài)設(shè)備計(jì)數(shù)。同類產(chǎn)品的紅外線遙控器，也可以有相同的遙控頻率或編碼，而不會(huì)出現(xiàn)遙控信號“串門”的情況。最典型的應(yīng)用就是家電遙控器。因此被廣泛地應(yīng)用在各種技術(shù)領(lǐng)域中。特別制造的半導(dǎo)體發(fā)光二極管，可以發(fā)出特定波長（通常是近紅外）的紅外線，通過控制二極管的電流可以很方便的改變紅外線的強(qiáng)度，以達(dá)到調(diào)制的目的，因此，在現(xiàn)代電子工程應(yīng)用中，紅外線常常被用做近距離視線范圍內(nèi)的通訊載波?？墒巩a(chǎn)品縮小體積，增強(qiáng)功能，實(shí)現(xiàn)不同程度的智能化[1]。所以特別適用于“電腦型產(chǎn)品”，它的應(yīng)用已深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科研、教育以及日常生活用品（家電、玩具）等各種領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存?，F(xiàn)代科技的飛速發(fā)展在許多危險(xiǎn)、不可近場合也對遠(yuǎn)程控制提出了越來越高的要求。因此被廣泛地應(yīng)用在各種技術(shù)領(lǐng)域中。特別制造的半導(dǎo)體發(fā)光二極管，可以發(fā)出特定波長（通常是近紅外）的紅外線，通過控制二極管的電流可以很方便地改變紅外線的強(qiáng)度，達(dá)到調(diào)制的目的，因此，在現(xiàn)代電子工程應(yīng)用中，紅外線常常被用做近距離視線范圍內(nèi)的通訊載波，最典型的應(yīng)用就是家電遙控器。而本文采用單片機(jī)進(jìn)行遙控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，遙控裝置將同時(shí)具有編程靈活、控制范圍廣、體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低、可靠性高等特點(diǎn)，因此采用單片機(jī)的紅外遙控技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。紅外遙控雖然被廣泛應(yīng)用，但各產(chǎn)商的遙控器不能相互兼容。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備。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。由于發(fā)射系統(tǒng)一般用電池供電，這就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都設(shè)計(jì)成可以處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)才工作，這樣可以降低功耗芯片所用的晶振應(yīng)該有足夠的耐物理撞擊能力。紅外遙控是以調(diào)制的方式發(fā)射數(shù)據(jù)，就是把數(shù)據(jù)和一定頻率的載波進(jìn)行“與”操作，這樣既可以提高發(fā)射效率又可以降低電源功耗。紅外遙控是利用紅外線進(jìn)行傳遞信息的一種控制方式，紅外遙控具有抗干擾，電路簡單，容易編碼和解碼，功耗小，成本低的優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、