【正文】 n Square：最小均方差）算法調(diào)節(jié)系數(shù)，對速率達(dá)到100Mb/s的室內(nèi)通信進(jìn)行了仿真。目前，紅外無線通信已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備，一些商業(yè)化的移動(dòng)終端如掌上型電腦、個(gè)人數(shù)字助理、移動(dòng)電話等都已經(jīng)安裝了紅外無線通信器件。以后的CMOS單片機(jī)雖然采用提高時(shí)鐘頻率和縮小分頻系數(shù)等措施，但這種狀態(tài)并未被徹底改觀；此間雖有某些精簡指令集單片機(jī)（RISC）問世，但依然沿襲對時(shí)鐘分頻的做法[3]。20世紀(jì)90年代初 ，ATMEL率先把MCS51內(nèi)核與其擅長的Flash技術(shù)相結(jié)合，推出轟動(dòng)世界的AT89系列單片機(jī)。幾年來，AVR單片機(jī)已形成系列產(chǎn)品，其Attiny，AT90，Atmega分別對應(yīng)為低、中、高檔產(chǎn)品[4]。AVR單片機(jī)價(jià)格低廉、可擦除1000次以上，不再有報(bào)廢品產(chǎn)生，且對掉電后數(shù)據(jù)的保存帶來方便，來電時(shí)能記住掉電時(shí)的工作狀態(tài)，給用戶帶來極高的可靠性，受到一致好評[5]。單片機(jī)種類很多，在簡易機(jī)器人制作和創(chuàng)新中。單片機(jī)初學(xué)者只需一條ISP下載線，把編輯、調(diào)試通過的軟件程序直接在線寫入AVR單片機(jī)，即可以開發(fā)AVR單片機(jī)[5]系列中的各種封裝的器件。其次，AVR單片機(jī)便于升級。再次，AVR單片機(jī)費(fèi)用低廉。程序存儲器擦寫可達(dá)10000次以上，不會產(chǎn)生報(bào)廢品。多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快。中斷響應(yīng)速度快。其次，AVR單片機(jī)耗能低。 V即可工作。它具有不可破解的位加密鎖Lock Bit技術(shù)，保密位單元深藏于芯片內(nèi)部，無法用電子顯微鏡看到。工業(yè)級產(chǎn)品，具有大電流(灌電流)10～40 mA,可直接驅(qū)動(dòng)可控硅SCR或繼電器，節(jié)省了外圍驅(qū)動(dòng)器件。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。 AVR單片機(jī)可重設(shè)啟動(dòng)復(fù)位,以提高單片機(jī)工作的可靠性?！　?） 有功能強(qiáng)大的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及通訊接口　　定時(shí)/計(jì)數(shù)器T/C有8位和16位,可用作比較器。AVR單片機(jī)有串行異步通訊UART接口,不占用定時(shí)器和SPI同步傳輸功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)頻率下,而波特率可達(dá)576K。它是作為一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間而存在的，可以按字節(jié)讀寫。EEPROM 的訪問由地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器決定。 AVR單片機(jī)的型號標(biāo)識解釋1）型號緊跟的字母，表示電壓工作范圍。例：ATmega4820AU，不帶“V”。例：ATmega4820AU，“20”表示可支持最高為20MHZ的系統(tǒng)時(shí)鐘。“P”：DIP封裝，“A”：TQFP封裝，“M”：MLF封裝?！　?）后綴最后一個(gè)字母，表示應(yīng)用級別。例：ATmega4820AU，“U”表示無鉛工業(yè)級。 AVR 8Bit MCU的最大特點(diǎn)與其它8Bit MCU相比，AVR 8Bit MCU最大的特點(diǎn)是：　　1） 哈佛結(jié)構(gòu)，具備1MIPS / MHz的高速運(yùn)行處理能力?！　　　?） 作輸出時(shí)與PIC的HI/LOW相同，可輸出40mA（單一輸出），作輸入時(shí)可設(shè)置為三態(tài)高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備10mA20mA灌電流的能力?！　?） 大部分AVR片上資源豐富：帶E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等。 本論文的結(jié)構(gòu)本論文包括五大部分，第一部分是緒論，其中描述了紅外無線通信技術(shù)的現(xiàn)狀，論文的結(jié)構(gòu)和AVR單片機(jī)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀；第二部分是系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，其中包括系統(tǒng)的整體框圖，硬件開發(fā)工具和軟件開發(fā)工具，講述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的每個(gè)小框架，軟件和硬件的功能菜單的介紹；第三部分是硬件設(shè)計(jì)，包括CPU的選型，所選CPU的功能介紹，外圍電路的設(shè)計(jì)以及各模塊的功能介紹；第四部分是軟件設(shè)計(jì)，包括每個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)流程圖，及主要代碼介紹；第五部分是系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，即系統(tǒng)的運(yùn)行，介紹了軟硬件的運(yùn)行結(jié)果。功能最強(qiáng)的Proteus專業(yè)版也非常便宜，人人用得起，對高校還有更多優(yōu)惠。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā),被《電子世界》在其對PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品—“The Route to PCB CAD”。用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。 ARES PCB設(shè)計(jì). PROSPICE 仿真器的一個(gè)擴(kuò)展PROTEUS VSM:便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設(shè)計(jì)的協(xié)同仿真。如MMC卡，以太網(wǎng)卡，ATA硬盤，麥克風(fēng)，等等。 2)具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動(dòng)態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤和LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。4)支持大量的存儲器和外圍芯片。 硬件開發(fā)工具界面 軟件開發(fā)工具此系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中使用的軟件工具是WINAVR。 WINAVR[7]的安裝1）運(yùn)行光盤上的Avr 程序進(jìn)行安裝。 AVR Studio 的安裝 點(diǎn)擊 圖標(biāo)進(jìn)行安裝，其他步驟與WINAVR相似。2）File Menu 文件菜單New：新建一個(gè)文件，你可在編輯窗口是輸入文字或代碼。Save： 保存當(dāng)前文件，如果環(huán)境設(shè)置中設(shè)置了保存?zhèn)浞菸募瑒t將原文件以file.~ext形式保存。Close：關(guān)閉當(dāng)前文件，如果文件有過修改系統(tǒng)會進(jìn)行提示。Print ：打印當(dāng)前文件。 3）Edit Menu ：編輯菜單。Redo：撤消最后一次的Undo。Copy ：拷貝選擇的內(nèi)容到剪帖板。Delete： 刪除選擇的內(nèi)容。Find in Files...：在所有文件中尋找一個(gè)文本。New Project：創(chuàng)建一個(gè)新的工程文件。Close Project ：關(guān)閉當(dāng)前的工程文件。Save Project ：保存當(dāng)前工程。 Build:構(gòu)筑當(dāng)前文件。3 仿真硬件電路設(shè)計(jì) CPU選型 ATmega16簡介ATmega16[8]是基于增強(qiáng)的AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。ATmega16 AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和32 個(gè)通用工作寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的數(shù)據(jù)吞吐率。C時(shí)的功耗 正常模式: mA 空閑模式: mA 掉電模式: 1 μA ATmega8[9] 的特點(diǎn)1） 高性能、低功耗的8位AVR微控制器，先進(jìn)的RISC精簡指令集結(jié)構(gòu) 130條功能強(qiáng)大的指令，大多數(shù)為單時(shí)鐘周期指令 32個(gè)8位通用工作寄存器 工作在16MHz時(shí)，具有16MIPS的性能 512個(gè)字節(jié)的E2PROM，擦寫次數(shù)：100000次 1K字節(jié)內(nèi)部SRAM可編程的程序加密位 省電模式（Power－save）、掉電模式（Power－down）、待命模式（Standby）。 28腳PDIP封裝，32腳TQFP封裝和 32腳MLF封裝。 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘信號用兩種方式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。ATmega16芯片有如下幾種通過Flash熔絲位進(jìn)行選擇的時(shí)鐘源。 本系統(tǒng)中使用的是標(biāo)定的內(nèi)部RC振蕩器[10]。場效應(yīng)管在這里起到開關(guān)的作用。電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過脈沖方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，即通過改變高電平的占空比來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。 而高電平的占空比或者說時(shí)鐘脈沖的形狀通過單片機(jī)mega16來控制。 單片機(jī)的引腳連接 紅外接收頭 IRLINK 紅外接收頭 到目前為止，紅外遙控協(xié)議[11]已多達(dá)十種， 如： RC SIRCS、 Sony、 RECS80、Denon、NEC、Motorola、Japanese、SAMSWNG 和 Daewoo 等。這里，兼容的協(xié)議是SonySRIC。本文使用PIC微控制器模擬紅外遙控發(fā)射端，接收端IRLink組件將解調(diào)信號送入另一片負(fù)責(zé)解碼的微控制器，通過編寫C程序，實(shí)現(xiàn)了虛擬平臺紅外遙控信號的收發(fā)設(shè)計(jì)仿真，并在實(shí)物應(yīng)用電路通過驗(yàn)證測試。紅外遙控系統(tǒng)設(shè)備一般由遙控發(fā)射器、紅外接收頭、微控制器及接口電路組成。為避免傳輸過程中受其他信號干擾，通常將其調(diào)制到特定的紅外載波頻率上，然后通過紅外發(fā)射二極管輸出。常用的紅外接收裝置一體化紅外接收頭， 紅外接收頭內(nèi)部結(jié)構(gòu) 它由PIN光敏二極管、低噪音放大器、限幅器、帶通濾波器、解調(diào)器以及積分器、比較器電路等集成在一起，解調(diào)出的遙控編碼信號輸入微控制器，微控制器將根據(jù)相應(yīng)的紅外協(xié)議編碼格式解碼，并控制設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的遙控動(dòng)作。 SIRC協(xié)議脈寬調(diào)制 SIRC ，在發(fā)送12位編碼時(shí)，SIRC協(xié)議以24ms的脈沖寬度信號作為起始信號，隨后是600us的標(biāo)準(zhǔn)空間間隔周期，接下來再發(fā)送7位命令與5位地址，且都是從低位開始發(fā)送。 SIRC 紅外數(shù)據(jù)信號格式 在本系統(tǒng)中紅外遙控收發(fā)仿真部分，電路中共使用了兩片PIC微控制器。前者充當(dāng)了“紅外遙控器”的角色，后者則是“受控設(shè)備”。 LCD顯示模塊PG160128A為一個(gè)128行160列的點(diǎn)陣液晶屏，他能顯示各種字符、圖形、漢字，基于T6963C內(nèi)核控制，自帶字符庫，同時(shí)用戶也可以自己建立漢字、圖形庫，其在Proteus中的元器件圖形如下： LCD顯示模塊 液晶屏[12]的種類也有很多，我們經(jīng)常用到的液晶屏包括：AMPIRE128*64；LGM12641BS1R；LM016L；LM020L；LM017L等等。也有帶字庫的12864，功能一樣。LM016L為能顯示2行16列32個(gè)字符的液晶屏；LM020L為能顯示1行16列16個(gè)字符的液晶屏；LM017L為能顯示2行32列16個(gè)字符的液晶屏。最后找到PG160128A液晶屏。這塊液晶和以上的很不一樣，它基于T6963C內(nèi)核，引腳更多，功能更復(fù)雜，指令集也更多。 電路的完整設(shè)計(jì) 由上述電源的設(shè)計(jì)、時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)、單片機(jī)所需引腳的鏈接、紅外接收頭、。C語言具有良好的程序結(jié)構(gòu),適用于模塊化程序設(shè)計(jì)，因此采用C語言設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時(shí)，首先要盡可能地采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法，將功能模塊化，由不同的模塊完成不同的功能，這樣可使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試和維護(hù)。在實(shí)際單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中，程序結(jié)構(gòu)一般均采用如下結(jié)構(gòu)：include /*　功能函數(shù)說明部份*/……}C語言具有很強(qiáng)的功能性和結(jié)構(gòu)性，可以縮短單片機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)周期，而且易于調(diào)試和維護(hù)，已經(jīng)成為目前單片機(jī)語言中最流行的編程語言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。 對于目前普遍使用的RISC架構(gòu)的8bit MCU來說，其內(nèi)部ROM、RAM、STACK等資源都有限，如果使用C語言編寫，一條C語言指令編譯后，會變成很多條機(jī)器碼，很容易出現(xiàn)ROM空間不夠、堆棧溢出等問題。而匯編語言，一條指令就對應(yīng)一個(gè)機(jī)器碼，每一步執(zhí)行什么動(dòng)作都很清楚，并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制，調(diào)試起來也比較方便。 而C語言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語言，它兼顧了多種高級語言的特點(diǎn)，并具備匯編語言的功能。C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，它支持當(dāng)前程序設(shè)計(jì)中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)。因此，使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已成為軟件開發(fā)的一個(gè)主流。 綜上所述，用C語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。 整體程序設(shè)計(jì)簡要介紹整體程序分為三部分。 各程序模塊的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的程序主要由三部分組成：紅外遙控器受控端程序、紅外遙控仿真發(fā)射器程序、PG160128LCD顯示驅(qū)動(dòng)器程序（T6963C）（不帶字庫）。~_BV(PD2)。 DDRB=0xFF。 //LCD初始化 Clear_Screen()。 Display_Str_at_xy(20,30,Infrared,0)。 Display_Str_at_xy(20,62,Application Demo,0)。 //10位PWM（1023），正向PWM TCCR1B=0x02。 //PWM調(diào)整并顯示 MCUCR=0x02。 //INT0中斷使能 sei()。}PWM調(diào)速并顯示 開始 TCCR1A=0x83 OCR1A=Current_Speed 輸出當(dāng)前速度值 當(dāng)前速度顯示緩沖 結(jié)束 PWM調(diào)速并顯示函數(shù)流程圖程序代碼：//