【正文】 報(bào)警、吸收處理及轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。這種設(shè)想，經(jīng)過廣大技術(shù)人員的科技攻關(guān)，不久的將來變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。二次世界大戰(zhàn)中，由于戰(zhàn)爭的需要，出現(xiàn)了無線電遙控的坦克、魚雷快艇、無人駕駛飛機(jī)和導(dǎo)彈。4在工業(yè)生產(chǎn)方面，無線電遙控技術(shù)也大有用武之地，煉油廠、發(fā)電廠等大型聯(lián)合企業(yè)，工藝流程復(fù)雜，牽涉的范圍廣，人工操作管理難以準(zhǔn)確及時(shí)地掌握遠(yuǎn)處設(shè)備的運(yùn)行情況，容易產(chǎn)生誤差和造成不穩(wěn)定。在農(nóng)林漁業(yè)生產(chǎn)方面，人們可以采用遙控的方式，定時(shí)定量的給莊稼澆水、噴灑農(nóng)藥；對養(yǎng)雞養(yǎng)豬場，可以采用遙控一條龍的飼料加工、生產(chǎn)、自動送料喂養(yǎng)系統(tǒng)。可以采用遙控技術(shù)定時(shí)、定量喂養(yǎng)，檢測魚的新鮮程度和生長情況。無線遙控的地鐵機(jī)車自動駕駛設(shè)備，提高的車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，使你快捷舒適地到達(dá)目的地；天然氣、自來水管線的自動檢測和控制裝置把天然氣和自來水送到你的家中；利用無線遙控的機(jī)器人，按照預(yù)定編號的程序，代替人做家務(wù)勞動，如洗衣、做衣，當(dāng)你辛苦工作下班回到家中，呈現(xiàn)你面前的是一桌美味佳肴。除上述外，無線遙控在體育運(yùn)動領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用，在體育比賽中，我們看到航模表演，模型飛機(jī)在跑道上加速滑行，離開地面，飛向天空。小小的航模、海模不可能有飛行員操縱，而是地面上的運(yùn)動員通過遙控方式，使之展示高超的技藝。超聲波多普勒血流計(jì)，可實(shí)施非創(chuàng)上傷的血流測量。5第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案在確定基于單片機(jī)的無線燈光控制系統(tǒng)前，我們還要自己擬定一個(gè)本系統(tǒng)的基本步驟及其的要遵循的基本原則，從而使設(shè)計(jì)更合理化，更加有條理性。②確定系統(tǒng)所在的工作環(huán)境。如系統(tǒng)的無線傳輸 類型、無線遙控功能的方法、對發(fā)送信號的要求、對燈光的開關(guān)控制、燈光亮度控制。如藍(lán)牙通信、紅外線無線遙控等。根據(jù)比較來確定控制信號的形式。④要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，單片機(jī)是必不可少的。⑤根據(jù)系統(tǒng)的要求，來對硬件電路圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。下面就根據(jù)系統(tǒng)的基本要求和基本原則來確定本系統(tǒng)的方案。要求人們手持遙控器就可以對室內(nèi)的燈光進(jìn)行控制。在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中，成本是必須考慮的條件。本系統(tǒng)為基于單片機(jī)的無線燈光控制系統(tǒng)，人們通過手中的遙控器對室內(nèi)燈6光進(jìn)行控制。首先要對無線模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中這部分的模塊就要設(shè)計(jì)發(fā)送信號和對信號的接收，就要對這部分的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。要驅(qū)動調(diào)光電路，就要通過單片機(jī)相應(yīng)的程序來控制調(diào)光電路。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要使單片機(jī)能夠正常實(shí)現(xiàn)其功能，就必須為其提供相應(yīng)的直流電壓，而我們一般的家用電壓中都是 220V，所以我們就要設(shè)計(jì)一個(gè)電源電路，為單片機(jī)提供正常的工作的電壓。下圖 1 為本設(shè)計(jì)的一個(gè)總體設(shè)計(jì)框圖。 無線遙控方案的選擇系統(tǒng)要求只要人們手持遙控器就可以控制室內(nèi)所有燈光，所以我們就需要一種遙控傳輸信號的方式，要求使系統(tǒng)信號傳輸快，傳輸信號準(zhǔn)確，成本比較低。例如，調(diào)整電機(jī)的啟動與停止、正反向、升速與降速等指令。數(shù)值連續(xù)變化的指令為連續(xù)指令，如控制石油管道流量和壓力的指令；數(shù)值斷續(xù)的指令叫做斷續(xù)指令，如照明電燈的開與關(guān)的指令。對于藍(lán)牙方案，雖然此技術(shù)在當(dāng)今社會有很大的發(fā)展，有很多優(yōu)點(diǎn)，由于成本一直偏高，所以本系統(tǒng)將不考慮藍(lán)牙方案。由于紅外線遙控器具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、成本低廉、抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，是近距離遙控，特別是室內(nèi)遙控的首選方式。紅外線遙控的特性主要有幾點(diǎn)。特性與可見光相似性，由于靠近可見光的紅外線邊緣，它的直線傳播、反射、折射、和被物質(zhì)吸收等物理特性與可見光非常相似。具有較強(qiáng)的隱蔽性，因紅外線為不可見光，具有很強(qiáng)的隱蔽性。 紅外線遙控的基本原理 要使用紅外線遙控來實(shí)現(xiàn)信號傳輸，我們就有必要來了解下紅外線遙控的基本原理。具體來講，就是由發(fā)射器發(fā)出紅外線指令信號，由接收器接收下來并對信號進(jìn)行處理，最后實(shí)現(xiàn)對控制對象的各種功能的遠(yuǎn)距離控制。當(dāng)指令鍵按下時(shí)，指令信號產(chǎn)生電路便產(chǎn)生所需要的控制指令信號。常用的區(qū)分指令信號的特征是頻率特征和碼組特征，即用不同的頻率或不同的編碼的電信代號代表不同的指令。 指令按鍵產(chǎn)生信號調(diào)制解調(diào)驅(qū)動電路紅外發(fā)射 圖2 紅外線發(fā)射的組成 紅外接收器由紅外線接收器件、前置放大電路、調(diào)節(jié)電路、指令信號檢出電路、記憶及驅(qū)動電路、執(zhí)行電路組成，如圖3。 紅外接收前置放大頻率選擇驅(qū)動記憶執(zhí)行環(huán)節(jié)被控對象 圖3 紅外線接收器的組成9 系統(tǒng)的遙控功能實(shí)現(xiàn)方法的設(shè)計(jì) 頻分制與碼分制的選擇要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙控功能，就必須先選擇信號指令傳送的方式。如電壓極性的組合方式，電信號相位的組合方式，電信號幅值的組合方式，頻制的組合方式，脈沖的寬度、相位、幅度等參數(shù)的組合方式及脈沖編碼組合方式等。 頻率組合方式分為單音頻指令和多音頻指令。多音頻指令由兩個(gè)或兩個(gè)以上音頻信號組成，它不僅可以增加容量，還具有保密功能。 脈沖編碼遙控中常用恒比碼作為指令。奇偶校驗(yàn)法是利用碼組里的“1”的奇偶性來監(jiān)督碼組是否正確，它可以在發(fā)送端組成奇偶監(jiān)督碼，在接收端進(jìn)行校驗(yàn)。這樣發(fā)送端就能檢測出傳送指令的錯(cuò)誤。頻分制紅外線遙控是指令信號產(chǎn)生不同頻率的指令電信。對應(yīng)于每一個(gè)指令，就要有一個(gè)選頻電路。由于每一個(gè)指令信號，接收電路就要有一個(gè)選頻電路相對應(yīng)，當(dāng)系統(tǒng)的通道數(shù)目較多時(shí),電路將會變得非常復(fù)雜和龐大,且各通道見可能會產(chǎn)生串路干擾,因此當(dāng)通道數(shù)目較多時(shí),一般采用碼分制紅外遙控電路。下面就對碼分制紅外線遙控進(jìn)行分析。如圖4。指令按鍵前置放大紅外接收紅外發(fā)射驅(qū)動電路調(diào)制電路解調(diào)電路指令編碼記憶驅(qū)動執(zhí)行環(huán)節(jié)指令編碼被控對象 圖4 碼分制紅外遙控系統(tǒng)圖接收器接收下來的信號經(jīng)過前置放大后，送入解調(diào)電路，對調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)，再經(jīng)指令信號檢出電路檢出指令信號。紅外線遙控系統(tǒng)中的指令產(chǎn)生及檢出電路，在頻分制中由多頻振蕩電路及頻率選擇電路構(gòu)成；在碼分制系統(tǒng)中則由編碼電路及譯碼電路構(gòu)成，這是頻分制與碼分制紅外線遙控系統(tǒng)的分別。 碼分制遙控功能實(shí)現(xiàn)在上一節(jié)中分析了實(shí)現(xiàn)遙控功能的方法有頻分制和碼分制，以及他們的原理和特性。所以本系統(tǒng)將用碼分制遙控。為了使接收可靠，第11一位碼寬為3ms,其余為1ms,遙控?cái)?shù)據(jù)幀間隔大于10ms,如圖5 所示。 端口的輸出調(diào)制波如圖5 所示。在數(shù)據(jù)接收時(shí)，先對第一位（起始位）碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)間隔位的高電平大于3ms 時(shí)，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個(gè)數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的輸出操作。 10ms 1ms 10ms 停止位 第一位 3ms 1ms 圖6 一幀遙控碼波形圖 12 硬件電路的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的發(fā)射和接收功能，電路是必不可少的，而要驅(qū)動電路，實(shí)現(xiàn)燈光控制系統(tǒng)的整體功能，就必須通過單片機(jī)相應(yīng)的程序來完成。 單片機(jī)的介紹MC51系列單片機(jī)包括8038058751等型號，其代表型號是8051。 中斷 圖 7 8051 單片機(jī)組成方框圖 振蕩器及定時(shí) 64KB 總線擴(kuò)展控制器可編程 I/O 可編程 串行口 128B數(shù)據(jù)存儲器216 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 8051CPU4KB 程序存儲器 在本系統(tǒng)中我選擇的是 51 系列的 AT89C51，AT89C51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。13其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。MC51的時(shí)鐘可由內(nèi)部方式或外部方式產(chǎn)生。對外接電容值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小多少會影響振蕩頻率的高低、振蕩器穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。當(dāng)采用外部方式時(shí)鐘電路時(shí)，外部信號接至XTAL2（內(nèi)部時(shí)鐘電路輸入端），而XTAL1接地。通常對外部振蕩信號不特殊要求，但需要保證最小高電平及低電平脈寬，一般為頻率低于12M的方波。在設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，必須了解單片記的復(fù)位狀態(tài)。在RST端出現(xiàn)高電平的第二個(gè)周期，執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位，以上每個(gè)周期重復(fù)一次，直至RST端變低。即ALE=1，/PSEN=1。 上電復(fù)位電路：上點(diǎn)瞬間，RST端的電位與Vcc相同，隨著電容的逐步充電，充電電流減小，RST電位逐步下降。一般Vcc的上升時(shí)間不超過1ms，振蕩器建立時(shí)間不超過10ms。14 +5V10181。如圖 9。下面分別敘述各引腳的功能。②外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2當(dāng)外接晶體振蕩器時(shí) XTAL1 和 XTAL2 分別接在外接晶體兩端。③控制引腳 RST/VPD、ALE/PROG、/PSEN、/EA/Vpp15RST/Vpp(9): 當(dāng)振蕩器正常運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)二個(gè)機(jī)器周期以上的高電平單片機(jī)復(fù)位。當(dāng) Vcc 下降到低于規(guī)定的水平，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，VPD 就向 RAM 提供備用電源。作為 P0 口某時(shí)送出的信息到底是低 8 位還是傳送的數(shù)據(jù)，需要有一信號同步地進(jìn)行分別。即使不訪問外部存儲器，ALE 端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號，次頻率為振蕩器頻率的 1/6，因此可用作對輸出的時(shí)鐘。ALE 端可驅(qū)動 8個(gè) LS TTL 輸入。MCS51 單片機(jī)可以外接程序存儲器及數(shù)據(jù)存儲器，它們的地址可以是重合的。從外部程序存儲器取指令（或常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN 有效，此時(shí)地址總線上送出地址為程序存儲器地址；如果訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號將不會出現(xiàn)。/PSEN 同樣可以驅(qū)動 8 個(gè) LSTTL 輸入。當(dāng)/EA 保持低電平時(shí)，則訪問外部程序存儲器（從 0000H 地址開始） ，不管單片機(jī)內(nèi)部是否有程序存儲器。④輸出輸入引腳~（39~32）：P0 口是