基于單片機紅外線發(fā)送系統(tǒng)設計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文） </b></p><p>　　題目基于單片機紅外線發(fā)送系統(tǒng)設計</p><p>　　系 別： 電子信息工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 通信技術 </p><p>　　班 級：

2、通信09-2班 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　日 期： 2

3、012年2月29日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　很多電器都采用紅外遙控,那么紅外遙控的工作原理是什么呢?本文將介紹其原理和設計方法。紅外線遙控就是利用波長為0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz，這是由發(fā)射端所使用的455k

4、Hz晶振來決定的，在發(fā)射端要對晶振進行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。接收端的輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自鎖、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式。“脈沖”輸出是當按發(fā)射端按鍵時，接收端對應輸出端輸出一個“有效脈沖”，寬度一般在100ms左右。一般情況下，接收端除了幾位數(shù)據(jù)輸出外，還應有一位“數(shù)據(jù)有

5、效”輸出端，以便后級適時地來取數(shù)據(jù)。這種輸出形式一般用于與單片機或微機接口。 除以上輸出形式外，還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指對發(fā)射端每次發(fā)的信號，接收端對應輸出予以“儲存”，直至收到新的信號為止；“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類似。</p><p>　　關鍵詞：80c51單片機、紅外發(fā)光二極管、晶振</p><p><b>　　Abstract:&l

6、t;/b></p><p>　　Very many electric appliances all use the infrared remote control, then what the infrared remote control principle of work is? This article will introduce its principle and the design metho

7、d.The infrared remote control is uses the wave length is 0.76~1.5 μm between near-infrared line transmits the control signal.The commonly used infrared remote control system divides generally launches and receives two pa

8、rts.The infrared remote control commonly used carrier frequency is 38kHz, in the transmitti</p><p>　　The receiving end output condition may divide into the pulse, the level, the self-locking approximately, l

9、ocks, the data five forms mutually.“The pulse” the output is when presses the transmitting end pressed key, the receiving end correspondence out-port outputs one “the effective pulse”, width generally about 100ms.In ordi

10、nary circumstances, receiving end besides several bit data outputs, but also should some “the data be effective” the out-port, after in order to the level at the right moment</p><p>　　Key word: 80c51 monolit

11、hic integrated circuit, infrared light emitter diode, crystal oscillator</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　　Abstract:3</p><p

12、><b>　　緒 論5</b></p><p>　　第一章 紅外發(fā)射部分6</p><p><b>　　1．1引言：6</b></p><p>　　1．2設計要求與指標：6</p><p>　　1. 3紅外遙感發(fā)射系統(tǒng)的設計7</p><p>　　1

13、．4紅外發(fā)射電路的設計8</p><p>　　1. 5 系統(tǒng)的功能實現(xiàn)方法10</p><p>　　1 遙控碼的編碼格式10</p><p>　　1. 6 紅外發(fā)射電路圖12</p><p>　　1. 7 軟件設計12</p><p>　　1.8 調(diào)試結果及其分析13</p><

14、;p>　　1. 9 遙控器的工作原理及組成部分14</p><p>　　1.10 結論14</p><p>　　第二章 紅外接受部分15</p><p><b>　　2．1 引言15</b></p><p>　　2．2 設計要求及指標15</p><p>　　2．3 紅外遙控

15、系統(tǒng)的設計16</p><p>　　2．4 系統(tǒng)的功能實現(xiàn)方法20</p><p>　　2．5 紅外接受電路圖21</p><p>　　2. 6 軟件設計：22</p><p>　　2. 7調(diào)試結果及分析：24</p><p>　　2. 8結論：24</p><p><b

16、>　　接收程序25</b></p><p><b>　　附錄31</b></p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　緒 論</b><

17、/p><p>　　人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.62～0.76μm；紫光的波長范圍為0.38～0.46μm。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線遙控就是利用波長為0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在

18、其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940nm左右，外形與普通　5發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍、透明三種顏色，判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣：用萬用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。在實際應用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅

19、外接收二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較小（100mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路</p><p>　　第一章 紅外發(fā)射部分</p><p><b>　　1. 1引言：</b></p><p>　　隨著遠程教育系統(tǒng)的不斷發(fā)展和日趨完善， 學校都得到了廣泛應用。 同時使

20、用多種設備，如：數(shù)字投影機、 DVD 、 VCD 、錄像機、電視機等，由于各種設備都自帶遙控器，而使用多種遙控器，通過基于單片機的控制指令來對多種設備進行遠程控制，不同的設備。從而方便快捷的實現(xiàn)遠程控制。紅外遙控是目前家用電器中用得較多的遙控方式。那么，什么是紅外線。人的眼睛能看的可見光按波長從長到短排列的波長范圍為 0.62 ～ 0.76 μ m ；比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線遙控就是利用波長為 0.76 ～ 1.5 μ m 之

21、間的近紅外線來傳送控制的。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍、透明三種顏色。紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分 。 發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940mm 左右，外形與普通 φ 5發(fā)光二極管相同。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種： 三只引腳，即電源正（ VDD ）、電源負（ GND ）和數(shù)據(jù)輸出（ VO 或 OUT ）。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同， 是不需要復雜的調(diào)試和外

22、殼屏蔽， 意成品紅外接收頭的載波頻率。 38kHz</p><p><b>　　2設計要求與指標：</b></p><p>　　紅外遙控是目前使用較多的一種遙控手段。功能強、成本低等特點。 系統(tǒng)。設計要求利用紅外傳輸控制指令 及智能控制系統(tǒng) ，借助 微處理器 強大靈活的控制功能發(fā)出 脈沖編碼 ，組成的一個遙控系統(tǒng)。本設計的主要技術指標如下：</p>&l

23、t;p>　　(1) 遙控范圍： 4 — 6 米</p><p>　　(2) 顯示可控制的通道</p><p>　　(3) 靈敏可靠，抗干擾能力強</p><p>　　(4) 控制用電器電流最高為 2 A</p><p>　　紅外遙控的特點是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設備。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

24、不會產(chǎn)生相互干擾； 多路遙控。</p><p>　　紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，系統(tǒng)采用編 / 解碼專用集成電路和單片機芯片來進行控制操作。設計的電路由幾個基本模塊組成：直流穩(wěn)壓電源，紅外發(fā)射電路，紅外接收電路及控制部分。發(fā)射電路，利用遙控發(fā)射利用鍵盤， 這種代碼指令信號調(diào)制在 40KH z 的載波上，激勵紅外光二極管產(chǎn)生具有脈沖串的紅外波 ，通過空間的傳送到受控機的遙控接收器。</p>

25、<p>　　3紅外遙感發(fā)射系統(tǒng)的設計</p><p>　　紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，系統(tǒng)采用編/解碼專用集成電路和單片機芯片來進行控制操作。發(fā)射系統(tǒng)設計的電路由如下的幾個基本模塊組成：直流穩(wěn)壓電源，紅外發(fā)射電路。</p><p><b>　　系統(tǒng)框圖如圖所示。</b></p><p>　　4紅外發(fā)射電路的設計</p&

26、gt;<p>　　1 主要芯片 —— 單片機 89C2051 介紹</p><p>　　同一般微處理器的 80C51 的控制器也由指令寄存器 IR 。指令譯碼器 ID 。</p><p>　　定時及控制邏輯電路和程序計數(shù)器 PC 等組成。</p><p>　　程序計數(shù)器 PC 是一個 16 為的計數(shù)器（注： PC 不屬于特殊功能寄存器 SFR 的范疇）

27、。他總是存放著下一個要取得指令的 16 位存儲單元地址。也就是說， CPU 總是把 PC 的內(nèi)容作為地址，從內(nèi)存中取出指令碼或含在指令中的操作數(shù)。因此，每當取完一個字節(jié)后， PC的內(nèi)容自動加 1 ，為取下一個字節(jié)作好準備。只有在執(zhí)行轉移子程序調(diào)用指令和中斷響應是例外，那時 PC 的內(nèi)容不加 1 ，而是指令或中斷響應過程自動給 PC 置入新的地址。單片機上電或復 PC 自動清 0 ，即裝入地址 0000H ，這就保證了單片機上電或復位后，

28、程序從 0000H 地址開始執(zhí) 行。</p><p>　　指令寄存器 1R 保存當前正在執(zhí)行的一條指令。執(zhí)行一條指令，先要把他從程序存儲器取到指令存儲器中。指令內(nèi)容含操作碼和地址碼，操作碼送往指令譯碼器ID，并形成相應指令的微操作信號。地址碼送往操作數(shù)地址形成實際的操作數(shù)地址。</p><p>　　定時與操作是微處理器的核心部件，他的任務是控制取指令 ` 執(zhí)行指令 ` 存取操作數(shù)或運算結果

29、等操作，向其他部件發(fā)出各種微操作控制信號，協(xié)調(diào)各部件的工作。 80C51單片機內(nèi)設有振蕩電路，只需外接石英晶體和頻率微調(diào)電容就可產(chǎn)生內(nèi)部時鐘信號。</p><p>　　2 AT89C2051的引腳</p><p>　　AT89C2051采用引腳雙列直插式封裝，現(xiàn)將個引腳的功能說明如下：</p><p>　　· Vcc (20) ：電源電壓端。</p

30、><p>　　· GND （ 10 ）：地端。</p><p>　　· RST （ 1 ）：復位輸入端。當 RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期的高電平時，單片機復位。復位后，AT89C2051 內(nèi)部專用寄存器及 I /O 口的處置與 8051 的情況一樣，而內(nèi)部的狀態(tài)保持不變。</p><p>　　· XTAL 1(5) ：振蕩器反相放大器的輸入

31、和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　· XTAL 1(4) ：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　· P1 口： P1口是一個 8 位雙向 I/O 口。 P1.2-P1.3 引腳內(nèi)部接有上拉電阻。 P1.0 和 P1.1分別作為片內(nèi)精密模擬比較器的同相輸入( AIN0 ) 和反相輸入（ AIN1 ） 。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20 mA 電流

32、并能直接驅動 LED 顯示。當 P1 口的鎖存器寫入 “ 1 ” 時， P1 口可作為輸入端。當引腳 P1.2--P1.7 用作輸入并被外部拉低時，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流（ In ） 。 P1 口還在閃速編程和程序校驗期間接受代碼數(shù)據(jù)。</p><p>　　· P3 口 ： P3 口的 P3.0-P3.5 和 P3.7 是帶有內(nèi)部上拉電阻的七個雙向 I/O 引腳。 P3. 6用于固定輸入片內(nèi)比

33、較器的輸入信號并且他作為一通用 I/O 引腳而不能訪問。 P3 口緩沖器可吸收 20 mA 電流。當 P3 口鎖存器寫入 “ 1 ” 時，它們被上拉電阻拉高并可作為輸入端。用作輸入時，被外部拉低的P3 口引腳將由于上拉電阻而流出電流（ I n ） 。 P3 口還接收一些用于閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。</p><p>　　P3 口還用于實現(xiàn) AT89C2051 的一些特殊功能，這些特殊功能定義如下：<

34、;/p><p>　　口線 特殊功能</p><p>　　P3.0 RXD ( 串行口輸入端 )</p><p>　　P3.1 TXD ( 串行口輸出端

35、)</p><p>　　P3.2 /INT0 ( 外部中斷 0)</p><p>　　P3.3 /INT1 ( 外部中斷 1)</p><p>　　P3.4

36、 T0 ( 定時器 0 外部輸入 )</p><p>　　P3.5 T1 ( 定時器 1 外部輸入 )</p><p>　　89C2051共有20條引腳，如上圖所示。</p><p>　　P1 口共 8 腳，準雙向端口。</p><p>　　P3.0 ～ P3.6

37、 共 7 腳，準雙向端口，如 P3.0 、 P3..1 的串行通訊功能， P3.2 、 P3..3 的中斷輸入功能， P3.4 、 P3.5 的定時器輸入功能。</p><p>　　在引腳的驅動能力上， 89C2051 具有很強的下拉能力， P1,P3 口的下拉能力均可達 到20mA. 相比之下， 89C51 的端口下拉能力每腳最大為 15mA 。但是限定 9 腳電流之和小于71mA. 這樣，引腳的平均電流只 9

38、mA 。 89C2051 驅動能力的增強，使得它可以直接驅動 LED數(shù)碼管。</p><p>　　相對于 89C51 它少了一些功能，但是它的功耗少，便于攜帶，更經(jīng)濟使他在發(fā)射電路中起著重要的地位。因此，在本設計紅外發(fā)射電路中就用了他來實現(xiàn)脈沖信號的產(chǎn)生。</p><p>　　5系統(tǒng)的功能實現(xiàn)方法</p><p><b>　　遙控碼的編碼格式</b&

39、gt;</p><p>　　該遙控器采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的碼，最小為2個脈沖，最大為 17 個脈沖。為了使接收可靠，第一位碼寬為3ms ，其余為 1ms ，</p><p>　　遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10ms ，如圖 2 － 1 所示。</p><p><b>　　2 遙控碼的發(fā)射</b></p><p&

40、gt;　　當某個操作按鍵按下時，單片機先讀出鍵值，然后根據(jù)鍵值設定遙控碼的脈沖個數(shù)，再調(diào)制成 40kHz 方波由紅外線發(fā)光管發(fā)射出去。 P3.5 端口的輸出調(diào)制波如圖 2 － 2 所示。</p><p><b>　　6紅外發(fā)射電路圖</b></p><p>　　遙控發(fā)射通過鍵盤，每按下一個鍵，即產(chǎn)生具有不同的編碼數(shù)字脈沖，這種代碼指令信號調(diào)制在 40KH z 的載波上

41、，激勵紅外光二極管產(chǎn)生不同的脈沖，通過空間的傳送到受控機的遙控接收器。 P1 口作為按鍵部分， P3.5 口作為發(fā)射部分，然后用三極管的放大驅動紅外發(fā)射。電路如下圖所示。</p><p><b>　　7 軟件設計</b></p><p><b>　　發(fā)射編碼的軟件設計</b></p><p>　　首先，初始化定時器，定時頻

42、率為40KHz的時間段。當按下某一按鍵時，送數(shù)據(jù) 1 ，就開始工作。同時定時器溢出，也就是定時器記滿了，執(zhí)行定時器中斷，中斷程序如下：</p><p>　　INTT1 ： CPL P3.5 ； 40KHZ 紅外線遙控信號產(chǎn)生</p><p>　　RETI ; 中斷返回</p><p>　　由此就產(chǎn)生了 40KHZ 的載波信號。

43、</p><p>　　當發(fā)送數(shù)據(jù) 0 時，定時器不工作。</p><p>　　程序流程圖如圖 4 － 3 所示：</p><p>　　8 調(diào)試結果及其分析</p><p>　　本電路總共設計了 8 個輸入按鍵，7，8 為特殊按鍵。</p><p>　　當輸入一個按鍵 5 時，通過紅外發(fā)射和接收電路，對應的繼電器 5 的

44、設備工作即 5號發(fā)光二極管發(fā)光，而數(shù)碼管顯示工作的設備的個數(shù)，就顯示 1 。當再次按下按鍵 5 時， 5號發(fā)光二極管滅，數(shù)碼管顯示 0 。</p><p>　　當同時按下兩個鍵 3 和 4 時， 3 號和 4 號二極管亮，數(shù)碼管顯示 2 。</p><p>　　當按下按鍵 7 時，所有設備都不工作，數(shù)碼管顯示 0 ，發(fā)光二極管都不發(fā)光。</p><p>　　當按下按

45、鍵 8 時，所有設備都工作，數(shù)碼管顯示 6 ，發(fā)光二極管都發(fā)光。</p><p>　　本設計在調(diào)試過程中也遇到很多問題。</p><p>　　(1) 電路要求遙控控制距離為 4 — 6m ，在利用 38KHz 的接收頭時，雖然能接收到信號，但是接收的距離很有限。經(jīng)過反復調(diào)試，換用 40KHz 的接收頭時基本滿足了設計需求。</p><p>　　(2) 由于將 3ms

46、 的接收脈沖放在 1ms 的后面，編碼解調(diào)出現(xiàn)錯誤，導致接受端無信號輸 出。解決方法是將 3ms 的接收脈沖放在前面就可以接收到信號。 單</p><p>　　片機進行數(shù)碼幀的接收處理， 3 ms 的脈沖檢驗，當?shù)谝晃坏碗娖酱a的脈寬小于 2 ms時就會錯誤處理。</p><p>　　在初始化過程中，將 P1 口全置 0 ，但是繼電器仍工作，通過反復調(diào)試，將初始化的 P1口全置 1 ，通過反

47、向使得輸出全為 0 ，從而滿足上電復位，繼電器掉電，滿足初始化要求 。</p><p>　　1. 9 遙控器的工作原理及組成部分</p><p>　　1. CPU 采用AT89C2051單片機，AT89C2051的功能: </p><p>　　和 MCS-8051產(chǎn)品兼容、2KB可重編程閃速存儲器、耐久性:1000寫/擦除周期、2.7V~6V的操作范圍、全靜態(tài)操作：

48、0Hz~24MHz、兩級 加密程序存儲器、128×8位內(nèi)部RAM、15根可編程I/O引線、6個中斷源、可編程串行UART通道、直接LED驅動輸出、片內(nèi)模擬比較器、低耗空載 和掉電方式。 </p><p>　　2. 電源采用4節(jié)7號電池來提供電源，并用一個二極管（IN4148）進行降壓。 </p><p>　　3. 調(diào)制部分：采用CD40106進行緩沖放大并整形.發(fā)送的數(shù)字信號與3

49、8K的載波進行相與，將其調(diào)制在一起,整形并緩沖放大,經(jīng)過8050進行放大驅動紅外發(fā)射管,使其發(fā)射紅外光。 </p><p>　　4. 紅外發(fā)射方原理見圖（1）所示。 </p><p><b>　　10 結論</b></p><p>　　由于目前的遙控裝置大多對某一設備進行單獨控制，而在本設計中的紅外遙控電路設計了多個控制按鍵，可以對不同的設備，

50、也可以對同一設備的多個功能進行不同的控制?；痉霞夹g要求。</p><p>　　但是本電路也有不完 , 它只能單通道實現(xiàn)對多個設備的控制 , 即它不能同時控制兩個或者兩個以上的設備。</p><p>　　在設計過程中，通過大量的查閱資料，認真研究材料，對單片機有了更為深刻的理解，在設計軟件時，須仔細的分析硬件電路，畫出程序流程圖，培養(yǎng)了我的耐性和刻苦鉆研的精神。</p>&

51、lt;p>　　第二章 紅外接受部分</p><p><b>　　2. 1 引言</b></p><p>　　隨著遠程教育系統(tǒng)的不斷發(fā)展和日趨完善，利用多媒體作為教學手段在各級各類學校都得到了廣泛應用。 但經(jīng)常會遇到同時使用多種設備，如： DVD 、 VCD 、錄像機、電視機等，由于各種設備都自帶遙控器，而且不同的設備所遵循的紅外傳輸規(guī)約也不盡相同， 操縱這些設

52、備得用多種控器，給使用者帶來了諸多不便。基于單片機的控制指令來對多種設備進行遠程控制， 從而方便快捷的實現(xiàn)遠程控制。</p><p>　　遠程遙控技術又稱為遙控技術，是指實現(xiàn)對被控目標的遙遠控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領域應用廣泛。紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，被諸多電子設備廣泛采用，并越來越多的應用到計算機系統(tǒng)中。紅外線又稱紅外光波，在

53、電磁波譜中，光波的波長范圍為 0.01um~1000um 。根據(jù)波長的不同可分為可見光和不可見光，波長為0.38um~0.76um 的光波可為可見光，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色。光波為 0.01um~0.38 um 的光波為紫外光 ( 線 ) ，波長為 0.76um~1000um 的光波，為紅外光 ( 線 ) 。紅外線遙控是利用近紅外 光傳送遙控指令的， 波長為0.76um~1.5um 。用近紅外作為遙控光源，是因為目前紅

54、外發(fā)射 器件 ( 紅外發(fā)光管 ) 與紅外接收器件 ( 光敏二極管、三極管及光電池 ) 的發(fā)光與受光峰值波長 一般為 0.8um~0.94um ，在近紅外光波段內(nèi)，二者的光譜正好重合，可獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。</p><p><b>　　2 設計要求及指標</b></p><p>　　紅外遙控是目前使用較多的一種遙控手段。紅外遙控裝置具有體積小、功耗低、功能

55、強、成本低等特點。在家庭生活中，錄音機、音響設備、空調(diào)、彩電都用了紅外遙控系統(tǒng)。設計要求利用紅外傳輸控制指令及智能控制系統(tǒng) ，借助微處理器強大靈活的控制功能發(fā)出脈沖編碼 ，組成一個遙控系統(tǒng)。 本設計的主要技術指標如下：</p><p>　　1. 遙控范圍： 4 — 6 米</p><p>　　2. 顯示可控制的通道</p><p>　　3. 接收靈敏可靠，抗干擾能力

56、強</p><p>　　4. 控制用電器電流最高為 2 A</p><p>　　2. 3 紅外遙控系統(tǒng)的設計</p><p>　　紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，系統(tǒng)采用編 / 解碼專用集成電路和單片機芯片來進行控制操作。設計的電路由如下的幾個基本模塊組成：紅外發(fā)射電路，紅外接收電路及控制部分。</p><p>　　系統(tǒng)框圖如圖 3 －

57、 1 所示。</p><p>　　2. XTAL2 接外部晶體的另一個引腳。在單片機內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時，此引腳應懸浮不連接。 </p><p>　　3. 輸入 / 輸出引腳 P0.0 ～ P0.7 、 P10. ～ P 1 .7 、 P2.0 ～ P2.7 和 P3.0 ～ P3.7 。</p><p>　　① P0 端口（

58、P0.0 ～ P0.7 ） P0 是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口。作為輸出口用時，</p><p>　　每位能以吸收電流的方式驅動 8 個 TTL 輸入，對端口寫 1 時，又可作高阻抗輸入端用。</p><p>　　在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，它是分時多路轉換的地址（低8位） / 數(shù)據(jù)總線， 在訪問期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。 </p><p>　?、?

59、P 1 端口（ P 1 .0 ～ P 1 .7 ） P 1 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P 1 的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫 1 時，通過內(nèi)部的上拉 電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 </p><p>　?、?P2 端口 （ P2.0 ～ P2.7 ） P2 是一個帶有內(nèi)部上

60、拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P2 的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位， P2 作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，這時可用作輸入口。P2作為輸入口時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。</p><p>　　在訪問外部程序存儲器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器 ( 如執(zhí)行 MOVX @ DPTR

61、 指令 )時， P2 送出高 8 位地址。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器 ( 如執(zhí)行 MOVX @ R i , A 指令 )時，P2口引腳上的內(nèi)容，在整個訪問期間不會改變。</p><p>　?、?P3 端口（ P3.0 ～ P3.7 ） P3 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P2 的輸出緩沖器可驅動 ( 吸收或輸出電流方式 )4 個 TTL 輸入。對端口寫 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把

62、端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 P3 作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻， 那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。</p><p>　　在 AT89S52 中， P3 端口還用于一些專門功能，這些兼用功能如下：</p><p>　　(1) P3.0 RXD （串行輸入口）</p><p>　　(2) P3.1 TXD （串行輸出口）</p>&

63、lt;p>　　(3) P3.2 /INT0 （外部中斷 0 ）</p><p>　　(4) P3.3 /INT1 （外部中斷 1 ）</p><p>　　(5) P3.4 T0 （記時器 0 外部輸入）</p><p>　　(6) P3.5 T1 （記時器 1 外部輸入）</p><p>　　(7) P3.6 /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫

64、選通）</p><p>　　(8) P3.7 /RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）</p><p>　　(9) P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號</p><p><b>　　4. 振蕩器特性：</b></p><p>　　XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石英震蕩

65、和陶瓷震蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。 由于輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 </p><p><b>　　5. 芯片擦除：</b></p><p>　　整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合， ALE 管腳處于低電平 10ms

66、來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “ 1 ” 且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　主控制器采用ATMEL公司的8位單片機AT89S52。AT89S52是一個低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(In-system programmable) 的可反復擦寫 1000 次的 Flash只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非

67、易失性存儲技術制造，兼容標準 MCS -51指令系統(tǒng)。</p><p>　　圖3-9：主控制器電路原理圖</p><p>　　2. 4 系統(tǒng)的功能實現(xiàn)方法</p><p>　　1、 搖控碼的編碼格式</p><p>　　該遙控器采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的碼，最小為2個脈沖，最大為17個脈沖。為了使接收可靠，第一位碼寬為3ms，

68、其余為 1ms ，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10ms，如圖 4－1 所示。</p><p>　　2、 遙控碼的發(fā)射</p><p>　　當某個操作按鍵按下時，單片機先讀出鍵值，然后根據(jù)鍵值設定遙控碼的脈沖個數(shù)，再調(diào)制成 40kHz 方波由紅外線發(fā)光管發(fā)射出去。 P3.5 端口的輸出調(diào)制波如圖 4 － 1 所示。</p><p>　　3、 數(shù)碼幀的接收處理</p&g

69、t;<p>　　當紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時，第一位碼的低電平將啟動中斷程序實時接收 數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時，將對第一位碼的碼寬進行驗證。若第一位低電平碼的 的脈寬小于2ms ，將作為錯誤碼處理。當間隔位的高電平脈寬大于 3ms 時，結束接收，然后根據(jù)累加器 A 中的脈沖個數(shù)，執(zhí)行相應輸出口操作。圖4 － 2 就是紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖。</p><p><b>　　5 紅外

70、接受電路圖</b></p><p>　　在接收過程中，脈沖通過光學濾波器和紅外二極管轉換為40KHZ的電信號，此信號經(jīng)過放大，檢波，整形，解調(diào)，送到解碼與接口電路。如圖 5 － 1 所示 。</p><p>　　通常，紅外遙控器將遙控信號(二進制脈沖碼) 調(diào)制在40KHz的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，產(chǎn)生紅外信號發(fā)射出去。 將上述的遙控編碼脈沖對頻率為 40 KHz

71、( 周期為26.3ms) 的載波信號進行脈幅調(diào)制 (PAM ) ，再經(jīng)緩沖放大后送到紅外發(fā)光管，將遙控信號發(fā)射出去。</p><p>　　2. 6 軟件設計：</p><p>　　1、單片機上電復位后，首先對其內(nèi)部定時器初始化，用定時器及軟件計數(shù)的方法，當有信號輸入時，單片機產(chǎn)生中斷，并在P3 . 1口進行計脈沖個數(shù)，測量 P3.1 高、低電平的寬度。P3.1 引腳平時為高電平，當接收到

72、紅外遙控信號時，由于一體化紅外接收頭的反向作用，INT0 引腳下跳至低電平 , 計算脈沖個數(shù)后通過 7447 譯碼電路，數(shù)碼管顯示相應的數(shù)值。</p><p>　　下面是第一個 3 ms 脈沖的解碼程序。</p><p>　　2、LED 顯示主要是顯示所發(fā)射的所發(fā)送的信號的個數(shù)，它就實現(xiàn)以下的作用。當按下某一按鍵比方說 2 鍵，LED會顯示01 ，如果再按下2 鍵，LED 就顯示 00 。

73、如果同時按下2個鍵，那么 LED 就顯示 02 。下面介紹 LED 的主要性能。</p><p>　　LED 顯示器由 7 個發(fā)光二極管組成，又叫 7 段 LED 顯示器，顯示器中還有一個圓點型發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點。通過7個發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號。</p><p>　　LED 顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法：</p><

74、p>　?。?） 共陽極接法</p><p>　　把發(fā)光二極管的陽極連在一起構成共陽極。使用時供陽極接+5V 。這樣陰極端</p><p>　　輸入低電平的段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入高電平的則不點亮。</p><p><b>　?。?）共陰極接法</b></p><p>　　把發(fā)光二極管的陰極連在一起構成共陰極

75、。使用時供陽極接+5V 。這樣陽極端輸</p><p>　　高低電平的段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入低電平的則不點亮。</p><p>　　在設計的電路中，采用了共陽極接法。</p><p><b>　　7調(diào)試結果及分析：</b></p><p>　　本電路總共設計了8個輸入按鍵，7 ，8 為特殊按鍵。</p>

76、;<p>　　當輸入一個按鍵 5 時，通過紅外發(fā)射和接收電路，對應的繼電器 5 的設備工作即 5 號發(fā)光二極管發(fā)光 ，而數(shù)碼管顯示工作的設備的個數(shù)，就顯示1 。當再次按下按鍵 5 時，5號發(fā)光二極管滅，數(shù)碼管顯示 0 。</p><p>　　當同時按下兩個鍵 3 和 4 時，3 號和 4 號二極管亮，數(shù)碼管顯示 2 。</p><p>　　當按下按鍵 7 時，所有設備都不工作

77、，數(shù)碼管顯示 0 ，發(fā)光二極管都不發(fā)光。</p><p>　　當按下按鍵 8 時，所有設備都工作，數(shù)碼管顯示 6 ，發(fā)光二極管都發(fā)光。</p><p>　　本設計在調(diào)試過程中也遇到很多問題。</p><p>　　電路要求遙控控制距離為4 — 6m ，在利用 38KHz 的接收頭時，雖然能接收到信號，但是接收的距離很有限。經(jīng)過反復調(diào)試，換用 40KHz 的接收頭時基本

78、滿足了設計需求。</p><p>　　在初始化過程中，將 P1 口全置 0 ，但是繼電器仍工作，通過反復調(diào)試，將初始化的 P1口全置 1 ，通過反向使得輸出全為 0 ，從而滿足上電復位，繼電器掉電，滿足初始化要求 。</p><p>　　在初始化過程中，將 P1 口全置 0 ，但是繼電器仍工作，通過反復調(diào)試，將初始化的 P1口全置 1 ，通過反向使得輸出全為 0 ，從而滿足上電復位，繼電器

79、掉電，滿足初始化要求 。</p><p><b>　　8結論：</b></p><p>　　由于目前的遙控裝置大多對某一設備進行單獨控制，而在本設計中的紅外遙控電路設計了多個控制按鍵，可以對不同的設備，也可以對同一設備的多個功能進行不同的控制?；痉霞夹g要求。</p><p>　　但是本電路也有不完 , 它只能單通道實現(xiàn)對多個設備的控制 ,

80、即它不能同時控制兩個或者兩個以上的設備。</p><p>　　在設計過程中，通過大量的查閱資料，認真研究材料，對單片機有了更為深刻的理解，在設計軟件時，須仔細的分析硬件電路，畫出程序流程圖，培養(yǎng)了我的耐性和刻苦鉆研的精神。</p><p><b>　　第三章</b></p><p><b>　　接收程序</b></p

81、><p>　　ORG 0000H </p><p>　　LJMP START</p><p>　　ORG 0003H </p><p>　　LJMP INTEX0</p><p><b>　　ORG 0030H</b></p><p>　　START:

82、MOV SP,#70H</p><p>　　MOV IE,#00H ; 關所有中斷</p><p>　　SETB EX0 ; 開外中斷</p><p>　　SETB EA ; 總中斷允許</p><p>　　MOV P1,#00H</p><p>　　MAIN: LCALL DELAY ; 持

83、續(xù) 512 微秒</p><p>　　MOV 31H,#00H</p><p>　　MOV 30H,P1 MOV R7,#08H</p><p>　　XUN: CLR C</p><p><b>　　MOV A,30H</b></p><p><b>　　RLC

84、 A</b></p><p><b>　　MOV 30H,A</b></p><p><b>　　MOV A,31H</b></p><p>　　ADDC A,#00H</p><p><b>　　MOV 31H,A</b></p><p>

85、　　DJNZ R7,XUN MOV A,31H</p><p><b>　　SWAP A</b></p><p><b>　　MOV P2,A</b></p><p>　　LJMP MAIN ; 轉 MAIN 循環(huán)</p><p>　　NOP

86、 ;PC 值出錯處理</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　LJMP START ; 出錯時重新初始化;遙控接收程序; 采用中斷接收 </p><p>　　INTEX0: MOV 32H,A</p&g

87、t;<p><b>　　MOV 20H,C</b></p><p>　　CLR EX0 ; 關外中斷</p><p>　　JNB P3.1,READ1 ;P3.5 口為低電平轉 READ1</p><p>　　READOUTT0: SETB EX0

88、 ;P3.5 口為高電平開中斷（系干擾）</p><p><b>　　MOV A,32H</b></p><p><b>　　MOV C,20H</b></p><p>　　RETI ; 退出中斷</p><p>　　READ1:

89、 CLR A ; 清 A</p><p>　　MOV DPH,A ; 清 DPTR</p><p>　　MOV DPL,A ;</p><p>　　HARD1: JB P3.1,HARD11 ;P3.5 變高電平轉 HARD11</p><p>　　INC DPTR ; 用 DPTR 對低電平計數(shù)</p>

90、;<p>　　NOP ;1 微秒延時</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　AJMP HARD1 ; 轉 HARD1 循環(huán)（循環(huán)周期為 8 微秒）</p><p>　　HARD11: MOV A,DPH ;DPTR 高 8 位放入 A</p><p>　　JZ

91、 READOUTT0 ; 為 0 （脈寬小于 8*255=2 毫秒）退出</p><p>　　CLR A ; 不為 0 ，說明是第一個寬脈沖（ 3 毫秒）</p><p>　　READ11: INC A ; 脈沖個數(shù)計 1</p><p>　　READ12: JNB P3.1,READ12 ; 低電平時等待&l

92、t;/p><p>　　MOV R1,#06H ; 高電平寬度判斷定時值</p><p>　　READ13: JNB P3.1,READ11 ; 變低電平時轉 READ11 脈沖計數(shù)</p><p>　　LCALL DELAYREAD ; 延時（ 512 微秒）</p><p>　　DJNZ R1,READ13 ;6 次延

93、時不到轉 READ13 再延時</p><p>　　DEC A ; 超過 3 毫秒判為結束，減 1</p><p>　　DEC A ; 減 1</p><p>　　JZ FUN0 ; 為 0 執(zhí)行 FUN0 （ 2 個脈沖）</p><p>　　DEC A ; 減 1</p><p>　　JZ FUN1 ; 為 0 執(zhí)

94、行 FUN1 （ 3 個脈沖）</p><p><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN8 ; 為 0 執(zhí)行 FUN8 （ 10 個脈沖）</p><p><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN9 ; 為 0 執(zhí)行 FUN9 （ 11 個脈沖

95、）</p><p><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN10 ; 為 0 執(zhí)行 FUN10 （ 12 個脈沖）</p><p><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN11 ; 為 0 執(zhí)行 FUN11 （ 13 個脈沖）</p>

96、;<p><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN12 ; 為 0 執(zhí)行 FUN12 （ 14 個脈沖）</p><p><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN13 ; 為 0 執(zhí)行 FUN13 （ 15 個脈沖）</p><p&g

97、t;<b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN14 ; 為 0 執(zhí)行 FUN14 （ 16 個脈沖）</p><p><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN15 ; 為 0 執(zhí)行 FUN15 （ 17 個脈沖）</p><p><b>

98、;　　NOP ;</b></p><p><b>　　NOP ;</b></p><p>　　LJMP READOUTT0 ; 出錯退出</p><p>　　FUN0: CPL P1.0 ;P0 口各端口開關輸出控制</p><p>　　LJMP READOUTT0 ; 轉中斷退出</p

99、><p>　　FUN1: CPL P1.1 ;</p><p>　　LJMP READOUTT0 ;</p><p>　　FUN2: CPL P1.2</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN3: CPL P1.3</p&g

100、t;<p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN4: CPL P1.4</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN5: CPL P1.5</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>

101、;　　FUN6: MOV P1,#00H</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN7: MOV P1,#03FH</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN8: CPL P2.6 ;P2 口各端口開關輸出控制</p

102、><p>　　LJMP READOUTT0 ; 轉中斷退出</p><p>　　FUN9: CPL P2.5</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN10: CPL P2.4</p><p>　　LJMP READOUTT0</p>&

103、lt;p>　　FUN11: CPL P2.3</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN12: CPL P2.2</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN13: CPL P2.1</p>&l

104、t;p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN14: CPL P2.0 ;P2.0 口開關控制</p><p>　　LJMP READOUTT0 ; 轉中斷退出</p><p>　　FUN15: CPL P2.7 ; 亮度調(diào)整</p><p>　　LJMP READO

105、UTT0 ; 中斷退出</p><p>　　; ; 延時 255 X 2 ＝ 512 us; </p><p>　　DELAYREAD: MOV R0,#0FFH</p><p>　　DELAYR1: DJNZ R0,DELAYR1</p><p><b>　　RET</b><

106、;/p><p>　　DELAY: MOV R6,#0FFH</p><p>　　DELAY1: MOV R7,#0FFH</p><p><b>　　DJNZ R7,$</b></p><p>　　DJNZ R6,DELAY1</p><p>　　

107、RET END</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 全國大學生電子設計競賽組委會.第五屆全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編，第 1版，北京理工大學出版社， 2005 年， P10-17.</p><p>　　[2]

108、 康華光，陳大欽.電子技術基礎模擬部分，第 4 版，高等教育出版社， 1999 年，第四 版，P 82 - 155 .</p><p>　　[3] 康華光 , 鄒壽彬 . 電子技術基礎數(shù)字部分，第 4 版，高等教育出版，2000 年 , 第四版 ,P 83 - 155 .</p><p>　　[4] 李錦春 , 蔡仁明 . 常用晶體二極管、大功率三極管手冊 ,人民郵電出版社，1981 年

109、, 第一版 , P 23 - 55 .</p><p>　　[5] 黃智偉，王彥，陳文光 . 全國大學生電子設計競賽訓練教程，第 1 版，電子工業(yè)出版 社，2005 年， P304-P314.</p><p>　　[6] 吳金戌，沈慶陽， .8051 單片機實踐與應用，第 1 版，清華大學出版社， 2002年， P147-167.</p><p>　　[7] 何立民

110、 . 單片機應用系統(tǒng)設計 —— 系統(tǒng)配置與接口技術，第 2 版，北京航空航天大學出版社， 1995 ， P31-175. </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　三年的大學生活很快就要結束了，在三年當中我取得的所有成績和收獲都離不開那些曾經(jīng)給予我指導和幫助的人們。在此，謹向所有關心我學業(yè)的老師、同學、家人和朋友表示衷心的感謝。很激動，同時

111、也很高興，我的畢業(yè)設計終于完成了。雖然沒有想象中的那么完美，但我還是很欣慰。</p><p>　　這次畢業(yè)論文從剛開始論文的選題、論文的撰寫到論文的最后完成，之所以能夠順利完成，我覺得最主要的是離不開zz老師的幫助和鼓勵。使我在學習、思想和工作的各個方面取得了很大的進步，在此謹向吳守霞老師表示深深的謝意！</p><p>　　從開始進入課題到論文的順利完成，也有很多可敬的師長，同學和朋友給