基于51單片機的紅外遙控設計-畢業(yè)設計

1、<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455kHz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

2、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?！懊}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

3、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(guān)鍵詞：80c51單片機、紅外發(fā)光二極管、晶振</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>

4、　　第一章</b></p><p>　　1、引言……………………………………………………………3</p><p>　　2、設計要求與指標…………………………………………………3</p><p>　　3、紅外遙感發(fā)射系統(tǒng)設計…………………………………………4</p><p>　　4、紅外發(fā)射電路設計……………………………………………

5、…4</p><p>　　5、調(diào)試結(jié)果及分析…………………………………………………9</p><p>　　6、結(jié)論……………………………………………………………10</p><p><b>　　第二章</b></p><p>　　1、引言……………………………………………………………10</p><p

6、>　　2、設計要求與指標…………………………………………………11</p><p>　　3、紅外遙控系統(tǒng)設計……………………………………………11</p><p>　　4、系統(tǒng)功能實現(xiàn)方法………………………………………………15</p><p>　　5、紅外接收電路……………………………………………………16</p><p>　　6、軟

7、件設計…………………………………………………………17</p><p>　　7、調(diào)試結(jié)果及分析…………………………………………………18</p><p>　　8、結(jié)論……………………………………………………………19</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　附錄</b&g

8、t;</p><p><b>　　緒論</b></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

9、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

10、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?。?00mW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、引言：</b></p>

11、<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

12、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)

13、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)試和外殼屏蔽， 意成品紅外接收頭的載波頻率。 38kHz</p><p>　　2、設計要求與指標：</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

14、系統(tǒng)。本設計的主要技術(shù)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) 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。

15、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 ，

16、通過空間的傳送到受控機的遙控接收器。</p><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>

17、;<p>　　4、紅外發(fā)射電路的設計</p><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 1

18、6 為的計數(shù)器（注： PC 不屬于特殊功能寄存器 SFR 的范疇）。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(zhuǎn)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

19、清 0 ，即裝入地址 0000H ，這就保證了單片機上電或復位后，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

20、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(jié)果等操作，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>　　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>　

21、　· Vcc (20) ：電源電壓端。</p><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>　

22、　· XTAL 1(5) ：振蕩器反相放大器的輸入和內(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（

23、AIN1 ） 。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20 mA 電流并能直接驅(qū)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

24、電阻的七個雙向 I/O 引腳。 P3. 6用于固定輸入片內(nèi)比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) AT

25、89C2051 的一些特殊功能，這些特殊功能定義如下：</p><p>　　口線 特殊功能</p><p>　　P3.0 RXD ( 串行口輸入端 )</p><p>　　P3.1

26、 TXD ( 串行口輸出端 )</p><p>　　P3.2 /INT0 ( 外部中斷 0)</p><p>　　P3.3 /INT1 ( 外部中斷 1)</p><p>　　P3.

27、4 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

28、口。</p><p>　　P3.0 ～ P3.6 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(qū)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 15m

29、A 。但是限定 9 腳電流之和小于71mA. 這樣，引腳的平均電流只 9mA 。 89C2051 驅(qū)動能力的增強，使得它可以直接驅(qū)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>　　4 ．2 系統(tǒng)的功能實現(xiàn)方法</p&

30、gt;<p>　　4 ．2 ． 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 ，其余為 1ms ，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10ms ，如圖 2 － 1 所示。</p><p>　　4 ． 2 ． 2 遙控碼的發(fā)射</p><p>　　

31、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>　　4 ． 3 紅外發(fā)射電路圖</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，激勵紅外光二極管產(chǎn)生不同的脈沖，通過

32、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(qū)動紅外發(fā)射。電路如下圖所示。</p><p>　　4 ． 4 軟件設計</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。

33、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。</p><p>　　當發(fā)送數(shù)據(jù) 0 時，定

34、時器不工作。</p><p>　　程序流程圖如圖 4 － 3 所示：</p><p>　　5 調(diào)試結(jié)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

35、 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。&l

36、t;/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 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

37、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

38、。</p><p><b>　　6、結(jié)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(shù)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

39、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>　　第二章 紅外接受部分</p><p><b>　　1、引言</b></p><p>　　隨著遠程教

40、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， 操縱這些設備得用多種控器，給使用者帶來了諸多不便?；趩纹瑱C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(shù)又稱為遙控技術(shù)，是指實

41、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(shù)，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

42、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

43、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

44、計的主要技術(shù)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，抗干擾能力強</p><p>　　4. 控制用電器電流最高為 2 A</p><p>　　3、紅外遙控系統(tǒng)的設計</p><p>　　

45、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 － 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

46、><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（ 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(qū)動 8 個 TTL 輸入，對端口寫 1

47、 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(zhuǎn)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>　?、?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(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫 1 時

48、，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)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P2 的輸出緩沖器可驅(qū)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

49、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 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>&

50、lt;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(qū)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。 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

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

52、;　　(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

53、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。石英震蕩和陶瓷震蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)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

54、><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 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AT89S5

55、2。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、非易失性存儲技術(shù)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>　　4、系統(tǒng)的功能實現(xiàn)方法<

56、;/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，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

57、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><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?qū)崟r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

58、理。當間隔位的高電平脈寬大于 3ms 時，結(jié)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(zhuǎn)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

59、 － 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( 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><b>　　6、軟件設計：</b&

60、gt;</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&

61、gt;　　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 。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

62、 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><p><b>　　1. 共陽極接法</b></p><p>　　把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成共陽極。使用時供陽極接+5V 。這

63、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>　　2. 共陰極接法</b></p><p>　　把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成共陰極。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。&

64、lt;/p><p>　　在設計的電路中，采用了共陽極接法。</p><p>　　7、調(diào)試結(jié)果及分析：</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

65、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>

66、<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>　　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

67、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，繼電器掉電，滿足初始化要求 。</p><p><b>　　8、結(jié)論：</b></p><p>　　由于目前的

68、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(shù)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

69、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>　　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] 康華光，陳大欽.電子技術(shù)基礎模擬

70、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(shù)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 , 第一版 , P 23 - 55

71、 .</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 . 單片機應用系統(tǒng)設計 —— 系

72、統(tǒng)配置與接口技術(shù)，第 2 版，北京航空航天大學出版社， 1995 ， P31-175.</p><p><b>　　附錄：</b></p><p><b>　　接收程序</b></p><p>　　ORG 0000H </p><p>　　LJMP START</p><

73、;p>　　ORG 0003H </p><p>　　LJMP INTEX0</p><p><b>　　ORG 0030H</b></p><p>　　START: MOV SP,#70H</p><p>　　MOV IE,#00H ; 關(guān)所有中斷</p><p>

74、;　　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 ; 持續(xù) 512 微秒</p><p>　　MOV 31H,#00H</p><p>　　MOV 30H,P1

75、 MOV R7,#08H</p><p>　　XUN: CLR C</p><p><b>　　MOV A,30H</b></p><p><b>　　RLC A</b></p><p><b>　　MOV 30H,A</b></p><p

76、><b>　　MOV A,31H</b></p><p>　　ADDC A,#00H</p><p><b>　　MOV 31H,A</b></p><p>　　DJNZ R7,XUN MOV A,31H</p><p><b>　　SWAP A</b></p>

77、;<p><b>　　MOV P2,A</b></p><p>　　LJMP MAIN ; 轉(zhuǎn) MAIN 循環(huán)</p><p>　　NOP ;PC 值出錯處理</p><p><b>　　NOP</b><

78、/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><p><b>　　MOV 20H,C</b></p><p>　　CLR EX0

79、 ; 關(guān)外中斷</p><p>　　JNB P3.1,READ1 ;P3.5 口為低電平轉(zhuǎn) READ1</p><p>　　READOUTT0: SETB EX0 ;P3.5 口為高電平開中斷（系干擾）</p><p><b>　　MOV A,32H</b><

80、/p><p><b>　　MOV C,20H</b></p><p>　　RETI ; 退出中斷</p><p>　　READ1: CLR A ; 清 A</p><p>　　MOV DPH,A ; 清 DPTR</p><p>　　MO

81、V DPL,A ;</p><p>　　HARD1: JB P3.1,HARD11 ;P3.5 變高電平轉(zhuǎn) HARD11</p><p>　　INC DPTR ; 用 DPTR 對低電平計數(shù)</p><p>　　NOP ;1 微秒延時</p><p><b>　　NOP</b></p>

82、<p>　　AJMP HARD1 ; 轉(zhuǎn) 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 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

83、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</p><p>　　MOV R1,#06H ; 高電平寬度判斷定時值</p><p>　　READ13:

84、 JNB P3.1,READ11 ; 變低電平時轉(zhuǎn) READ11 脈沖計數(shù)</p><p>　　LCALL DELAYREAD ; 延時（ 512 微秒）</p><p>　　DJNZ R1,READ13 ;6 次延時不到轉(zhuǎn) READ13 再延時</p><p>　　DEC A ; 超過 3 毫秒判為結(jié)束，減 1</p><p&g

85、t;　　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)行 FUN1 （ 3 個脈沖）</p><p><b>　　DEC A ;</b></p><

86、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）</p><p><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN1

87、0 ; 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><p><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN12 ; 為 0 執(zhí)行

88、 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><b>　　DEC A ;</b></p><p>　　JZ FUN14 ; 為 0 執(zhí)行 FUN14 （ 1

89、6 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>　　NOP ;</b></p><p><b>　　NOP ;</b></p><

90、;p>　　LJMP READOUTT0 ; 出錯退出</p><p>　　FUN0: CPL P1.0 ;P0 口各端口開關(guān)輸出控制</p><p>　　LJMP READOUTT0 ; 轉(zhuǎn)中斷退出</p><p>　　FUN1: CPL P1.1 ;</p><p>　　LJMP READOUTT0

91、;</p><p>　　FUN2: CPL P1.2</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN3: CPL P1.3</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN4: CPL P1.4<

92、;/p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN5: CPL P1.5</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN6: MOV P1,#00H</p><p>　　LJMP READOUTT0</p>&l

93、t;p>　　FUN7: MOV P1,#03FH</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN8: CPL P2.6 ;P2 口各端口開關(guān)輸出控制</p><p>　　LJMP READOUTT0 ; 轉(zhuǎn)中斷退出</p><p>　　FUN9: CPL

94、 P2.5</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN10: CPL P2.4</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN11: CPL P2.3</p><p>　　LJMP READOUTT0</p>

95、;<p>　　FUN12: CPL P2.2</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN13: CPL P2.1</p><p>　　LJMP READOUTT0</p><p>　　FUN14: CPL P2.0 ;P2.0 口

96、開關(guān)控制</p><p>　　LJMP READOUTT0 ; 轉(zhuǎn)中斷退出</p><p>　　FUN15: CPL P2.7 ; 亮度調(diào)整</p><p>　　LJMP READOUTT0 ; 中斷退出</p><p>　　; ; 延時 255 X 2 ＝ 512 us; </p><p>

97、　　DELAYREAD: MOV R0,#0FFH</p><p>　　DELAYR1: DJNZ R0,DELAYR1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY: MOV R6,#0FFH</p><p>　　DEL