遥控信号的单片机控制毕业论文(编辑修改稿)

遥控信号的单片机控制毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

射信号调制成 38KHz 的载波信号，由红外发射管进行发射。 接收部分由红外接收 管进行解码接收，单片机通过对所接收信号的分析，输出相应的控制信号，由发光二极管和数码管指示出发射部分按下的按键号。 按键矩阵：即矩阵盘电路，键盘在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据、传送指令等功能，是人工干预单片机的主要手段。 键盘实质上是一组案件开关的集合。 AT89S52 单片机：红外遥控系统的主核心，实现的系统信息的处理和调解等。 红外发射电路：将经过调制后的信号进行功率放大，并转换成红外信号发射出去。 红外接收电路：将接收到的红外信号转换成电信号，并放大将接收到的红外信号解调 后转换成一定格式的串行数据传送给单片机。 显示：经过处理后的信号被还原后，将信号显示出来。 按键 矩阵 AT89S52 单片机 红 外 线发 射 电路 红外线接收电路 显示 第 5 页 共 48 页 三 控制模块的硬件设计 单片机主控模块 AT89S52 单片机为 ATMEL 所生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flsah 存储器。 AT89S52 主要功能列举如下： 拥有灵巧的 8位 CPU和在系统可编程 Flash 晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz） 内部程序存储器（ ROM）为 8KB 内部数据存储器（ RAM）为 256 字节 32 个可编程 I/O 口线 8 个中断向量源 三个 16 位定时器 /计数器 三级加密程序存储器 全双工 UART 串行通道 AT89S52 单片机 方框图 第 6 页 共 48 页 图 31 AT89S52 单片机 方框结构图 引脚说明 AT89S52 单片机引脚图如图 31 所示 32 AT89S52 引脚图 AT89S52 的引脚功能介绍： 电源引脚：（ 40脚）电源正极 VCC；（ 20 脚）电源负极 GND。 复位引脚：（ 9脚）复位引脚 RST。 时钟信号输入输出引脚：（ 19脚） XTAL1；（ 18 脚） XTAL2； 外部 ROM 的读选通引脚：（ 29脚） PSEN（低电平有效）。 地址锁存和 ROM 编程脉冲输入引脚：（ 30 脚） ALE/PROG 为高电平时为地址锁存允许控制信号；为低电平时为对内部 ROM 编程脉冲输入端。 访问外部存储器控制引脚：（ 31 脚） EA/VPP 当接高电平时，可访问内部和外部程序存储器；当接低电平时只能访问外部程序存储器。 第 7 页 共 48 页 1． P0 端口结构： P0 口可以当作普通 I/O 口，也可以在系统外部扩展存储器的时候，输出低 8位的地址。 2． P1 口结构 :P1 口一般用作通用 I/O 端口，其可以用 作位处理，各位都可以单独输出或输入信息。 另外 AT89S 系列的（ 6脚） MOSI；（ 7 脚） MISO；（ 8 脚）SCK 可用作程序下载。 P1端口各位的第二功能 P1端口的位 第二功能 注释 T2 T2（定时器 /计数器 T2的外部计数输入），时钟输出 T2EX T2EX（定时器 /计数器 T2 的捕捉和重载触发信号控制） MOSI 指令输入（编程用） MISO 数据输出（编程用） SCK 时钟输入（编程 用） 3． P2 口结构 :P2 口可以当作普通 I/O 口，也可以在系统外部扩展存储器的时候，输出高 8 位的地址。 4． P3 口内部结构 :P3 端口是一个具有第二功能、且可位操作的端口。 当作为普通 I/O 端口时， P3口可以进行位操作，是准双向端口。 当系统需要扩展外部器件时， P3 口可以作为第二功能使用。 P3端口各位的第二功能 P3端口的位 第二功能 注释 RXD 串行数据输出 TXD 串行数据输入 INT0 外中断 0 信号输入端 INT1 外中断 1 信号输入端 第 8 页 共 48 页 T0 T0计数脉冲输入端 T1 T1计数脉冲输入端 WR 读外部数据存储器 RD 写外部数据存储器 单片机 4 个 8 位 I/O 端口的不同结构，决定了各自的应用范围。 例如，在一些复杂的应用系统中，只用一个单片机很难达到系统的要求，经常需要外部功能扩展。 因此，单片机的 P0 口和 P2 口常用于组成 16 位地址总线。 P0口用作 8位数据总线， P3 口由于其特有的第二功能，因此常用于传输和控制等，只有 P1 口可以真正的用于 I/O 操作。 另外，在单片机应用时， P0 口需要外加上拉电阻，而 P1 口、 P2 口和 P3 口内部设置有上拉电阻，不用外加。 这 4 个 I/O 端口均为准双向 I/O端口，其驱动能力不同， P0口的驱动能力最强，可以驱动 8个 LSTTL 负载，其余 3个端口只能驱动 4个 LSTTL 负载。 单片机外围电路图 电源电路 6V电源的 +6V端过 D2 二极管 4007 降压后，到达整个电路的 VCC，为整个电路供电电源。 二极管的压降一般为 ，经过降压后的电压大概为 5V左右。 如图 32所示。 图 33 电源电路 第 9 页 共 48 页 复位电路 图 33 中的 C RESET、 R1 和 MCU51，一起组成了本设计的复 位电路，其中 R1和C1 是常用的阻容复位电路，当工作在瞬间上时，电容 C1瞬间导通， +5V加载到单片机的第九引脚（ reset） ,系统完成了通电情况的热启动。 设计此按键的好处是，当系统在死机的情况下，可以在不断电的情况下按下此按键，完成单片机的热启动。 图 34 复位电路 独立按键 如下图，由六个按键组成，每个按键的一端连接 IO 口，另一端直接连接 GND（ 0 电位）。 六个按键分别接入 P37P32，只要按下按键，相应位的 IO 口位将被拉为低电平（ 0） ，程序可以判 断相应位是否为 0 来确认按键已按下。 图 35 6 路 键盘按键结构 行列式的工作原理：按键设置在行、列线分别接到按键开关的两端，行线通过上拉 第 10 页 共 48 页 电阻接到 +5V 上。 无按键的时候行线处于高电平状态，而当有按键按下的时候，行线电平状态由此行线相连的列线的电平线决定。 列线的电平如果为低，则行线为低；列线的电平如果为高，则行线的电平为高；相反行线为高。 这一点是识别行列式键盘是否按下的关键所在。 只有在行列信号相互配合的情况下，才能确定闭合的位置。 LED 显示器 常用的 LED 显示器为 8段或 7 段（ 8 段比 7段多了个小数点“ dp”段）。 每一个段对应以个发光二极管，这种显示器由共阴极和共阳极两种，如图 33所示。 共阴极的 LED 显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常次共阴极接地。 当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二管亮，相应的段被实现。 同样，共阳极 LED 显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此共阴极接正点压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，把不同段的发光二极管被点亮，相应的段被显示，为了使 LED 显示器显示不同的符号和数字，就要把不同段的发光二极管点亮，从而显示不同字型，因此，该段码称着为段码（或称这为 字型代码）。 7 段发光二管在加上一个小数点，共计 8 段。 因此提供给 LED 显示器的段码正好为 1B。 各 段 字 节 中 给 位 对 应 关 系 如 下 图 34 所示。 图 36 8段 LED结构及外形 数码管 电路使用一个四位共阳型数码管， 四个公共阳级由三极管放大电流来驱动， 三极管由 P10P13 控制开与关。 数码管的阴级由 P0 口经过电阻限流连接。 第 11 页 共 48 页 图 37 数码管 红外遥控解码实验硬件 一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大整形于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与 TTL 电平信号兼容 的所有工作，而体积又很小巧，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输，广泛用于电视机、卫星接收机、 VCD、 DVD、音响、空调等家用电器中接收红外信号，图 35是一体化接收头的引脚排列图，下载线是本站产品配套的采用屏蔽线焊接的一体化红外接收头 ， 接收更可靠 本品 AT89S52 单片机 第 12 页 共 48 页 四、控制模块的软件设计 红外接收头的简介及工作原理 红外接收头 一般是接 收、放大、解调一体头，一般红外信号经接收头解调后，数据 “ 0”和“ 1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上，单片机解码时，通常将接收头输出脚连接到单片机的外部中断，结合定时器判断外部中断间隔的时间从而获取数据。 重点是找到数据“ 0”与“ 1”间的波形差别。 3条 腿的红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，接收头输出的是解调后的数据信号（具体的信号格式，搜“红外 信号 格式”，一大把），单片机里面需要相应的读取程序。 红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。 它一般由 红外发射 和 接收 系统两部分组成。 发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。 红外线我们都知道，人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。 其中红光的波长范围为 ～ m；紫光的波长范围为 ～ m。 比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。 红外线遥控就是利用波长为 ～ m 之间的近红外线来传送控制信号的。 常用的红外接收头有以下外形： IRM38A 系列 IRM138S 系列 IRM13B 系列 MN 系列 IRM338 系列 图 41 常用的红外接收头图 本 文 采用的是 H1838 红外接收头， 红外遥控系统 ， 常用的红外遥控系统一般分发射和 接收 两个部分。 发射 部分的主要元件为红外发光二极管。 它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便 第 13 页 共 48 页 发出的是红外线而不是可见光。 目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm 左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。 红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种 颜色。 判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。 红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。 在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。 红外接收二极管一般有圆形和方形两种。 由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（ 100mW 左右），所以 红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。 前些年常用μ PC1373H、CX20206A 等红外接收专用放大电路。 最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品 红外接收头。 成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。 均有三只引脚，即电源正（ VDD）、电源（ GND）和数据输出（ VO 或 OUT）。 红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。 成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用 起来如同一只三极管，非常方便。 但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。 红外遥控常用的载波频率为 38kHz，这是由发射端所使用的 455kHz 晶振来决定的。 在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以 455kHz247。 12≈ kHz≈ 38kHz。 也有一些遥控系统采用 36kHz、 40kHz、 56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。 红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。 由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接 无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。 由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。 因此，现在红外遥控在家用电器、室内近距离（小于 10 米）遥控中得到了广泛的应用。 多路控制的红外遥控系统 多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。 当发射端按下某一按键时，相应地在接收端有不同的输出状态。 接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。 “脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出。