畢業(yè)設計(論文)-單片機紅外遙控電路設計要點與制作.doc

西安科技大學高新學院西安科技大學高新學院 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文 （設（設 計）計） 題目題目 紅外遙控電路設計要點與制作 指導教師指導教師 學生姓名學生姓名 學生學號學生學號 信息技術信息技術系系通信技術通信技術專業(yè)專業(yè) 0800801 1 班班 20112011 年年 0404 月月 1515 日日 紅外遙控電路設計 第 2 頁 共 44 頁 青海建筑職業(yè)技術學院?？飘厴I(yè)設計（論文）青海建筑職業(yè)技術學院專科畢業(yè)設計（論文） 學號學號: 姓名：姓名： 畢業(yè)設計畢業(yè)設計(論文論文)題目題目 : 紅外遙控電路設計要點與制作紅外遙控電路設計要點與制作 1、閱讀中外文獻資料摘要：、閱讀中外文獻資料摘要： 1 李軍. 檢測技術及其儀表. 中國輕工業(yè)出版社 2 賀紅娟 等. 匯編語言程序設計教程. 清華大學出版社 3 孫亮 楊鵬. 自動控制技術. 北京工業(yè)大學出版社 4 劉守義 鐘蘇. 數(shù)字電子技術. 西安電子科技大學出版社 5 周雪. 模擬電子技術. 西安電子科技大學出版社 6 楊宏麗 王靜霞. 單片機基礎教程. 人民郵電出版社 7 林伸茂. 8051 單片機徹底研究經驗篇.人民郵電出版社 8 劉文濤. mcs-51 單片機培訓教程電子工業(yè)出版社 2、 立題依據及主要研究內容：立題依據及主要研究內容： 遙控技術根據控制方式的不同，一般分紅外遙控、聲控和無線遙控， 俗稱三遙。紅外線遙控是目前應用最廣泛的一種通信和遙控手段。紅外線 遙控器在家用電器和工業(yè)控制系統(tǒng)中已得到廣泛應用，首先借助于紅外線 具有直線傳播的特性及由于紅外線的波長遠小于無線電波的波長，因此在 采用 紅外遙控方式時，不會干擾其他電器的正常工作，也不會影響臨近的 無線電設備。其次借助于單片機具有結構緊湊、可靠性高、速度快、功耗 小、成本低的特點，可以制作靈敏度高，抗干擾性能優(yōu)良的紅外遙控。其 電路調試簡單，若對發(fā)射信號進行編碼，可實現(xiàn)不同電器的開關控制及電 燈的調光設置。 主要研究內容：設計一款紅外遙控電路，該遙控電路可以實現(xiàn)燈泡的 開關和調光（或者電機啟動和調速）控制。該遙控電路結構簡單,分為兩部 分：發(fā)射電路和接收電路。發(fā)射電路以 at89c2051 為控制中心發(fā)射信號, 接收電路以 at89c51 為控制中心接收信號,驅動雙向晶閘管實現(xiàn)電燈的開 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 3 頁 共 44 頁 關及亮度的控制。 3、 設計方案及思路：設計方案及思路： 目前市場一般設備系統(tǒng)采用專用的遙控編碼及解碼集成電路。此方案 具有制作簡單、容易等特點，但由于功能鍵數(shù)及功能受到特定的限制，只適合 用于某一專用電器產品的應用，應用范圍受到限制。而采用單片機進行遙控系 統(tǒng)的應用設計，具有編程靈活多樣、操作碼個數(shù)可隨意設定等優(yōu)點。本單片機 遙控應用采用紅外線脈沖個數(shù)編碼、單片機軟件解碼實現(xiàn)了對電燈的開關/亮度 調節(jié)。圖 1 和圖 2 為該應用系統(tǒng)的遙控器設計原理框圖及接收控制系統(tǒng)設計原 理框圖。 +3v 電源 紅外發(fā)射電路 at89c2051 單片機 鍵盤輸入 發(fā)射指示燈 圖 1 單片機遙控器設計原理框圖 9v ac at89c52 單片機 +5v 電源電路 紅外接收電路 50hz ac 過零檢測 對一路電燈開光 控制及亮度調節(jié) 狀態(tài)指示電路 圖 2 接收控制系統(tǒng)設計原理框圖 紅外遙控電路設計 第 4 頁 共 44 頁 4、 畢業(yè)設計（論文）工作計劃：畢業(yè)設計（論文）工作計劃： 設計（論文）各階段名稱設計（論文）各階段名稱起起 止止 日日 期期 1相關文獻的調研，資料收集 2009 年 12 月 1 日至 2010 年 3 月 5 日 2系統(tǒng)方案探討與指導教師問題答疑 2010 年 3 月 5 日至 2010 年 3 月 12 日 3硬件設計 2010 年 3 月 12 日至 2010 年 3 月 19 日 4軟件設計 2010 年 3 月 19 日至 2010 年 3 月 26 日 5軟件硬件聯(lián)調 2010 年 3 月 26 日至 2010 年 4 月 2 日 6完成畢業(yè)論文寫作 2010 年 4 月 2 日至 2010 年 4 月 9 日 7 論文指導教師初評，并給出修改意見，學生進 行修改 2010 年 4 月 9 日至 2010 年 4 月 16 日 8完成畢業(yè)答辯 ppt，準備畢業(yè)答辯 2010 年 4 月 16 日至 2010 年 4 月 23 日 5、 指導教師審核意見：指導教師審核意見： 指導教師（簽名） 年 月 日 _ 注： 1）開題報告由學生填寫，須經指導教師審批 2）閱讀文獻資料摘要，要比較全面反映題目研究已取得的成果和研究動 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 5 頁 共 44 頁 態(tài) 3）立題依據包括立題的必要性 紅外遙控電路設計 第 6 頁 共 44 頁 紅外遙控電路設計 摘 要 通過對設計要求地認真分析和研究，拿出了幾種可行方案，最終選定了一 個最佳方案。該方案是采用先進的單片機技術實現(xiàn)遙控的主要手段。我們所設 計的遙控器能控制 5 個電器的電源開關，并且可對一路電燈進行亮度的調節(jié)。 關鍵字：遙控電路 紅外發(fā)射 紅外接收 單片機 infrared remote control circuit design abstract after analyzing and researching on the request of the design, we take several blue print and we selected the best one in the end. the project make use of advanced scm to realize the remote control. remote controller we designed can dominate 5 electrical source switches and adjust the brightness of one light. 【key words】remote controlling circuit infrared emission infrared receiving scm 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 7 頁 共 44 頁 目目 錄錄 引引 言言7 第一章第一章 課題概況課題概況8 1.1 紅外遙控電路設計的目的 8 1.2 紅外遙控電路設計功能介紹.8 1.3 課題方案設計.8 第二章第二章 系統(tǒng)硬件部分方案設計系統(tǒng)硬件部分方案設計10 2.1 紅外遙控接發(fā)電路的主控芯片.10 2.2 紅外發(fā)送電路.11 2.3 紅外接收電路.13 2.3.1 紅外接收電路電路指示燈 .13 2.3.2 紅外接收電源電路 .14 2.3.3 紅外接收電路過零檢測 .14 2.4 紅外遙控調光電路.15 第三章第三章 系統(tǒng)軟件部分方案設計系統(tǒng)軟件部分方案設計16 3.1 紅外遙控初始化程序和主程序.16 3.2 紅外遙控鍵盤掃描、紅外發(fā)射程序.17 3.3 紅外遙控接收部分外部中斷程序.18 第四章第四章 系統(tǒng)調試系統(tǒng)調試20 課題設計總結課題設計總結22 參考文獻參考文獻23 附附 錄錄 a24 附附 錄錄 b25 附附 錄錄 c27 致致 謝謝40 紅外遙控電路設計 第 8 頁 共 44 頁 引 言 當今社會科學技術的發(fā)展與日俱增，人們生活水平也是日益提高，為了減 少人們的工作量，所以對各種家用電器、電子器件的非人工控制的要求也是越 來越高，針對這種情況，設計出一種集成度比較高的控制體系是必然的。 單片機的集成度很高，它具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、 微型化、使用方便等突出特點，尤其耗電少，又可使供電電源體積小、質量輕。 所以特別適用與“電腦型產品”，它的應用已深入到工業(yè)、農業(yè)、國防、科研、 教育以及日常生活用品(家電、玩具)等各種領域，幾乎很難找到哪個領域沒有 單片機的蹤跡。單片機特別適合于把它做到產品的內部，取代部分老式機械、 電子零件或元器件?？墒巩a品縮小體積，增強功能，實現(xiàn)不同程度的智能化。 紅外線是一種光線，具有普通光的性質，可以以光速直線傳播，強度可調， 可以通過光學透鏡聚焦，可以被不透明物體遮擋等等。特別制造的半導體發(fā)光 二極管，可以發(fā)出特定波長（通常是近紅外）的紅外線，通過控制二極管的電 流可以很方便地改變紅外線的強度，達到調制的目的，因此，在現(xiàn)代電子工程 應用中，紅外線常常被用做近距離視線范圍內的通訊載波，最典型的應用就是 家電遙控器。使用紅外線做信號載波的優(yōu)點很多：成本低、傳播范圍和方向可 以控制、不產生電磁輻射干擾，也不受干擾等等。因此被廣泛地應用在各種技 術領域中。 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 9 頁 共 44 頁 第一章 課題概況 1.1 紅外遙控電路設計的目的 本次設計的主要任務是利用單片機技術，并將數(shù)字電子技術、模擬電子技 術和紅外學相關知識相結合，設計一款可以實現(xiàn)燈泡的開關和調光（或者電機 啟動和調速）控制的紅外遙控電路。通過設計紅外遙控電路來鞏固和加強對三 年來所學的理論知識和鍛煉自己的動手能力，熟悉和掌握以單片機為核心的電 路設計的基本方法和技術，熟悉傳感器的使用，提高電子電路的設計和動手能 力，加深對單片機軟硬件知識的理解，獲得初步的應用經驗，為以后從事生產 和科研工作打下一定的基礎。 1.2 紅外遙控電路設計功能介紹 本設計要求紅外遙控電路實現(xiàn)以下功能： （1）利用紅外接收和發(fā)射探頭發(fā)送和接收紅外線； （2）該遙控系統(tǒng)可以實現(xiàn)燈泡的開關和調光（或者電機啟動和調速）控制； （3）能夠按鍵啟動/停止，使用單片機進行設計或者純數(shù)字模擬電路設計； 1.3 課題方案設計 目前紅外遙控器已經在各類電器上得到了廣泛應用。市場上一般設備系統(tǒng) 均采用專用的遙控編碼及解碼集成電路，具有制作簡單等特點，但由于這些芯 片價格較貴，功能鍵數(shù)及功能受到特定的限制，且相互之間采用的遙控編碼格 式互不兼容所以各機型的遙控器通常只能針對各自的遙控對象而無法通用， 只適用于某一專用電器產品的應用，應用范圍受到限制。采用單片機進行遙控 系統(tǒng)的應用設計，具有硬件接口簡單方便。編程靈活多樣，操作碼個數(shù)可隨意 設定等優(yōu)點。此方案不僅可用控制鍵實現(xiàn)對電器的控制，而且可對一路電燈進 行亮度控制，方便實用。且本設計用到的元器件較少，電路相對簡單實用。 紅外遙控電發(fā)射器主要由單片機、操作鍵盤和紅外發(fā)射電路三部分組成。 紅外發(fā)射部分結構圖如圖 1.1 所示： 紅外遙控電路設計 第 10 頁 共 44 頁 圖 1.1 紅外遙控電路發(fā)射設計原理框圖 當按下遙控按鈕時，單片機產生相應的控制脈沖，由紅外發(fā)光二極管發(fā)射 出去?？刂葡到y(tǒng)采用 3v 電源電壓，并具有低功耗空閑和掉電方式控制。 紅外遙控電發(fā)射器主要由單片機、指示電路和紅外接收電路三部分組成。 紅外接收部分結構如圖 1.2 所示： 圖 1.2 紅外遙控電路接收設計原理框圖 當紅外接收器接收到控制脈沖后，經單片機處理由顯示設備顯示出當前受 控電器的序號，并判斷是否對電燈進行調光，如需調光則經調光電路處理后實 現(xiàn)調光功能。系統(tǒng)采用 5v 單電源電壓供電，能滿足低功耗空閑狀態(tài)，并具有 掉電記憶控制功能。 9v ac at89c52 單片機 +5v 電源電路 紅外接收電路 50hz ac 過零檢測 對一路電燈開光 控制及亮度調節(jié) 狀態(tài)指示電路 +3v 電源 紅外發(fā)射電路 at89c2051 單片機 鍵盤輸入 發(fā)射指示燈 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 11 頁 共 44 頁 第二章 系統(tǒng)硬件部分方案設計 2.1 紅外遙控接發(fā)電路的主控芯片 本電路所用 at89c51 單片機為紅外接收電路的主控芯片，既方便也很實 用。下面對 at89c-51 做一下簡單的介紹： at89c51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperom falsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能 cmos8 位微處理器，俗稱單片機。該器件采用 atmel 高密度非易失存儲器制造技術 制造，與工業(yè)標準的 mcs-51 ? 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 cpu 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，atmel 的 at89c-51 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廉的方案。 主要特性： 與 mcs-51 兼容 4k 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000 寫/擦循環(huán) 數(shù)據保留時間：10 年 全靜態(tài)工作：0hz-24hz 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內部 ram 32 可編程 i/o 線 兩個 16 位定時器/計數(shù)器 5 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內振蕩器和時鐘電路 由上可見，89c51 芯片的功能強大，其震蕩特性能很好的滿足本設計的要 求，與同類 51 芯片相比，其引腳較多，在滿足對控制方式的選擇的同時，還可 加入調光控制電路，這更能符合本設計的需要。因此本設計決定選用芯片 89c51 作為紅外接收電路核心芯片。 本電路所用 at89c2051 單片機為紅外發(fā)射電路的主控芯片。at89c2051 是 一個低電壓，高性能 cmos 8 位單片機，片內含 2k bytes 的可反復擦寫的只讀 flash 程序存儲器和 128 bytes 的隨機存取數(shù)據存儲器（ram） ，器件采用 紅外遙控電路設計 第 12 頁 共 44 頁 atmel 公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準 mcs-51 指令系統(tǒng)， 片內置通用 8 位中央處理器和 flash 存儲單元，功能強大 at89c2051 單片機可 為您提供許多高性價比的應用場合。 at89c2051 是一個功能強大的單片機，但它只有 20 個引腳，15 個雙向輸 入/輸出（i/o）端口，其中 p1 是一個完整的 8 位雙向 i/o 口，兩個外中斷口， 兩個 16 位可編程定時計數(shù)器,兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。 同時 at89c2051 的時鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設置的睡眠省電功 能，系統(tǒng)的喚醒方式有 ram、定時/計數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后 即進入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內 ram 將被凍結，時鐘停止振蕩，所 有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復位方可繼續(xù)運行。 主要功能特性： 兼容 mcs51 指令系統(tǒng) 2k 可反復擦寫(1000 次）flash rom 15 個雙向 i/o 口 6 個中斷源 兩個 16 位可編程定時/計數(shù)器 2.7-6.v 的寬工作電壓范圍 時鐘頻率 0-24mhz 128x8bit 內部 ram 兩個外部中斷源 兩個串行中斷 可直接驅動 led 兩級加密位 低功耗睡眠功能 內置一個模擬比較放大器 可編程 uarl 通道 軟件設置睡眠和喚醒功能 由上可見，89c2051 芯片的功能強大，因此本設計決定選用芯片 89c2051 作為紅外發(fā)射電路核心芯片。 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 13 頁 共 44 頁 2.2 紅外發(fā)送電路 單片機遙控發(fā)射器原理圖如圖 2.1 所示，單片機遙控發(fā)射器主要由 at89c2051 單片機、操作鍵盤和紅外發(fā)射電路等組成。單片機部分主要完成遙 控發(fā)射器發(fā)射過程的控制、鍵盤掃描的管理和顯示。其中 p33 用于輸出控制 紅外發(fā)射電路的工作的信號，p1.0 到 p1.5 連接鍵盤，用于接受鍵盤的信號。電 路采用 3v 電池供電，單片機平時都處于低功耗空閑狀態(tài)，當有按鍵被按下， 遙控器信息碼由 at89c2051 單片機的定時器 1 中斷產生 38khz 的紅外線信號， 由 p3.5 口輸出，經過三極管 9013 放大，由紅外發(fā)射管發(fā)送。待發(fā)送完畢， 單片機再次處于低功耗空閑狀態(tài)。電路采用 led 發(fā)光二極管來實現(xiàn)按鍵的操作 指示。 q2 9013 d3 led d1 led d2 in4148 d4 in4048 d5 in4048 d6 in4048 d7 in4048 d8 in4048 r8 100 r2 2.2k r1 10k r6 47 r7 2.2k r3 10k r4 10k c1 10uf c4 100uf c5 104 b1 3.6v k1sw-pb k2sw-pb k3sw-pb k4sw-pb k5sw-pb k6sw-pb rst 1 p3.0 2 p3.1/txd 3 xtal2 4 xtal1 5 p3.2/int0 6 p3.3/int1 7 p3.4/t0 8 p3.5/t1 9 gnd 10 vcc 20 p1.7 19 p1.6 18 p1.5 17 p1.4 16 p1.3 15 p1.2 14 p1.1/ain1 13 p1.0/ain0 12 p3.7 11 u1 at89c2051 +3v q1 9012 y1 12m c2 30pf c3 30pf +3v +3v +3v 圖 2.1 紅外發(fā)射原理圖 遙控器采用按鍵中斷掃描方式（按鍵部分電路圖如圖 2.2） 。按鍵 k1 控制 d2 in4148 d4 in4048 d5 in4048 d6 in4048 d7 in4048 d8 in4048 r3 10k r4 10k k1 k2 k3 k4 k5 k6 rst 1 p3.0 2 p3.1/txd 3 xtal2 4 xtal1 5 p3.2/int0 6 p3.3/int1 7 p3.4/t0 8 p3.5/t1 9 gnd 10 vcc 20 p1.7 19 p1.6 18 p1.5 17 p1.4 16 p1.3 15 p1.2 14 p1.1/ain1 13 p1.0/ain0 12 p3.7 11 u1 at89c2051 +3v 紅外遙控電路設計 第 14 頁 共 44 頁 開燈與關燈；當按下按鍵 k2 時，燈光將調到第一檔(最亮)；當按下按鍵 k3 時， 燈光將調到第四檔；當按下按鍵 k4 時，燈光將調到第二檔；當按下按鍵 k5 時， 將燈光調到第五檔；當按下按鍵 k6 時，燈光將調到第三檔。 圖 2.2 按鍵部分電路 2.3 紅外接收電路 單片機遙控接受器原理圖如圖 2.3 所示，單片機遙控發(fā)射器主要由 at89c2051 單片機、紅外線接收電路、50hz 交流測電路和電燈亮滅及調光控 制電路等組成。當紅外接受接收到遙控器發(fā)射的信號后，將信號傳給 at89c2051 單片機，at89c2051 單片機根據收到的信息碼的不同，完成相應的 調光操作以及進行相應的狀態(tài)指示。 d1 led1 d2 led2 d3 led3 d6 led6 d4 led4 d5 led5 r1 1k r21k r31k r4 1k r51k r6 1k a0 2 a1 3 a2 4 a3 5 a4 6 a5 7 a6 8 a7 9 e 19 dir 1 b0 18 b1 17 b1 16 b2 15 b4 14 b5 13 b6 12 b7 11 u1 74als245 p1.0 1 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p0.2 37 psen 29 p0.1 38 p2.1 22 p2.2 23 p2.3 24 p2.4 25 p2.5 26 p2.6 27 p2.7 28 p1.1 2 reset 9 x2 18 x1 19 gnd 20 p0.4 35 p0.5 34 p0.6 33 p0.7 32 p0.0 39 rxd 10 txd 11 p1.6 7 p1.7 8 rd 17 wr 16 int1 13 ale/p 30 t0 14 t1 15 int0 12 p0.3 36 p2.0 21 vcc 40 ea/vp 31 u3 y1 12mc6 c21 104 c7 c22 104 c522uf r8 1k vcc 1 1 2 2 3 3 j1 con3 vcc 交交交交交 u4 p521 1 2 j2 con2 r15 510 r9 1k q2 9013 q1 9013 vcc r10 1k vcc r11 1k d11 blue d10 4007 c1 470uf/25v c4 1000uf/25vd9 led vin 1 gnd 2 vout 3 u2 7805vcc 1 2 3 4 d7 206 c2 104 c3 104 r7 1kr14 100k r13 5k1 r12 5k1 vcc vcc 1 2 j3 con2 q3 9012 q4 9012 圖 2.3 紅外接收原理圖 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 15 頁 共 44 頁 2.3.1 紅外接收電路電路指示燈 d1 le d1 d2 le d2 d3 le d3 d6 le d6 d4 le d4 d5 le d5 r1 1k r21k r31k r4 1k r51k r6 1k a0 2 a1 3 a2 4 a3 5 a4 6 a5 7 a6 8 a7 9 e 19 dir 1 b0 18 b1 17 b1 16 b2 15 b4 14 b5 13 b6 12 b7 11 u1 74a ls245 vc c vc c 1 1 2 2 3 3 j1 co n3 交交 交交 交 vc c 圖 2.4 狀態(tài)指示電路原理圖 電路指示燈由三部份（電路如圖 2.4 所示） ，即電源指示燈、故障指示燈、 控制輸出指示燈。電燈的狀態(tài)指示用 led 發(fā)光二極管，共有 6 個電燈狀態(tài)指示 燈，其中 2 個為電燈開、關狀態(tài)，另 4 個為五檔亮度指示（最亮一檔四個亮度 指示燈均不亮） 。 2.3.2 紅外接收電源電路 電源電路由橋式整流、濾波電容、7805 穩(wěn)壓器及電源指示燈組成。利用二 極管的單向導電性交流電經過橋式整流成直流電，再經過大小電容濾波，7805 集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓成為穩(wěn)定的+5v 電源，用一個發(fā)光二極管指示燈指示電源狀態(tài)。 d10 4007 c1 470uf/25v c4 1000u f/25v vin 1 gnd 2 vout 3 u2 7805 d9 l ed c2 104 1 2 3 4 d7 206 c3 104 vcc 1 2 j3 co n2 r7 1k 圖 2.5 紅外接收電源電路 2.3.3 紅外接收電路過零檢測 紅外接收電路交流電過零檢測圖如圖 2.6 所示。50hz 交流電過零檢測電路 紅外遙控電路設計 第 16 頁 共 44 頁 由橋式整流電路和兩個 9013 三極管組成。當 ua=ube=0.7v 時, q1 三極管截止, q2 三極管導通, b 點為低電平,c 點(p3.0)為高電平;當 ua=ube 2ms 嗎? 接受并對低電平脈 沖個數(shù)加 1 高電平脈寬3 ms 嗎? ms嗎? 脈沖數(shù)為 2 嗎? 脈沖數(shù)為 3 嗎? 脈沖數(shù)為 4 嗎? 脈沖數(shù)為 5 嗎? 脈沖數(shù)為 6 嗎? 脈沖數(shù)為 7 嗎? 3 檔亮 度 1 檔亮 度 4 檔亮 度 2 檔亮 度 5 檔亮 度 開/關操 作 中斷返 回 圖 2.14 外部中斷 0 中斷服務程序流程圖 紅外遙控電路設計 第 22 頁 共 44 頁 第四章 系統(tǒng)調試 控制電路板的安裝與調試在整個系統(tǒng)研制中占有重要位置，它是把理論付 諸實踐的過程，也是把紙面設計轉變位實際產品的必經階段。對試驗階段的電 路板的安裝一般有兩種方式即焊接方式和面包板插接方式。使用面包板焊接更 加方便，容易更換線路和器件，而且可以多次使用。但在多次使用的面包板中 彈簧片會變松，彈性變差，容易造成接觸不良，這是需要注意的。 實驗和調試常用的儀器有：萬用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號發(fā)生器等。 調試的主要步驟。 1調試前不加電源的檢查 對照電路圖和實際線路檢查連線是否正確，包括錯接、少接、多接等；用萬用 表電阻檔檢查焊接和接插是否良好；元器件引腳之間有無短路，連接處有無接 觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包 括極性、信號源連線是否正確；電源端對地是否存在短路（用萬用表測量電阻） 。 若電路經過上述檢查，確認無誤后，可轉入靜態(tài)檢測與調試。 2靜態(tài)檢測與調試 斷開信號源，把經過準確測量的電源接入電路，用萬用表電壓檔監(jiān)測電源電壓， 觀察有無異?，F(xiàn)象：如冒煙、異常氣味、手摸元器件發(fā)燙，電源短路等，如發(fā) 現(xiàn)異常情況，立即切斷電源，排除故障； 如無異常情況，分別測量各關鍵點直流電壓，如靜態(tài)工作點、數(shù)字電路各輸入 端和輸出端的高、低電平值及邏輯關系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是 否在正常工作狀態(tài)下，如不符，則調整電路元器件參數(shù)、更換元器件等，使電 路最終工作在合適的工作狀態(tài)； 對于放大電路還要用示波器觀察是否有自激發(fā)生。 3動態(tài)檢測與調試 動態(tài)調試是在靜態(tài)調試的基礎上進行的，調試的方法地在電路的輸入端加上所 需的信號源，并循著信號的注射逐級檢測各有關點的波形、參數(shù)和性能指標是 否滿足設計要求，如必要，要對電路參數(shù)作進一步調整。發(fā)現(xiàn)問題，要設法找 出原因，排除故障，繼續(xù)進行。 我們所設計的遙控器電路是采用碼分制遙控方式，我們用示波器對發(fā)射電 路輸出端及接收電路輸入端的信號波型的進行了檢查，發(fā)現(xiàn)當按下不同的開關 按鈕時所顯示的波型是不同的。這說明了此電路是工作在正常狀態(tài)的。 4調試注意事項 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 23 頁 共 44 頁 （1）正確使用測量儀器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接； （2）在信號較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到 公共地線上，在頻率較高時要設法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器 測量時應該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。 （3）測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠大于被測處的等效阻抗。 （4）測量儀器的帶寬必須大于被測量電路的帶寬。 （5）正確選擇測量點和測量 （6）認真觀察記錄實驗過程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據、波形、相位等。 （7）出現(xiàn)故障時要認真查找原因 紅外遙控電路設計 第 24 頁 共 44 頁 課題設計總結 畢業(yè)設計是學生即將完成學業(yè)的最后一個重要環(huán)節(jié)，它既是對學校所學知 識的全面總結和綜合應用，又為今后走向社會的實際操作應用鑄就了一個良好 的開端。所以在此有必要對這次的畢業(yè)設計作一個系統(tǒng)的總結。 這次畢業(yè)設計，我選擇了實做的題目，這不僅是對我的一種鍛煉，也是對 我大學三年所學知識的綜合檢查。從開始設計到設計的完成，我感覺收獲很多， 不僅在理論上有了很大的升華,并且還在實踐中鍛煉了自己。使自己成長了許多。 本文首先對整個系統(tǒng)的工作原理和實現(xiàn)方法進行了簡單的介紹，給出了系 統(tǒng)工作的整體框圖。在此基礎上，介紹了系統(tǒng)設計用到的各個模塊的功能特性， 并進性了方案比較，選擇出了最優(yōu)越的方案。在理論上對整個系統(tǒng)有一定了解 的情況下，進行了系統(tǒng)模塊的電路的設計，充分利用各方面的資料，發(fā)揮我所 學的特長。 整個系統(tǒng)的開發(fā)過程是曲折的，首先在硬件設計上，由于以前所學課程有 一定的基礎，我多方查閱資料，不斷的向老師、同學學習請教，以確保設計的 電路系統(tǒng)完整，并能實現(xiàn)最完美的系統(tǒng)功能。經過幾個月學習，我設計出了各 個部分的電路圖，并實現(xiàn)了電路圖的組合。經過測試與修改，最終完善了硬件 電路的設計，并能夠比較理想的完成本次畢業(yè)設計功能紅外遙控電路。 對于軟件設計，因為以前的編程經驗不夠，因此，在這方面花費了很多的 精力和時間。盡管過程很艱難，但是在真正意義上學到了知識，為以后的工作 和學習積累了寶貴的經驗。 在研制過程中注重先進、適用的原則，注重科技與應用結合，來用產、學、 研結合，側重于科研技術轉化為生產力。本系統(tǒng)經過了設計階段、開發(fā)實現(xiàn)階 段以及最后的應用測試階段。經過 2 個月的努力，核心問題已經全部解決，所 有功能均已基本實現(xiàn)，只是在通用性上還有待提高。這次畢業(yè)設計的經歷使我 對 51 單片機的一些特征、性能，以及應用及原理有了深刻的了解，真正做到了 學有所得、學有所用，可以說獲益匪淺。 但是，總的說來，由于我在理論和實踐方面存在一定的不足，所以在設計 思路和實現(xiàn)功能上難免有不足之處，請各位老師多多批評指正。 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 25 頁 共 44 頁 參考文獻 1 李軍. 檢測技術及其儀表. 中國輕工業(yè)出版社 2 賀紅娟 等. 匯編語言程序設計教程. 清華大學出版社 3 孫亮 楊鵬. 自動控制技術. 北京工業(yè)大學出版社 4 劉守義 鐘蘇. 數(shù)字電子技術. 西安電子科技大學出版社 5 周雪. 模擬電子技術. 西安電子科技大學出版社 6 楊宏麗 王靜霞. 單片機基礎教程. 人民郵電出版社 7 林伸茂 8051 單片機徹底研究經驗篇.人民郵電出版社 8 劉文濤 mcs-51 單片機培訓教程電子工業(yè)出版社 紅外遙控電路設計 第 26 頁 共 44 頁 附 錄 a 原理圖： 1.發(fā)射部分 q2 9013 d3 led d1 led d2 in4148 d4 in4048 d5 in4048 d6 in4048 d7 in4048 d8 in4048 r8 100 r2 2.2k r1 10k r6 47 r7 2.2k r3 10k r4 10k c1 10uf c4 100uf c5 104 b1 3.6v k1sw-pb k2sw-pb k3sw-pb k4sw-pb k5sw-pb k6sw-pb rst 1 p3.0 2 p3.1/txd 3 xtal2 4 xtal1 5 p3.2/int0 6 p3.3/int1 7 p3.4/t0 8 p3.5/t1 9 gnd 10 vcc 20 p1.7 19 p1.6 18 p1.5 17 p1.4 16 p1.3 15 p1.2 14 p1.1/ain1 13 p1.0/ain0 12 p3.7 11 u1 at89c2051 +3v q1 9012 y1 12m c2 30pf c3 30pf +3v +3v +3v 2.接收部分 d1 led1 d2 led2 d3 led3 d6 led6 d4 led4 d5 led5 r1 1k r21k r3 1k r4 1k r51k r6 1k a0 2 a1 3 a2 4 a3 5 a4 6 a5 7 a6 8 a7 9 e 19 dir 1 b0 18 b1 17 b1 16 b2 15 b4 14 b5 13 b6 12 b7 11 u1 74als245 p1.0 1 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p0.2 37 psen 29 p0.1 38 p2.1 22 p2.2 23 p2.3 24 p2.4 25 p2.5 26 p2.6 27 p2.7 28 p1.1 2 reset 9 x2 18 x1 19 gnd 20 p0.4 35 p0.5 34 p0.6 33 p0.7 32 p0.0 39 rxd 10 txd 11 p1.6 7 p1.7 8 rd 17 wr 16 int1 13 ale/p 30 t0 14 t1 15 int0 12 p0.3 36 p2.0 21 vcc 40 ea/vp 31 u3 y1 12m c6 c21 104 c7 c22 104 c522uf r8 1k vcc 1 1 2 2 3 3 j1 con3 vcc u4 p521 1 2 j2 con2 r15 510 r9 1k q2 9013 q1 9013 vcc r10 1k vcc r11 1k d11 blue d10 4007 c1 470uf/25v c4 1000uf/25vd9 led vin 1 gnd 2 vout 3 u2 7805vcc 1 2 3 4 d7 206 c2 104 c3 104 r7 1kr14 100k r13 5k1 r12 5k1 vcc 1 2 j3 con2 q3 9012 q4 9012 q1 btb04 1 2 3 4 d1 bridge1 r2 2k7 r3 100k r1120k/2w d2 10v 1 2 j1 p521 1 2 j2 lamp 1 2 j3 power 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 27 頁 共 44 頁 附 錄 b pcb 板圖： 1.發(fā)射部分 2.驅動部分 紅外遙控電路設計 第 28 頁 共 44 頁 3.接收部分 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 29 頁 共 44 頁 紅外遙控電路設計 第 30 頁 共 44 頁 附 錄 c 程序： 基本程序：;* ；遙控器系統(tǒng)軟件程序 ;* ;* ;* org 0000h ；復位地址 ljmp start org 0030h ；外部中斷 0 中斷入口地址 reti org 000bh ；定時器 t0 中斷入口地址 reti org 0013h ；外中斷 1 中斷入口地址 ljmp int1serve org 001bh ；定時器 t1 中斷入口地址 ljmp t1serve org 0023h ；串行口中斷入口地址 reti org 002bh ；定時器 t2 中斷入口地址 reti ;* ;* clear: mov p1,#0ffh ;p1、p2 口位置 mov p3,#0ffh clr p3.5 ；關遙控輸出 mov sp,#70h ；設堆棧 mov ie,#00h ；關總中斷 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 31 頁 共 44 頁 mov ip,#04h ；設優(yōu)先級 mov tmod,#20h ；設定時器 2 自動重裝模式 mov th1,#0f3h ；定時 13us mov tl1,#0f3h setb ex1 ；開外部 1 setb it1 setb ea ；開總中斷 ret ;* ;* start: lcall clear ；調初始化程序 main: lcall keywork ；調鍵盤程序 orl pcon,#01h ；進入低功耗待機狀態(tài) ljmp main nop ；設置軟件陷阱 nop nop ljmp start ;* ;* int1serve: clr ie1 anl pcon,#00h ；觸發(fā)待機狀態(tài)蘇醒 reti ;* ;* t1serve: cpl p3.5 ；高頻調制 reti nop ；設置軟件陷阱 nop nop ljmp start ;* ;* 紅外遙控電路設計 第 32 頁 共 44 頁 keywork: mov p1,#0ffh ；置列線 clr p3.7 ；清行線 mov a,p1 mov b,a cjne a,#0ffh,key1 ； 有鍵按下則不等轉移 keyworkout: nop nop ret ；鍵盤程序返回 key1: lcall delay5ms ；延時抖動 mov a,p1 cjne a,b,keyworkout ；確認鍵按下 mov dptr,#keyworktab1 mov b,a ；查列號 clr a mov r0,a key2: mov a,r0 ； subb a,#08h jnc keyworkout mov a,r0 movc a,a+dptr inc r0 cjne a,b,key2 dec r0 mov a,r0 ；鍵號放入 a mov b,a ；鍵號乘 3 處理 ljmp 散轉指令 add a,b add a,b mov dptr,#keyworktab2 jmp a+dptr keyworktab2: ljmp fucation0 ；轉對應功能處理 ljmp fucation1 ljmp fucation2 青海建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 33 頁 共 44 頁 ljmp fucation3 ljmp fucation4 ljmp fucation5 ret keyworktab1: db 0feh,0fdh,0fbh,0f7h,0efh,0dfh,0bfh,07fh ret ;* ;* fucation0: mov a,#02h ；脈沖個數(shù)裝載 ljmp send ；轉發(fā)射程序 ret fucation1: mov a,#03h ljmp send ret fucation2: mov a,#04h ljmp send fucation3: mov a,#05h ljmp send ret fucation4: mov a,#06h ljmp send ret fucation5: mov a,#07h ljmp send ret nop ；設置軟件陷阱 紅外遙控電路設計 第 34 頁 共 44 頁 nop nop ljmp start ;* ;* send: mov r1,a ;裝入發(fā)射脈沖個數(shù) send0: mov r0,#0fah ;第一個碼 ajmp send2 send1: mov r0,#53h ；中間碼 send2: setb et1 ;開高頻定時中斷調制 setb tr1 nop nop nop nop nop nop nop nop djnz r0,send2 ； mov r0,#64h ；碼距 sendout:clr tr1 ；關高頻定時調制 clr et1 clr p3.5 nop nop nop nop