紅外遙控器畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、紅外遙控開關(guān)摘要遙控技術(shù)是對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制和監(jiān)測(cè)的技術(shù)。它是利用自動(dòng)控制技術(shù)，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)而形成的一門綜合性技術(shù)。一般都是指對(duì)遠(yuǎn)距離的受控對(duì)象的單一的或兩種極限動(dòng)作進(jìn)行控制的技術(shù)，在人們的生產(chǎn)生活中具有廣泛的應(yīng)用空間。根據(jù)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”。 伴隨著人們的物質(zhì)文化生活水平日益提高，各種各樣的家用電器走進(jìn)了千家萬戶，其中，大多數(shù)的家用電器都有各自不同的遙控器，人們常常為了控制某臺(tái)電器而到處尋找其對(duì)應(yīng)的遙控器，這樣，就給人們的生活帶來了很多不便。而紅外線遙控則是目前最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控器具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本

2、低等特點(diǎn)。因此，彩電、錄像機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)、玩具、門鈴以及遙控汽車路牌等其它小型裝置上也紛紛采用紅外線遙控。本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89S51作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用紅外線遙控發(fā)射、接收的工作原理以及單片機(jī)外部中斷的原理而設(shè)計(jì)的一款遙控開關(guān)。當(dāng)一體化紅外接收器接收到紅外遙控信號(hào)后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)放大、解調(diào)、濾波后，將原編碼信號(hào)送入單片機(jī)AT89S51中進(jìn)行信號(hào)識(shí)別、解碼，然后進(jìn)行相應(yīng)的處理，達(dá)到控制電器的目的。關(guān)鍵詞：遙控技術(shù) 單片機(jī) 紅外 編碼 解碼AbstractRemote control technology is controlled objects of remote c

3、ontrol and monitoring technology. It is the use of automatic control technology, the communication technology and computer technology, in the form of a comprehensive technology. Generally refers to the distant controlled object's single or two extreme action control technology, in the people'

4、;s production and life have extensive application space. According to the control mode of different, generally share out bonus, sonic and the remote wireless remote control, commonly known as the "three control". With people's material and cultural life level enhances increasingly, all

5、 kinds of household appliances into the innumberable families, among them, most of the household appliances are all of different remote, people often in order to control a station appliances and looking for its corresponding remote, so, give people's life has brought much inconvenience. And infr

6、ared remote control is the most extensive a communications and remote control method. Due to the infrared remote control with small size, low power consumption, the function is strong and low costs. Therefore, TVS, VCRS, audio equipment, air conditioning, toys, the doorbell and other small car signp

7、ost remote device are adopting infrared remote control.The system USES AT89S51 single-chip microcomputer as the core components, this design using infrared remote control transmitting and receiving the working principle and the principle of microcontroller external interruption designed one of remot

8、e control switch. When integration infrared receiver receive infrared remote control signal after, will change into electrical signals, light signals through enlargement, demodulation, filtering, will the original coding signal into SCM in AT89S51 signal recognition, decoding, then carries on the co

9、rresponding processing, achieve the purpose of control electric appliance. key words: Control technology SCM Infrared code decode目 錄第一章 系統(tǒng)介紹和設(shè)計(jì)原理 41.1引言 41.2遙控器 51.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理 61.4系統(tǒng)框圖 61.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想61.6器件選擇 71.7遙控距離的影響因素7第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.1有關(guān)知識(shí)的介紹 8單片機(jī)AT89S51的知識(shí)介紹 8紅外線及器件的基本知識(shí) 12第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1紅外遙控發(fā)射器及其編碼 143.2

10、紅外發(fā)射及編碼原理圖 153.3紅外編碼按鍵圖 143.4紅外解碼原理圖 183.5接收器及解碼 18第四章 程序流程圖 19第五章 程序清單20小結(jié) 23參考文獻(xiàn) 24 第一章 系統(tǒng)介紹和設(shè)計(jì)原理1.1引言隨著電子科技的發(fā)展，遙控技術(shù)的出現(xiàn)，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了越來越多的紅外線遙控家電設(shè)備；逐步提高了人們的生活水平?；诖?，本設(shè)計(jì)中涉及電子產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，特指一種使用方便的紅外線遙控?zé)艄饪刂破鏖_關(guān)。采用這種方式讓使用者在使用過程中更加方便快捷，并且本實(shí)用性可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)使用裝置進(jìn)行有效性調(diào)節(jié)。該紅外線遙控控制器，包括：利用紅外線發(fā)射的遙控器為主體，以及相應(yīng)的接收器，其中在遙控器主體上設(shè)置有若干控

11、制按鍵，遙控器主體包括控制芯片、發(fā)射器、電源，其特征在于：遙控器主體上共設(shè)置4個(gè)控制按鍵，所述發(fā)射器的一端連接于控制芯片的一引腳，其另一端與三極管集電極連接，三極管的基極接入控制芯片，三個(gè)控制按鍵一端分別接入控制芯片，其另一端接入所述三極管的發(fā)射極，電源的兩極分別與發(fā)射器及三極管發(fā)射極連接。例如：人們坐在家中手執(zhí)遙控器便可以方便快捷地將電視機(jī)、照明燈、電腦等家用電器打開；做到足不出戶便可以開啟私家車等。本文設(shè)計(jì)了一款由單片機(jī)AT89S51編程實(shí)現(xiàn)的遙控開關(guān)，這款遙控開關(guān)具有遙控開啟和關(guān)閉多種家用電器的功能。紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功

12、能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控，由于紅外線在頻譜上居于可見光之外，具有光波的直線傳播特性，不易產(chǎn)生相互間的干擾，是很好的信息傳輸媒體，且能有效地隔離電氣電磁等干擾，取得很好遙控效果。1.2遙控器遙控器簡介遙控器是一種用來遠(yuǎn)控機(jī)械的裝置?，F(xiàn)代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來產(chǎn)生不同訊息的按鈕所組成。最早用來控制電視的遙控器是美國一家叫Zenith的電器公司（這家公司現(xiàn)在被LG收購了），在1950年代發(fā)展出來的。 一開始是有線的。1955年

13、，該公司發(fā)展出一種被稱為“Flashmatic”的無線遙控裝置。但這種裝置沒辦法分辨光束是否是從遙控器而來，而且也必需對(duì)準(zhǔn)才可以控制。1956年羅伯愛德勒（Robert Adler）開發(fā)出稱為“Zenith Space Command”的遙控器，這也是第一個(gè)現(xiàn)代的無線遙控裝置，他是利用超聲波來調(diào)頻道和音量，每個(gè)按鍵發(fā)出的頻率不一樣，但這種裝置也可能會(huì)被一般的超聲波所干擾，而且有些人及動(dòng)物（如狗）聽的到遙控器發(fā)出的聲音。1980年代，發(fā)送和接收紅外線的半導(dǎo)體裝置開發(fā)出來時(shí)，就慢慢取代了超聲波控制裝置。即使其他的無線傳輸方式（如藍(lán)牙）持續(xù)被開發(fā)出來，這種科技直到現(xiàn)在還持續(xù)廣泛被使用。遙控器組成（1

14、）CPU采用AT89C2051單片機(jī)為主控芯片；（2）發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器。使用AT89C2051芯片將按鍵信號(hào)調(diào)制在38KHz的載波信號(hào)通過三極管的放大后發(fā)射出去。1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理紅外遙控主要由形成遙控信號(hào)的微處理器芯片、晶體振蕩器、放大晶體管、紅外發(fā)光二極管以及鍵盤矩陣組成。其工作原理如下,發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，再送后置放大器。通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作.發(fā)射部分的主要元

15、件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)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(shí)，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(lán)、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。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測(cè)定，而業(yè)余條件下只能用拉距法來粗略判定。 接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。 在實(shí)際應(yīng)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

16、接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收頭均有三只引腳，即電源正（VDD）、電源負(fù)（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）。紅外接收頭的引腳排列因型號(hào)不同而不盡相同，可參考廠家的使用說明。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。但在使用時(shí)注意成品紅外接收頭的載波頻率.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陶振來決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷1237.9 kHz38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由發(fā)射端

17、晶振的振蕩頻率來決定。如圖1.2所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。LED編碼調(diào)制矩陣鍵盤（a）紅外遙控發(fā)射框圖 光/電放大解碼電路解調(diào)圖1.2 （b） 紅外遙控接收框圖1.4 系統(tǒng)框圖遙控開關(guān)是在通用紅外遙控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)質(zhì)就是將紅外遙控接收部分采用單片機(jī) AT89S51 來控制。圖1.3所示為遙控開關(guān)的系統(tǒng)構(gòu)成框圖。 彩色電視機(jī)遙控器AT89S51晶振執(zhí)行器電器插座受控電器遙控接收頭復(fù)位圖1.3 遙控開關(guān)系統(tǒng)框圖1.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想 本系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89S51 作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用紅外線遙控發(fā)射

18、、接收的工作原理以及單片機(jī)外部中斷的原理而設(shè)計(jì)的一款遙控開關(guān)。紅外遙控發(fā)射器是利用紅外線作載體傳送信息的，發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。1.6 器件選擇本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中主要選取了以下一些器件：單片機(jī)：AT89S51；遙控發(fā)射器：采用LC7461專用芯片；紅外遙控接收器；繼電器；顯示器件：發(fā)光二極管；PNP型三極管；蜂鳴器。1.7遙控距離的影響因素（1）、發(fā)射功率。發(fā)射功率大則距離遠(yuǎn)，但耗電大，容易產(chǎn)生干擾； （2）、接收靈敏度。接收器的接收靈敏度提高，遙控距離增大，但容易受干擾造成誤動(dòng)或失控； （3）、天線。采用直線型天線，并

19、且相互平行，遙控距離遠(yuǎn)，但占據(jù)空間大，在使用中把天線拉長、拉直可增加遙控距離； （4）、高度。天線越高，遙控距離越遠(yuǎn)，但受客觀條件限制； （5）、障礙物。目前使用的無線遙控器使用國家規(guī)定的UHF頻段，其傳播特性和光近似，直線傳播，繞射較小，發(fā)射器和接收器之間如有墻壁阻擋將大大打折遙控距離，如果是鋼筋混泥土的墻壁，由于導(dǎo)體對(duì)電波的吸收作用，影響更甚。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.1 相關(guān)知識(shí)的介紹 單片機(jī)AT89S51的知識(shí)介紹.1 單片機(jī)及其發(fā)展應(yīng)用單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支。它使計(jì)算機(jī)從海量數(shù)值計(jì)算進(jìn)入智能控制領(lǐng)域，并由此開創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。從此，計(jì)算機(jī)技術(shù)在兩個(gè)重要的領(lǐng)域通用計(jì)算機(jī)領(lǐng)

20、域和微控制器領(lǐng)域比翼齊飛，并逐漸融入人們的日常生活。單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)

21、算機(jī)系統(tǒng)。將運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器和各種輸入輸出接口等計(jì)算機(jī)的主要部件集成在一塊芯片上，就能得到一個(gè)單芯片的微型計(jì)算機(jī)。它雖然只是一個(gè)芯片，但在組成和功能上已經(jīng)具有了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)，因此稱之為單片微型計(jì)算機(jī)（Single-Chip Microcomputer），簡稱單片機(jī)。由于單片機(jī)的設(shè)計(jì)通常是面向控制、嵌入對(duì)象體系中的，有別于通陽的微型計(jì)算機(jī)，因此又稱為微控制器（Micro-Controller）、嵌入式微控制器（Embedded-Micr-Controller）。用作單片機(jī)系統(tǒng)的輸入則解決了常規(guī)矩陣鍵盤線路板過大、布線復(fù)雜、占用IO口過多的弊病。而且通過使用遙控器，操作時(shí)可實(shí)現(xiàn)人與設(shè)備的

22、分離，從而更加方便使用。 .2 單片機(jī)主要特性及內(nèi)部結(jié)構(gòu)AT89S 系列單片機(jī)有AT89S51AT89S53和AT89S8252等四種類型，其芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，進(jìn)部分的電路模塊功能略有不同。AT89S51是這個(gè)系列的基本類型，它將通用CPU和在線可編程Flash存儲(chǔ)器集成在一個(gè)芯片上，形成功能強(qiáng)大、使用靈活和具有較高性能價(jià)格比的單片微機(jī)。其主要特性及功能如下： 8為CPU； 內(nèi)含 8KB Flash 程序存儲(chǔ)器，可在線編程，擦寫周期可達(dá)1000次； 內(nèi)含128字節(jié)的RAM； 4個(gè)8位并行I/O接口，共32根線； 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器； 具有6個(gè)中斷源，5個(gè)中斷矢量，2級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)的

23、中斷結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； 全雙工UART串行通信口； 具有片內(nèi)集成看門狗定時(shí)器（Watchdog Timer)； 26個(gè)特殊功能寄存器； 具有兩個(gè)數(shù)據(jù)指針 DPTR0和 DPTR1； 具有在線可編程功能ISP端口； 具有斷電標(biāo)志POF； 具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)模式； 具有低功耗節(jié)電運(yùn)行模式； 振蕩器和時(shí)鐘電路穩(wěn)定，工作主頻為033MHZ； 電源電壓范圍為DC4.05.5V。 靈活的ISP編程（字或字節(jié)模式）.3 單片機(jī)的引腳排列及功能一、AT89S51單片機(jī)引腳介紹AT89S51有PDIP、PLCC、TQFP三種封裝方式，其中最常見的就是采用40Pin封裝的雙列直接PDIP封裝，外形結(jié)構(gòu)如圖.3。芯片

24、共有40個(gè)引腳，引腳的排列順序?yàn)閺目啃酒娜笨冢ㄒ娪覉D）左邊那列引腳逆時(shí)針數(shù)起，依次為1、2、3、4。40，其中芯片的1腳頂上有個(gè)凹點(diǎn)（見右圖）。在單片機(jī)的40個(gè)引腳中，電源引腳2根，外接晶體振蕩器引腳2根，控制引腳4根以及4組8位可編程I/O引腳32根。 圖.3 單片機(jī)的引腳排列1、主電源引腳（2根） VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源GND(Pin20)：接地線2、外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin18)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)，用來接石英晶體和電容；使用外部時(shí)鐘時(shí)，用來輸入時(shí)鐘脈沖。3、控制引腳（4根）RST/VP

25、P(Pin9)：復(fù)位信號(hào)輸入端。AT89S51接能電源后，在時(shí)鐘電路作用下，該腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，使內(nèi)部復(fù)位。第二功能是VPD，即備用電源輸入端。當(dāng)主電源Vcc發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時(shí)，VPD將為RAM提供備用電源，發(fā)保證存儲(chǔ)在RAM中的信號(hào)不丟失。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào), 在訪問片外豐儲(chǔ)器時(shí)，若ALE為有效高電平，則P0口輸出地址低8位，可以用ALE信號(hào)作外部地址鎖存信號(hào)。公式（21）fALE=1/6fOSC ,也可作系統(tǒng)中其它芯片的時(shí)鐘源。第二功能PROG是對(duì)EPROM編程時(shí)的編程脈沖輸入端。PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào), 低電

26、平有效。EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)部和外部程序存儲(chǔ)器選擇線，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。EA=0時(shí)訪問外部ROM 0000HFFFFH；EA=1時(shí)，地址0000H0FFFH空間訪問內(nèi)部ROM，地址1000HFFFFH空間訪問外部ROM。4、可編程輸入/輸出引腳（32根）AT89S51單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。每一根引腳都可以編程，比如用來控制電機(jī)、交通燈、霓虹燈等，開發(fā)產(chǎn)品時(shí)就是利用這些可編程引腳來實(shí)現(xiàn)我們想要的功能，盡情發(fā)揮你的想象力吧，實(shí)現(xiàn)你想要的：）強(qiáng)大無

27、比。PO口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線，既可作地址/數(shù)據(jù)總線口用，也可作普通I/O口用。名稱為P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位準(zhǔn)雙向通用I/O口線，名稱為P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，既可作地址總線口輸出地址高8位，也可作普通I/O口用。名稱為P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，多用途口，既可作普通I/O口，也可按每位定義的第二功能操作。名稱為P3.0P3.7上面就是AT89S51單片機(jī)引腳的簡單介紹，其它51系列家族的單片機(jī)8031、8051、89C51等引腳和89S51兼容，只是個(gè)

28、別引腳功能定義不同。二、AT89C2051單片機(jī)引腳介紹AT89C2051為20引腳小型封裝，2K內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，15個(gè)可編程I/O口線，沒有P0口和P2口的16根I/O線，內(nèi)部集成了一個(gè)模擬比較器。AT89C2051單片機(jī)的引腳排列如下圖所示。芯片共有20個(gè)引腳，引腳的排列順序?yàn)閺目啃酒娜笨冢ㄒ娚蠄D）左邊那列引腳逆時(shí)針數(shù)起，依次為1、2、3。20，在單片機(jī)的20個(gè)引腳中，電源引腳2根，外接晶體振蕩器引腳2根，復(fù)位引腳1根以及P1、P3口可編程I/O引腳15根。1、主電源引腳（2根）VCC(Pin20)：電源輸入，接5V電源GND(Pin10)：接地線2、外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pi

29、n5)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin4)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端3、控制引腳（1根）RST/VPP(Pin1)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。4、可編程輸入/輸出引腳（15根）P1口： 8位準(zhǔn)雙向I/O口線，P1.0P1.7 ，共8根 P3口： 8位準(zhǔn)雙向I/O口線，P3.0P3.5、P3.7，共7根我們同時(shí)發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)51單片機(jī)有32根可編程I/O口線，89C2051精簡掉P0、P2口16根I/O線后，應(yīng)該還有16根I/O口線，現(xiàn)在只有15根，另一根跑那里去了呢？！前面講到AT89C2051內(nèi)部集成了一個(gè)模擬比較器，正是因?yàn)榧闪四M比較器把另一根引線占用了，

30、比較器的輸出端占用了一個(gè)I/O口，它就是P3.6口，引腳P3.6沒有接出來的，所以少一根I/O口線。在編程時(shí)，P3.6就只能用來讀比較器的狀態(tài)了，不能象其它I/O口一樣用來驅(qū)動(dòng)外部指示燈等設(shè)備了，不過模擬比較器很實(shí)用的，在開發(fā)中就可以省去外加比較器的麻煩，右圖為比較器的原理。2.1.2 紅外線及器件的基本知識(shí) .1 什么是紅外線？ 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(yīng)用，了解他們的工作原理和性能、進(jìn)一步自制紅外遙控系統(tǒng)，也并非難事。1紅外線的特點(diǎn)：太陽光線大致可分為可見光及不可見光。紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，可見光經(jīng)三棱鏡后會(huì)折射出(若按波長排列，依次從短到長)紫

31、、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅顏色的光線（光譜）。由德國科學(xué)家霍胥爾于1800年發(fā)現(xiàn)，紅光外側(cè)的光線，在光譜中波長自0.76至400微米的一段被稱為紅外光，又稱紅外線。紅外線屬于電磁波的范疇，是一種具有強(qiáng)熱作用的放射線。紅外線的波長范圍很寬，人們將不同波長范圍的紅外線分為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外區(qū)域，相對(duì)應(yīng)波長的電磁波稱為近紅外線、中紅外線及遠(yuǎn)紅外線。紅外線是一種光波，它的波長比無線電波短，比可見光長。肉眼看不到紅外線，任何物體都發(fā)射著紅外線。熱物體的紅外線輻射比冷物體強(qiáng)。紅外線的特點(diǎn)是不干擾其他電器設(shè)備工作，也不會(huì)影響周邊環(huán)境。電路調(diào)試簡單，若對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行編碼，可實(shí)現(xiàn)多路紅外遙控功能。.2 紅外線

32、的劃分根據(jù)使用者的要求不同，紅外線劃分范圍很不相同。把能通過大氣的三個(gè)波段劃分為：近紅外波段 13微米中紅外波段 35微米遠(yuǎn)紅外波段 814微米根據(jù)紅外光譜劃分為：近紅外波段 13微米中紅外波段 340微米遠(yuǎn)紅外波段 401000微米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中常常如此劃分：近紅外區(qū) 0.763微米中紅外區(qū) 330微米遠(yuǎn)紅外區(qū) 301000微米 醫(yī)用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠(yuǎn)紅外線。近紅外線或稱短波紅外線，波長0.761.5微米，穿入人體組織較深,約510毫米；遠(yuǎn)紅外線或稱長波紅外線，波長1.5400微米，多被表層皮膚吸收，穿透組織深度小于2毫米。（但在實(shí)際應(yīng)用中通常把2.5微波以上的紅外線通稱為遠(yuǎn)紅外線。

33、）第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 紅外遙控發(fā)射器及其編碼遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現(xiàn)以日本SANYO公司的的LC7461 組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：遙控器發(fā)射的信號(hào)由一串O和1的二進(jìn)制代碼組成不同的芯片對(duì)0和1的編碼有所不同。通常有曼徹斯特編碼和脈沖寬度編碼。采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms 的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25m

34、s 的組合表示二進(jìn)制的“1”。在編寫解碼程序時(shí)通過判斷脈沖的寬度，即可得到0或1。上述“0”和“1”組成的42 位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz 的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖所示 圖 3.1.1 LC7461 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的42 位二進(jìn)制碼組，其中前26 位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。后16 位為8 位的操作碼和8 位的操作反碼用于核對(duì)數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確，如圖所示。 圖當(dāng)遙控器上任意一個(gè)按鍵按下超過36ms 時(shí)，LC7461 芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個(gè)特定的同步碼頭，對(duì)于

35、接收端而言就是一個(gè)9ms 的低電平,和一個(gè)4.5ms 的高電平，這個(gè)同步碼頭可以使程序知道從這個(gè)同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。具體發(fā)射的時(shí)序，以及“0”和“1”的定義如下圖所示，注意這里是指編碼之后發(fā)射，而在接收程序里面，0 和1 的定義是相反的。 圖 圖3.2 紅外發(fā)射及編碼原理圖 紅外遙控如果不做編解碼的話，那么它的抗干擾性能會(huì)極低的，如果是用作遙控是肯定不行的，長距的切斷式傳感也不行，只有像鼠標(biāo)里那種可以這樣用。紅外發(fā)射管的參數(shù)大約為2V結(jié)電壓，35mA，和普通LED一樣，需要恒流驅(qū)動(dòng)，一般驅(qū)動(dòng)的時(shí)候就是一個(gè)三極管比如9013來驅(qū)動(dòng)的，使用基極串電阻接控制信號(hào)，集電極和正極間接

36、紅外發(fā)射管，發(fā)射極接地，如果擔(dān)心超過電流限制，發(fā)射管上要串限流電阻。紅外遙控接收可采用較早的紅外接收二極管加專用的紅外處理電路的方法。較好的接收方法是用一體化紅外接收頭，它將紅外接收二極管、放大、解調(diào)、整形等電路做在一起，只有三個(gè)引腳分別是+5V電源、地、信號(hào)輸出。紅外接收頭的信號(hào)輸出接單片機(jī)的INTO或INTl腳典型電路如圖所示圖中增加了一只PNP型三極管對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行放大。圖紅外遙控發(fā)射器包括鍵盤、指令編碼器和紅外發(fā)光二極管 LED 等部分組成。當(dāng)按下鍵盤的不同按鍵時(shí)，通過編碼器產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的特定的二進(jìn)制脈沖碼信號(hào)。將此二進(jìn)制脈沖信號(hào)先調(diào)制在 38KHZ 的載波上，經(jīng)過放大后，激發(fā)紅外發(fā)

37、光二極管 LED 轉(zhuǎn)變成以波長940nm的紅外線光傳播出去。紅外發(fā)射原理圖如下圖所示。圖 紅外發(fā)射原理圖3.3 紅外編碼按鍵圖當(dāng)我們按下遙控器的按鍵時(shí)，遙控器將發(fā)出如圖2的一串二進(jìn)制代碼，我們稱它為一幀數(shù)據(jù)。根據(jù)各部分的功能。可將它們分為5部分，分別為引導(dǎo)碼、地址碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼。遙控器發(fā)射代碼時(shí)均是低位在前。高位在后。由圖2分析可以得到引導(dǎo)碼高電平為45ms，低電平為45ms。當(dāng)接收到此碼時(shí)表示一幀數(shù)據(jù)的開始。單片機(jī)可以準(zhǔn)備接收下面的數(shù)據(jù)。地址碼由8位二進(jìn)制組成，共256種圖中地址碼重發(fā)了一次。主要是加強(qiáng)遙控器的可靠性如果兩次地址碼不相同則說明本幀數(shù)據(jù)有錯(cuò)應(yīng)丟棄。不同的設(shè)備可以擁

38、有不同的地址碼因此。同種編碼的遙控器只要設(shè)置地址碼不同，也不會(huì)相互干擾。圖中的地址碼為十六進(jìn)制的0EH(注意低位在前)。在同一個(gè)遙控器中所有按鍵發(fā)出的地址碼都是相同的。數(shù)據(jù)碼為8位，可編碼256種狀態(tài)，代表實(shí)際所按下的鍵。數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼的各位求反，通過比較數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼可判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確。如果數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼之間的關(guān)系不滿足相反的關(guān)系則本次遙控接收有誤數(shù)據(jù)應(yīng)丟棄。在同一個(gè)遙控器上所有按鍵的數(shù)據(jù)碼均不相同。在圖2中，數(shù)據(jù)碼為十六進(jìn)制的0CH，數(shù)據(jù)反碼為十六進(jìn)制的0F3H(注意低位在前)兩者之和應(yīng)為0FFH。本次所用的是普通的遙控編碼器這種遙控器的編碼方式符合上面的描述規(guī)律，而且價(jià)格低

39、膜換成你需要的字符，這為開發(fā)產(chǎn)品提供了便利。這是按照紅外遙控器按鍵的實(shí)際位廉，有32 個(gè)按鍵，按鍵外形比較統(tǒng)一，如果用于批量開發(fā)，可以把遙控器上貼置給出的32 個(gè)按鍵的鍵值（16 進(jìn)制）。如圖3.3所示：圖 3.3 紅外編碼按鍵圖3.4 紅外解碼原理圖 紅外解碼原理圖如圖3.5所示。 圖3.5 紅外解碼原理圖3.5 接收器及解碼LT0038是塑封一體化紅外線接收器，它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號(hào)兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號(hào)時(shí)為高電平，收到紅外信號(hào)時(shí)為低電平，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線

40、遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。接收器對(duì)外只有3 個(gè)引腳：Out、GND、Vcc 與單片機(jī)接口非常方便，如圖3.6 所示。 圖 3.6 紅外線接收器 GND 連接系統(tǒng)的地線（0V）； Vcc 連接系統(tǒng)的電源正極（+5V）；脈沖信號(hào)輸出接，直接接單片機(jī)的IO 口第四章 程序流程圖 遙控信號(hào)指令解碼接收到遙控信號(hào)指令初始化處理開始 是按鍵指令按鍵處理1鍵到4鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)第五章 程序清單 紅外編碼子程序ORG 0000H AJMP MAIN;轉(zhuǎn)入主程序ORG 0003H ;外部中斷P3.2腳INT0入口地址 AJMP INT ;轉(zhuǎn)入外部中斷服務(wù)子程序（解碼程序）;以下為主程序進(jìn)行CPU中斷方式設(shè)置MAIN: S

41、ETB EA ;打開CPU總中斷請(qǐng)求SETB IT0 ;設(shè)定INT0的觸發(fā)方式為脈沖負(fù)邊沿觸發(fā)SETB EX0 ;打開INT0中斷請(qǐng)求;以下為進(jìn)入P3.2腳外部中斷子程序，也就是解碼程序INT: CLR EA ;暫時(shí)關(guān)閉CPU的所有中斷請(qǐng)求MOV R6,#10SB: ACALL YS1;調(diào)用882微秒延時(shí)子程序JB P3.2,EXIT;延時(shí)882微秒后判斷P3.2腳是否出現(xiàn)高電平如果有就退出解碼程序DJNZ R6, SB;重復(fù)10次，目的是檢測(cè)在8820微秒內(nèi)如果出現(xiàn)高電平就退出解碼程序 ;以上完成對(duì)遙控信號(hào)的9000微秒的初始低電平信號(hào)的識(shí)別。JNB P3.2, $ ;等待高電平避開9毫秒低

42、電平引導(dǎo)脈沖ACALL YS2 ;延時(shí)4.74毫秒避開4.5毫秒的結(jié)果碼MOV R7,#26;忽略前26位系統(tǒng)識(shí)別碼 JJJJA: JNB P3.2,$;等待地址碼第一位的高電平信號(hào)LCALL YS1;高電平開始后用882微秒的時(shí)間尺去判斷信號(hào)此時(shí)的高低電平狀態(tài)MOV C,P3.2;將P3.2引腳此時(shí)的電平狀態(tài)0或1存入C中JNC UUUA;如果為0就跳轉(zhuǎn)到UUUALCALL YS3;檢測(cè)到高電平1的話延時(shí)1毫秒等待脈沖高電平結(jié)束UUUA: DJNZ R7,JJJJAMOV R1,#1AH ;設(shè)定1AH為起始RAM區(qū)MOV R2,#2;接收從1AH到1BH的2個(gè)內(nèi)存,用于存放操作碼和操作反碼

43、PP: MOV R3,#8;每組數(shù)據(jù)為8位 JJJJ: JNB P3.2,$;等待地址碼第一位的高電平信號(hào)LCALL YS1;高電平開始后用882微秒的時(shí)間尺去判斷信號(hào)此時(shí)的高低電平狀態(tài)MOV C,P3.2;將P3.2引腳此時(shí)的電平狀態(tài)0或1存入C中JNC UUU;如果為0就跳轉(zhuǎn)到UUULCALL YS3;檢測(cè)到高電平1的話延時(shí)1毫秒等待脈沖高電平結(jié)束UUU: MOV A,R1;將R1中地址的給ARRC A;將C中的值0或1移入A中的最低位MOV R1,A;將A中的數(shù)暫時(shí)存放在R1數(shù)值的內(nèi)存中DJNZ R3,JJJJ;接收滿8位換一個(gè)內(nèi)存INC R1;對(duì)R1中的值加1，換下一個(gè)RAMDJNZ

44、R2,PP ;接收完8位數(shù)據(jù)碼和8位數(shù)據(jù)反碼，存放在1AH/1BH中MOV A,1AHCPL A;對(duì)1AH取反后和1BH比較CJNE A,1BH,EXIT;如果不等表示接收數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤,放棄CALL displayCLR P3.3;蜂鳴器鳴響嘀嘀嘀的聲音，表示解碼成功LCALL YS2LCALL YS2LCALL YS2SETB P3.3;蜂鳴器停止EXIT: SETB EA ;允許中斷RETI ;退出解碼子程序display: MOV A,1AH 按鍵掃描 CJNE A,#11H,dsl MOV 1CH,#08HJMP quitds1: CJNE A,#12H,ds2 MOV 1CH,#04H JMP quitds2: CJNE A,#13H,ds3 MOV 1CH,#02H JMP quitds3: CINE A,#14H,ds4MOV 1CH,#01