基于AT89S52的學(xué)習(xí)型紅外遙控器的設(shè)計(jì)說明

1、 . PAGE1 / NUMPAGES20 . 單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用工程實(shí)習(xí)報(bào)告選題名稱:基于STC89C52的學(xué)習(xí)型紅外遙控器的設(shè)計(jì)系（院）:專 業(yè):班 級:姓 名:學(xué) 號:指導(dǎo)教師:學(xué)年學(xué)期: 2009 2010 學(xué)年 第 2 學(xué)期2014年12月08日摘要：學(xué)習(xí)型紅外線遙控器，通過自學(xué)習(xí)而擁有對多臺電器的遙控功能。該遙控器有兩種狀態(tài)：學(xué)習(xí)狀態(tài)和控制狀態(tài)。處于學(xué)習(xí)狀態(tài)時，使用者每按一個控制鍵紅外接收電路就開始接收外來紅外信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，然后經(jīng)過檢波、整形、放大，再由單片機(jī)定時對其采樣，將每個采樣點(diǎn)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)以8位為一個單位，分別存放到指定的存儲單元中去，供以后對該設(shè)備控制使用；

2、處于控制狀態(tài)時，使用者每按一個控制鍵單片機(jī)從指定的存儲單元中讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)，串行輸出（位和位之間的時間間隔等于采樣的時間間隔）給信號保持電路，同時由調(diào)制電路進(jìn)行信號調(diào)制，將調(diào)制信號經(jīng)放大后，由紅外線發(fā)射二極管進(jìn)行發(fā)射，從而實(shí)現(xiàn)對該鍵對應(yīng)設(shè)備功能的控制。關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)型；紅外線遙控器；學(xué)習(xí)狀態(tài)；控制狀態(tài)；STC89C52目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc2629377321 課題綜述 PAGEREF _Toc262937732 h 1HYPERLINK l _Toc2629377331.1 課題來源與意義 PAGEREF _Toc262937733 h 1HY

3、PERLINK l _Toc2629377341.2 預(yù)期目標(biāo) PAGEREF _Toc262937734 h 1HYPERLINK l _Toc2629377351.3 面對的問題 PAGEREF _Toc262937735 h 1HYPERLINK l _Toc2629377361.4 需解決的關(guān)鍵技術(shù) PAGEREF _Toc262937736 h 1HYPERLINK l _Toc2629377372 系統(tǒng)分析 PAGEREF _Toc262937737 h 1HYPERLINK l _Toc2629377382.1 涉與的基礎(chǔ)知識 PAGEREF _Toc262937738 h 1H

4、YPERLINK l _Toc2629377392.2 解決問題的基本思路 PAGEREF _Toc262937739 h 2HYPERLINK l _Toc2629377402.3 總體方案 PAGEREF _Toc262937740 h 3HYPERLINK l _Toc2629377412.3 功能模塊框圖 PAGEREF _Toc262937741 h 3HYPERLINK l _Toc2629377423 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc262937742 h 4HYPERLINK l _Toc2629377433.1電路原理圖 PAGEREF _Toc262937743 h 4H

5、YPERLINK l _Toc2629377443.2實(shí)現(xiàn)方法 PAGEREF _Toc262937744 h 5HYPERLINK l _Toc2629377453.3 詳細(xì)流程圖 PAGEREF _Toc262937745 h 5HYPERLINK l _Toc2629377464 代碼編寫 PAGEREF _Toc262937746 h 6HYPERLINK l _Toc2629377474.1 STC89C52單片機(jī)與各模塊電路的連接端口分配 PAGEREF _Toc262937747 h 6HYPERLINK l _Toc2629377484.2 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _T

6、oc262937748 h 6HYPERLINK l _Toc2629377494.3 按鍵電路設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc262937749 h 7HYPERLINK l _Toc2629377504.4 中斷程序的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc262937750 h 8HYPERLINK l _Toc2629377514.5 主函數(shù)的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc262937751 h 10HYPERLINK l _Toc2629377525 程序調(diào)試 PAGEREF _Toc262937752 h 10HYPERLINK l _Toc2629377536 運(yùn)行與測試 PAGERE

7、F _Toc262937753 h 11HYPERLINK l _Toc262937754總 結(jié) PAGEREF _Toc262937754 h 12HYPERLINK l _Toc262937755參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc262937755 h 131 課題綜述1.1 課題來源與意義目前，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電器到處尋找其對應(yīng)的遙控器，這樣就給人們的生活帶來了很多步便。為了解決這個問題，笨項(xiàng)目提出了一個多功能遙控器的設(shè)計(jì)方案：該遙控器可以通過自學(xué)習(xí)而擁有對多臺電器的遙控功能

8、，既省時又省力，從而使人們免除同時面對眾多遙控器的苦惱。1.2 預(yù)期目標(biāo)設(shè)計(jì)一種基于STC89C52單片機(jī)控制的紅外線遙控器，具有以下功能：1、適用于編碼式紅外線遙控型家用電器2、可遙控多臺家用電器3、具有一個學(xué)習(xí)/控制復(fù)用鍵4、可通過一個設(shè)備選擇鍵和各個功能控制鍵實(shí)現(xiàn)對多臺設(shè)備的常用功能的學(xué)習(xí)和控制5、成本低，抗干擾能力強(qiáng)1.3 面對的問題1、對于STC89C52單片機(jī)的了解與應(yīng)用2、對于抗干擾能力的解決1.4 需解決的關(guān)鍵技術(shù)本項(xiàng)目是通過掃描按鍵的狀態(tài)、單片機(jī)外中斷0和定時/計(jì)數(shù)器程序來判斷遙控器處于什么狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)什么功能，因此，對于功能鍵的設(shè)計(jì)和中斷程序的設(shè)計(jì)是難點(diǎn)。同時，對于紅外發(fā)射和

9、紅外接收的工作原理和設(shè)計(jì)對于我們來說也是陌生的，都要從頭開始，對其進(jìn)行了解、掌握與使用，所以也是一個難題。2 系統(tǒng)分析2.1 涉與的基礎(chǔ)知識通過對本項(xiàng)目的了解，為了實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的各個功能，必須要掌握以下知識點(diǎn)：1、電源原理與設(shè)計(jì)2、單片機(jī)復(fù)位電路工作原理與設(shè)計(jì)3、單片機(jī)晶振電路工作原理與設(shè)計(jì)4、按鍵電路的設(shè)計(jì)5、驅(qū)動74LS07的特性與使用6、一體化紅外遙控接收器的特性與使用7、STC89C52單片機(jī)引腳8、單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)2.2 解決問題的基本思路2.2.1 STC89C52單片機(jī)的基本知識功能特性：STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flas

10、h 存儲器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計(jì)數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片晶振與時鐘電路。另外，STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇

11、節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash STC89C52。主要性能：與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz33Hz、三級加密程序存儲器、32個可編程I/O口線、三個16位定時器/計(jì)數(shù)器八個中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識符。 HYPERLINK :/photo.

12、blog.sina .cn/showpic.html l blogid=49013b4801009rfc&url= :/static14.photo.sina .cn/orignal/49013b4845103b035ea5d t _blank 圖2-1STC89C52引腳圖2.2.2 對于抗干擾能力的解決該項(xiàng)目中采用一體化紅外遙控接收器HX1838，該接收器的部包括紅外光敏二極管、諧振電路、放大電路、解碼器、濾波器等，其工作電壓為+5V，輸出引腳直接輸出不帶副載波的負(fù)極性RC-5V信號，具有電路簡單、靈敏度高、抗干擾性好等優(yōu)點(diǎn)。2.3 總體方案學(xué)習(xí)型紅外線遙控器，通過自學(xué)習(xí)而擁有對多臺電器的

13、遙控功能。該遙控器有兩種狀態(tài)：學(xué)習(xí)狀態(tài)和控制狀態(tài)。處于學(xué)習(xí)狀態(tài)時，使用者每按一個控制鍵紅外接收電路就開始接收外來紅外信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，然后經(jīng)過檢波、整形、放大，再由單片機(jī)定時對其采樣，將每個采樣點(diǎn)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)以8位為一個單位，分別存放到指定的存儲單元中去，供以后對該設(shè)備控制使用；處于控制狀態(tài)時，使用者每按一個控制鍵單片機(jī)從指定的存儲單元中讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)，串行輸出（位和位之間的時間間隔等于采樣的時間間隔）給信號保持電路，同時由調(diào)制電路進(jìn)行信號調(diào)制，將調(diào)制信號經(jīng)放大后，由紅外線發(fā)射二極管進(jìn)行發(fā)射，從而實(shí)現(xiàn)對該鍵對應(yīng)設(shè)備功能的控制。2.3 功能模塊框圖遙控器由紅外接收與紅外發(fā)射電路、復(fù)位電路

14、、控制器STC89C52、按鍵與狀態(tài)指示電路組成，其組成框圖如圖2-1所示。STC89C52控制器紅外接收電路狀態(tài)指示電路復(fù)位電路電源電路紅外發(fā)射電路圖2-2基于STC89C52學(xué)習(xí)型紅外線遙控器系統(tǒng)框圖3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1電路原理圖控制芯片選擇STC89C52單片機(jī)，控制系統(tǒng)按最小化工作模式設(shè)計(jì)，P1.0接紅外線發(fā)射，P1.6和P1.7接兩個發(fā)光二極管用來指示遙控器的工作狀態(tài)，P3.4和P3.5用來接收和發(fā)射紅外線。紅外接收采用一體化紅外遙控接收器（HX1838）。其原理圖如圖3-1所示。圖3-1 基于STC89C52學(xué)習(xí)型紅外遙控器原理圖3.2實(shí)現(xiàn)方法當(dāng)紅外遙控器的某個按鍵按下時，發(fā)射出的一

15、組串行二進(jìn)制編碼脈沖，該脈沖由引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、功能碼和反碼組成，通過設(shè)置這些編碼以與碼長便可區(qū)分不同的紅外遙控器。紅外接收器負(fù)責(zé)紅外信號的接收和放大并解調(diào)出TTL電平信號送至微處理器進(jìn)行處理，微處理器通過比較和識別接收來的紅外遙控編碼便可執(zhí)行相應(yīng)的遙控功能，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是不考慮紅外編碼方式，僅利用單片機(jī)STC89C52對多個紅外遙控編碼的脈沖寬度進(jìn)行測量，并原封不動地把發(fā)射信號中高、低電平的時間寬度記憶至存儲區(qū)的指定地址。當(dāng)要發(fā)射紅外信號時，從存儲區(qū)中還原出相應(yīng)的紅外遙控編碼，并調(diào)制到38kHz的載波信號上，最后，通過74LS07驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)射紅外信號，達(dá)到學(xué)習(xí)和發(fā)射的目的，從而實(shí)現(xiàn)一

16、個遙控器控制多種遙控設(shè)備的功能。3.3 詳細(xì)流程圖在程序中主程序完成初始化、按鍵掃描和調(diào)用信號發(fā)射程序的功能，學(xué)習(xí)功能通過中斷0來完成。程序的具體流程圖如圖3-2所示。Y結(jié)束？中斷開始開學(xué)習(xí)指示燈等待鍵釋放讀遙控碼存學(xué)習(xí)標(biāo)志，關(guān)指示燈結(jié)束NY開始初始化掃描按鍵？信號發(fā)射N(a)主程序流程圖 （b）中斷程序流程圖圖3-2 基于STC89C52學(xué)習(xí)型紅外線遙控器程序流程圖4 代碼編寫4.1 STC89C52單片機(jī)與各模塊電路的連接端口分配P1.6和P1.7分別接學(xué)習(xí)燈指示燈和發(fā)射指示燈sbit studylamp=P27;/學(xué)習(xí)指示燈sbit lamp=P26;/發(fā)射指示燈sbit studyke

17、y=P32;/學(xué)習(xí)鍵（中斷口）sbit remotein=P11;/遙控信號輸入口sbit remoteout=P12;/遙控信號輸出口sbit txkey=P10;/發(fā)射鍵4.2 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)的是對單片機(jī)以與整個電路的初始化 uint i,j,n;/定義各個變量uint idata FH55; /存脈沖寬度高電平數(shù)據(jù)用 uint idata FL55; /存脈沖寬度低電平數(shù)據(jù)用 uint head,head2;/存起始位用clearmen()/初始化函數(shù)studylamp=1;/關(guān)學(xué)習(xí)指示燈lamp=1;/關(guān)發(fā)射指示燈remoteout=1;/關(guān)遙控輸出remotein=1;h

18、ead=0; /起始位1 清0head2=0; /起始位2 清0for(i=0;i55;i+)/清存 FHi=0 x0000;FLi=0 x0000;IE=0 x00;/中斷允許控制寄存器置0IP=0 x01;/定義中斷優(yōu)先級TMOD=0 x21;/8位自動重裝模式和定時器0為16位模式TCON=0 x00;/定時器溢出位清零TH1=0 xf3;/40khz初值TL1=0 xf3;IT0=1;/脈沖觸發(fā)方式，負(fù)跳變有效EX0=1;/外中斷允許EA=1;/開總中斷定義延時1ms子程序delay1ms(uint t)/1ms延時子程序for(i=0;it;i+)for(j=0;j120;j+);4

19、.3 按鍵電路設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)通過掃描按鍵來判斷實(shí)現(xiàn)的功能，并通過按鍵進(jìn)入中斷程序void keywork()/鍵功能鍵if(txkey=0) delay1ms(100);if(txkey=0)remoteout=1; /關(guān)閉紅外輸出口 TH0=head/256;TL0=head%256;ET1=1;TR1=1;/ 產(chǎn)生脈沖TR0=1;while(TF0=0);TR0=0;TF0=0;ET1=0;TR1=0;/ 不產(chǎn)生脈沖remoteout=1; /關(guān)閉紅外輸出口 TH0=head2/256;TL0=head2%256;TR0=1;while(TF0=0);TR0=0;TF0=0;n=0;while

20、(1)TH0=FLn/256;TL0=FLn%256;ET1=1;TR1=1;/ 產(chǎn)生脈沖lamp=lamp;TR0=1;while(TF0=0);TR0=0;TF0=0;ET1=0;TR1=0;/ 不產(chǎn)生脈沖remoteout=1; /關(guān)閉紅外輸出口TH0=FHn/256;TL0=FHn%256;lamp=lamp;TR0=1;while(TF0=0);TR0=0;TF0=0;if(FHn=0)lamp=0;break;n+;4.4 中斷程序的實(shí)現(xiàn)4.4.1定時器中斷T1的服務(wù)程序定時器中斷T1的服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)控制紅外發(fā)射燈是否發(fā)射。當(dāng)remoteout為低電平時，紅外發(fā)射處于工作狀態(tài)，會發(fā)

21、出紅外信號；當(dāng)送入的為高電平時，紅外發(fā)射不工作。void time_intt1(void) interrupt 3/定時器中斷T1remoteout=remoteout;4.4.2 外中斷0的服務(wù)程序外中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)的是接收遙控器發(fā)射的紅外信號，判斷其高低電平，并存入單片機(jī)指定的位置，以供當(dāng)系統(tǒng)處于學(xué)習(xí)狀態(tài)時，該紅外遙控器進(jìn)行學(xué)習(xí)，并控制家電的使用。void intt0(void) interrupt 0/外中斷0 接收遙控器發(fā)射的紅外信號，判斷其高低電平，并存入單片機(jī)指定的位置ET1=0;/關(guān)定時器1中斷 TR1=0;/關(guān)定時器1 EX0=0;/關(guān)外部中斷0EA=0; /關(guān)總中斷 n=0;

22、head=0; /起始位1 清0head2=0; /起始位2 清0for(i=0;i0 x0E) goto end; TR0=0;FHn=TH0*256+TL0;/數(shù)據(jù)位高電平脈寬寬度測量 n+;/FH和FL共用一個 n end:FHn=0 x0000;studylamp=1; /學(xué)習(xí)指示燈滅 lamp=0; /發(fā)射指示燈亮 TR0=0;TF0=0;TH0=0 x00;TL0=0 x00;EX0=1;EA=1;4.5 主函數(shù)的實(shí)現(xiàn)主函數(shù)只需調(diào)用初始化函數(shù)實(shí)現(xiàn)電路復(fù)位，調(diào)用按鍵函數(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)、控制功能。main()clearmen();while(1)keywork();/按鍵掃描5 程序調(diào)試各個

23、函數(shù)實(shí)現(xiàn)后，對該函數(shù)整體實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行調(diào)試了，調(diào)試過程中出現(xiàn)了一些低級錯誤，如變量的書寫錯誤，定義的錯誤等等，但整體的模塊規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)跟設(shè)想的還是一樣比較完整、正確的，故軟件的實(shí)現(xiàn)還是比較順利的。6 運(yùn)行與測試本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的是一個多功能紅外線遙控器，控制電路板的安裝與調(diào)試在整個系統(tǒng)研制中占有重要位置，它是把理論付諸實(shí)踐的過程，也是把紙面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變成實(shí)際產(chǎn)品的必經(jīng)階段。在調(diào)試過程中藥注意以下幾個特點(diǎn)。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。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(shè)法隔離連接線分布電容的電影，例如用示波器測量時應(yīng)

24、該使用使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測處的等效阻抗。測量儀器的帶寬必須大于被測量電路的帶寬。正確選擇測量點(diǎn)和測量。認(rèn)真觀察記錄實(shí)驗(yàn)過程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。出現(xiàn)故障時要認(rèn)真查找原因。在程序調(diào)試成功之后，我將該程序燒入STC89C52芯片中，并對整個系統(tǒng)進(jìn)行了測試。剛開始時，當(dāng)按下學(xué)習(xí)鍵時，其學(xué)習(xí)指示燈不亮，于是，我用萬能表對焊接的狀態(tài)指示電路進(jìn)行了測試，最后發(fā)現(xiàn)是與單片機(jī)的P1.6端口接入處沒有焊實(shí)。但經(jīng)焊實(shí)后，發(fā)現(xiàn)跟我要系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能還是不完全，于是我又對程序進(jìn)行了修改，經(jīng)多次燒寫、運(yùn)行、調(diào)試，終于實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)型紅外線遙控功能。

25、遙控器在使用時按下學(xué)習(xí)鍵，待學(xué)習(xí)指示燈亮后，用原遙控器對著紅外接收頭按下某一功能鍵，當(dāng)學(xué)習(xí)指示燈滅時，就可按發(fā)射鍵進(jìn)行遙控操作了。本設(shè)計(jì)還有較多的擴(kuò)展空間，若在系統(tǒng)中擴(kuò)展一個存儲器，再加入相應(yīng)的按鍵就可以制作成一個學(xué)習(xí)型的萬能遙控器?？?結(jié)本次單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用工程實(shí)習(xí)報(bào)告前后歷時兩周。此次工程實(shí)習(xí)的前一周，我們對整個系統(tǒng)的進(jìn)行了深入的了解，并對其進(jìn)行了整體規(guī)劃，分別劃分為STC89C52控制器模塊、紅外接收電路模塊、紅外發(fā)射電路模塊、狀態(tài)指示電路模塊、復(fù)位電路模塊、電源電路模塊。當(dāng)我把該系統(tǒng)的模塊確定以后，就初步畫出該系統(tǒng)的硬件電路原理圖，經(jīng)過確定以后，就開始了硬件電路的焊接。經(jīng)過對焊接的電路運(yùn)行和測試成功后，就對軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡單的設(shè)計(jì)。實(shí)習(xí)的第二周主要是將程序燒寫入硬件電路中，并對其進(jìn)行運(yùn)行與調(diào)試。在學(xué)習(xí)這門課程時,感到單片機(jī)的概念抽象,對其中的引腳的分配、寄存器的功能等基本理論也不能很好地理解與掌握。通過本次工程實(shí)習(xí)，我對學(xué)到的單片機(jī)知識有了更深一步的深入，而且，本次實(shí)習(xí)讓我對于實(shí)踐也有了基本認(rèn)識