紅外遙控顯示系統(tǒng)設(shè)計實訓(xùn)指

通信工程應(yīng)用設(shè)計-紅外遙控顯示系統(tǒng)設(shè)計培訓(xùn)指南一、設(shè)計目標(biāo)完成紅外控制現(xiàn)實系統(tǒng)的設(shè)計，即完成紅外遙控信號接收處理和單片機核心微處理器控制點陣LED顯示屏兩個功能電路的設(shè)計；學(xué)習(xí)使用Protel系列軟件完成紅外遙控顯示系統(tǒng)的電路原理圖和PCB布局圖；掌握一般焊接工藝，完成紅外遙控顯示系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)搭建，硬件部分的調(diào)整；掌握基于C語言編程的單片機控制技術(shù)，完成控制程序設(shè)計（信號接收、信息處理及點陣LED顯示控制程序），實現(xiàn)紅外遙控顯示系統(tǒng)功能；軟硬件聯(lián)合調(diào)試，完成系統(tǒng)的最終功能。二、設(shè)計任務(wù)完成基于單片機的紅外遙控顯示系統(tǒng)設(shè)計，利用紅外接收裝置接收遙控器發(fā)出的控制信號，用單片機對接收到的控制信號進行處理，控制8X8圓點矩陣LED輸出顯示通過應(yīng)用程序與單片機I/O連接的遙控器控制信號對應(yīng)的內(nèi)容。完成的具體要求：1）電路原理圖繪制；2）PCB布局圖；3）硬件電路焊接調(diào)試；4）系統(tǒng)應(yīng)用程序的編程、編譯和調(diào)試；5）軟硬件聯(lián)合調(diào)試，實現(xiàn)完整的系統(tǒng)設(shè)計要求；6）寫培訓(xùn)報告。三、設(shè)計要求信號接收部分采用紅外接收器HS0038來實現(xiàn)。HS0038采用黑色環(huán)氧樹脂封裝，不受太陽光、熒光燈等光源的干擾。具有磁屏蔽、低功耗、高靈敏度等特點。在使用小功率發(fā)射管發(fā)射信號的情況下，其接收距離可達35m，可與TTL相媲美。，CMOS電路兼容。HS0038為立式側(cè)受光型。接收紅外信號的頻率為38kHz，周期約為2μs。同時對信號進行放大、檢測、整形，得到TTL電平的編碼信號。HS0038的三個引腳分別是地、+5V電源、解調(diào)信號輸出端。具體設(shè)備示意圖如圖1所示，設(shè)備手冊見參考資料。1HS0038器件圖紅外一體化接收機的測試可以使用圖1所示的電路進行。在HS0038的電源端和信號輸出端之間連接一個二極管和一個發(fā)光二極管后再，配上指定工作電源（+5V），當(dāng)您按住遙控器并按接收頭上的任意鍵時，LED會閃爍，表示紅外接收器和遙控器都正常工作。如果LED不閃爍，則說明紅外接收器和遙控器至少有一個損壞。只要遙控器工作正常，就很容易判斷紅外接收器的好壞。2.微控制器最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)的響應(yīng)配置是保證微處理器最多的單片機能夠正常工作，包括電源與地的連接、晶振的連接、以及復(fù)位控制的電路連接。和信息。3.點陣LED電路顯示控制部分點陣LED的顯示控制部分是利用單片機的I/O管腳輸出適當(dāng)?shù)母叩碗娖絹砜刂?X8點陣LED的具體行列電平，從而實現(xiàn)對具體的控制8X8點陣LED的顯示形式。為了減少管腳和便于封裝，各種點陣LED顯示模組采用陣列排列，即在行列線交叉處連接一個真正的LED（發(fā)光二極管）。點陣LED顯示模組的顯示驅(qū)動只能采用動態(tài)驅(qū)動方式，一次最多只能點亮一排LED（共陽極型點陣LED顯示模組，即正極各行列線交叉處的發(fā)光二極管一起接高電平。每列的行和列線的交叉點接地在一起）。8X8點陣LED顯示模組的結(jié)構(gòu)原理及引腳圖如圖2所示。圖28X8點陣LED顯示模組結(jié)構(gòu)原理及引腳圖點陣LED顯示控制部分的電路連接方式可分為三種。第一種方法是將點陣LED顯示模塊的所有引腳連接到單片機的I/O，通過同時分配兩個I/O分配來控制顯示編程，以控制發(fā)光對應(yīng)位置的二極管。第二種方法是將點陣LED顯示模塊連接成共陰極形式，即點陣LED顯示模塊的所有列都接地，所有行都連接到單片機的I/O?？刂骑@示編程時，僅分配相應(yīng)行的I/O控制。對應(yīng)位置的發(fā)光二極管亮、滅。第三種方法是將點陣LED顯示模塊連接成共陽極形式，即點陣LED顯示模塊的所有行都接高電平，所有列都接單機的I/O-芯片微型計算機。控制顯示編程時，只連接相應(yīng)列的I/O。O的分配控制相應(yīng)位置的LED的開/關(guān)。四、使用軟件ProtelDXP——電路原理圖和PCB布局繪圖軟件；KeiLC(uvsion2)-基于MCU的C語言編譯環(huán)境。五、設(shè)計系統(tǒng)框圖圖3系統(tǒng)框圖如圖3所示，單片機作為系統(tǒng)的核心控制單元，承擔(dān)了從紅外接收器接收輸入信號，對輸入信號進行處理，并產(chǎn)生相應(yīng)的點陣控制信號的全部工作。LED顯示模塊。串口可作為調(diào)試接口，供開發(fā)人員將控制程序從上位機（PC）下載到單片機，對整個系統(tǒng)的軟件進行調(diào)試。電源模塊用于為核心微處理器（MCU）、點陣LED等外圍電路供電。設(shè)備選擇單片機芯片選用STC公司的51單片機STC89C51，其引腳圖如圖4所示。圖4STC89C51管腳圖紅外接收器采用HS0038，基本電路參考文件；選擇串口作為下載調(diào)試接口。串口與單片機的連接需要電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的協(xié)助。具體電路請參考單片機的說明文檔。電路設(shè)計紅外遙控顯示系統(tǒng)的主要功能包括通過核心微處理器（MCU）讀取連接到單片機I/O的HS0038紅外接收器的輸入信號，并相應(yīng)驅(qū)動和顯示連接到I/O的LED的微控制器。.主要功能電路模塊包括：1）微控制器最小系統(tǒng)單片機選用89CSTC公司的51單片機STC51，該芯片與MCS51兼容，具有4KB的Flash存儲器，控制程序即寫入該存儲器。單片機的最小系統(tǒng)對應(yīng)單片機可以工作的基本配置，其具體連接如圖5所示。圖5STC89C51最小系統(tǒng)電路圖圖5是驅(qū)動51系列MCU正常工作的基本電路配置，主要包括電源、地、晶振的電路連接。同學(xué)們可以參考這張圖來確定電路中各個電阻電容的大小，用其他MCU參考書來匹配晶振。的頻率。對于單片機的復(fù)位引腳，可以參考圖6所示的電路設(shè)計。圖6所示的電路可以通過斷開或連接按鈕來實現(xiàn)單片機的復(fù)位。6STC89C51復(fù)位引腳（RST）電路設(shè)計注：51系列單片機有4組I/O口（P0、P1、P2、P3），每組有8個獨立的I/O口（P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0~P2.7,P3.0~P3.7,)，其中P1口、P2口和P3口三組I/O接口可直接與需要應(yīng)用I的外圍電路連接單片機的/O或設(shè)備相連，但是當(dāng)要使用P0口時，需要在每個獨立的I/O上加一個上拉電阻。2）點陣LED顯示電路點陣LED顯示電路比較簡單。學(xué)生只需為設(shè)計中使用的每個LED合理分配I/O即可。具體連接方式請參考上面對點陣LED顯示屏模組的介紹。選擇I/O設(shè)計連接在電路中，注意上面提到的關(guān)于P0端口的注意事項。在這部分電路設(shè)計過程中，同學(xué)們要注意兩個問題。一、注意點陣LED顯示屏模組各點的正負極。其次，要注意與LED相連的各支路是否需要加限流電阻，以保護LED不被燒壞。電源模塊系統(tǒng)需要直流5V電源為核心微處理器（MCU）和LED供電。電源模塊的參考電路圖如圖7所示。圖7電源電路在設(shè)計這部分電路的時候，要注意在電源模塊上增加LED來指示系統(tǒng)是否正