1、單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計評語：考勤（10）守紀(jì)（10）過程（40）設(shè)計報告（30）答辯（10）總成績（100）專 業(yè)： 自動化班級：自動化1202姓 名：學(xué)號：201209111指導(dǎo)教師：于曉英蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院2014年12月31日單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告基于單片機的紅外遙控器1方案設(shè)計1.1題目基于單片機的紅外遙控器。1.2設(shè)計目的通過本次設(shè)計對所學(xué)的單片機知識有更深入的了解；特別是單片機的紅外發(fā)送，紅外接收，中斷，定時，計數(shù)，頻率，矩陣鍵盤以及紅外遙控NEC協(xié)議的理解和掌握。同時也能熟練掌握 keil軟件和protues仿真軟件，主要目的是讓我們 把所學(xué)的基礎(chǔ)知識運用到

2、實際當(dāng)中去。1.3方案本設(shè)計主要應(yīng)用了 AT89C51單片機作為核心，綜合應(yīng)用了單片機中斷系統(tǒng)、 定時器、計數(shù)器等知識，應(yīng)用紅外線的優(yōu)點。遙控操作的不同，遙控發(fā)射器通過 對紅外線發(fā)射頻率的控制來區(qū)別不同的操作。遙控接收器通過對紅外光接收頻率 的識別，判斷出控制操作，來完成整個紅外遙控發(fā)射、接收過程。發(fā)射模塊：單片機不工作時一直處于低功耗狀態(tài)，采用了空閑節(jié)電工作方式。 當(dāng)遙控器的某一按鍵被按下以后，外部中斷1產(chǎn)生中斷，喚醒單片機進入工作狀 態(tài)，查詢鍵盤按下的是哪一個按鍵，當(dāng)確認(rèn)按鍵后，控制軟件啟動定時器TO、T1，T1作為發(fā)射時間控制器，T0作為紅外線發(fā)射頻率控制器，T0定時溢出時 中斷程序使紅

3、外管接口電平反轉(zhuǎn)一次， 寫入定時器的初值不同，在輸出端口就得 到不同的發(fā)射頻率。T1定時溢出時中斷程序關(guān)閉T0定時器，停止紅外線發(fā)射。 其設(shè)計原理框圖如圖1所示。接收模塊；利用單片機中的T0作為紅外脈沖計數(shù)器，T1作為計數(shù)時間控制器。當(dāng)電路中紅外接收管接收到第一個紅外脈沖時，外部中斷1被觸發(fā)，啟動計數(shù)器T0和定時器T1。定時溢出，中斷程序關(guān)閉計數(shù)器 T0，讀入計數(shù)值并進行 判斷，確定操作對象（遙控按鍵）對其進行反轉(zhuǎn)操作，控制電路對所控制的負(fù)載 進行開或關(guān)。其設(shè)計原理框圖如圖 2所示。1.4模塊圖紅外發(fā)射部分對應(yīng)模塊圖如圖1所示，紅外接收部對應(yīng)模塊圖如圖 2所示， 其功能為方案所述。5V電源AT

4、89C51單片機紅外發(fā)射電路矩陣鍵盤2硬件設(shè)計2.1單片機最小系統(tǒng)51單片機的最小系統(tǒng)是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)，對單片機來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機、晶振電路、復(fù)位電路圖3單片機的最小系統(tǒng)2.2矩陣鍵盤電路圖3為矩陣鍵盤電路。矩陣鍵盤的行線分別與單片機的p1.7, p1.6, p1.5p1.4相連接，列線分別與單片機的的p1.3,p1.2,p1.1, p1.0相連接。行列線的低為分別為p1.7, p1.3。掃描鍵盤時通過先掃行再掃列確定按鍵的位置。4151 6117(LP1 .i| .I1 11 |00I110011001*1ooP1011 11 11 r1 .*oo1

5、1OO1(1OO11*O0TP1111 11 1_1 1L .100_I11_00_1彳100_111oo2P1211 11 11 I1 .O0IO0OOO0yP13圖3矩陣鍵盤電路2.3紅外發(fā)射電路圖4為紅外發(fā)射電路，當(dāng)原始信號為低電平的時候，38KHZ載波輸出，當(dāng)信號為低電平的時候不發(fā)送載波。用 38KHZ的載波去裝載原始信號。2.4紅外接收電路圖5為紅外接收電路，紅外接收完成對紅外信號的接收、放大、檢波、整形, 并解調(diào)出遙控編碼脈沖，為了減少干擾，采用的是一體化紅外接收頭，它接收的 紅外信號頻率為38KHZ。2.5仿真發(fā)射接收電路圖6位為仿真發(fā)射接收電路，由于 proteus仿真無線傳輸

6、，故利用中斷在單 片機產(chǎn)生頻率為38KHZ的載波信號，把發(fā)射部分和接收部分用紅外接收發(fā)射管 連接，再在單片機內(nèi)部進行解調(diào)。紅外接收發(fā)射管圖6仿真發(fā)射接收電路162.6接收狀態(tài)反映電路圖7所示為輸出狀態(tài)反映電路，當(dāng)按下矩陣開關(guān)的四個不同按鍵，繼電器分 別響應(yīng)開關(guān)狀態(tài)。L25V* 戸13哲11kRL2OMIH-SH-105D2.7整體仿真電路圖8所示為整體仿真電路，紅外遙控就是把紅外線作為載體的遙控方式。由于紅外線的波長遠(yuǎn)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(shè)備。常用的紅外遙控系統(tǒng)一 般分發(fā)射和接收兩個部分。當(dāng)按下遙控器按鈕就會產(chǎn)生具有不

7、同的編碼數(shù)字脈 沖，這種代碼指令信號調(diào)制在 38kHz的截波上，激勵紅外光二級管產(chǎn)生具有脈 沖串的紅外波，通過空間的傳送到受控機內(nèi)的遙控接收器。在接收過程中，紅外波信號通過光電二級管轉(zhuǎn)換為 38kHz的電信號，此信號經(jīng)過放大、檢波、整形、 解調(diào)、送到解碼與接口電路，從而完成相應(yīng)的遙控功能。但由于proteus仿真軟件無法進行無線仿真，故利用中斷在單片機產(chǎn)生頻率為38KHZ的載波信號，裝Q1PNPR6LED-REDP110R7OMIH-SH-105D19U1RL1Q2PNP19OMIH-SH-105DRL3P136 R13R12LED-REDQ4PNPL45VRL4OMIH-SH-105DXTA

8、L1PO.0/AD0XTAL2P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3RSTP0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7PSENP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P1.0P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP1.1P1.2P3.1/TXDP3.2/INTLP1.3P1 4P3.3/INI1P3 4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WP1.7P3.7/RD-189P14 514AT89C51293L16-17-P10 1 P11 2-P12 3P13 41D1LED-RED,X

9、TAL1XTAL2P0.O/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12TAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/IWT0-P1.3P3.3/lNTP1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WP1.7P3.7/RD-18931-P1101213162914 rP1356AT89C51載原始信號，再在接收部分進行解調(diào)。控制繼電器的開關(guān)

10、。圖8整體仿真電路3軟件設(shè)計3.1流程圖流程圖有兩部分組成，分別為發(fā)射部分和接收部分。開始發(fā)送9ms的起始碼載波有效發(fā)送4.5ms的結(jié)果碼載波無效發(fā)送16位地址的前8位發(fā)送16位地址的后8位開始發(fā)送8位數(shù)據(jù)碼Y校驗反碼是否正確發(fā)送8位數(shù)據(jù)碼的反碼賦鍵值導(dǎo)通相應(yīng)的開關(guān)結(jié)束結(jié)束圖9發(fā)送部分（左）接收部分（右）流程圖3.2源程序源程序見附錄4系統(tǒng)仿真4.1仿真截圖圖9所示為整體仿真結(jié)果，按下矩陣鍵盤的按鍵，相應(yīng)的會有繼電器的閉合,LED燈的亮滅L45V圖10整體仿真電路RL4OMIH-SH-105D參考文獻1 王思明，張金敏，張鑫等單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計北京:科學(xué)出版社,2012.2 張金敏，董海

11、棠，高博等，單片機原理應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計成都:西南交通大學(xué)出版社,2010.3 譚浩強.C程序設(shè)計（第四版）.北京.清華大學(xué)出版社,2010.原理圖附錄圖1發(fā)射過程原理圖源程序/ *紅外發(fā)射源程序*#in elude #defi ne uint un sig ned int#define uchar unsigned char#define K P1sbit HL=P3h4;sbit LED=P3h3;static bit OP;static uint count;static uint endcount;宏定義鍵盤使用管腳定義/紅外管腳接口/紅外發(fā)射管的亮滅控制/延時計數(shù)器/終止延時計數(shù)器stat

12、ic uchar flag;/紅外發(fā)送標(biāo)志char iraddrl;16位地址第一字節(jié)char iraddr2;16位地址第二字節(jié)char Key_=0x10;發(fā)送數(shù)據(jù)uchar Data=0x00;鍵盤參數(shù)void Se ndlRdata(char p_irdata); / 函數(shù)聲明紅外發(fā)送 uchar Key();/ 鍵盤掃描/ *主函數(shù)*void mai n()flag=0;OP=0;HL=0;EA=1;TMOD=0x11;ET0=1;TH0=0xff;TL0=0xe6;TR0=1;iraddr 1=3; iraddr2=252;while(1) Key_=Key();if(Key_!=

13、0x10)coun t=0;初始化總中斷開/設(shè)置定時器0和1為16位模式/定時器0中斷允許設(shè)定定時大小38K等加于26us中斷一次 /開始計數(shù)/寫16位地址循環(huán)發(fā)射/檢測按鍵是否有按鍵按下 SendlRdata(Key_); 發(fā)送Data=Key_;/讀取參數(shù)顯示while(Key_!=0x10)等待松開 Key_=Key();LED=1;/ *定時器0中斷處理函數(shù)*void timeint(void) interrupt 1 TH0=0xff;設(shè)定定時器初值中斷計數(shù)累加TL0=0xe6;coun t+;if(flag=1) OP=OP; else OP=0; HL=OP;/ *發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)*

14、/發(fā)送的延時時間參數(shù)即(endcount都是在12MHZ的值 void Sen dlRdata(char p_irdata) int i;char irdata=p_irdata;/發(fā)送9ms的起始碼en dcou nt=223;flag=1;coun t=0; while(co un te ndcoun t);/發(fā)送4.5ms的結(jié)果碼en dco un t=117;flag=0;coun t=0;dowhile(cou nte ndco un t);/發(fā)送16位地址的前八位irdata=iraddr1;for(i=0;i8;i+)/先發(fā)送0.56ms的38K紅外波(即編碼中的0.56ms的低

15、電平)en dco un t=10;flag=1;coun t=0;dowhile(cou nte ndco un t);/停止發(fā)送紅外信號(即編碼中的高電平)if(irdata-(irdata/2)*2)判斷二進制的個位是1還是0 en dcou nt=41;/1else en dcou nt=15; /0flag=0;coun t=0;dowhile(cou nt1;/發(fā)送16位地址的后八位irdata=iraddr2;for(i=0;i8;i+) /先發(fā)送0.56ms的38K紅外波(即編碼中的0.56ms的低電平) en dco un t=10;flag=1;coun t=0;dowhi

16、le(co un te ndco un t);停止發(fā)送紅外信號(即編碼中的高電平)if(irdata-(irdata/2)*2)/判斷二進制的個位是1還是0 en dcou nt=41; /1else en dcou nt=15; /0flag=0;coun t=0;dowhile(cou nt1;/發(fā)送8位數(shù)據(jù)irdata=p_irdata;for(i=0;i8;i+) /先發(fā)送0.56ms的38K紅外波(即編碼中的0.56ms的低電平)en dco un t=10;flag=1;coun t=0;dowhile(co un te ndco un t);停止發(fā)送紅外信號(即編碼中的高電平)i

17、f(irdata-(irdata/2)*2)判斷二進制的個位是1還是0 en dcou nt=41; /1else en dcou nt=15; /0flag=0;coun t=0;dowhile(co un t1;/發(fā)送8位數(shù)據(jù)反碼irdata=p_irdata;for(i=0;i8;i+) /先發(fā)送0.56ms的38K紅外波(即編碼中的0.56ms的低電平)en dco un t=10;flag=1;coun t=0;dowhile(co un te ndco un t);停止發(fā)送紅外信號(即編碼中的高電平)1還是0if(irdata-(irdata/2)*2)/ 判斷二進制的個位是 en

18、 dcou nt=41; /1else en dcou nt=15; /0flag=0;coun t=0;dowhile(co un t1;/結(jié)束信息en dco un t=10;flag=1;coun t=0;dowhile(cou nte ndco un t); flag=0;/ * 鍵盤掃描函數(shù)*uchar Key()掃描鍵盤K=0x7f;if(K=0x77) LED=0;return 0x01;else if(K=0x7b) LED=0;return 0x02;else if(K=0x7d) LED=0;return 0x03;else if(K=0x7e) LED=0;return

19、0x0A;/無鍵盤按下else return 0x10; / *紅外接收源程序*#in elude /宏定義#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned int/時間計算/此處為晶振為11.0592時的取值/如用其它頻率的晶振時，/要改變相應(yīng)的取值。#defi ne Imax 14000#defi ne Imin 8000#defi ne In um1 1450#defi ne In um2 700#defi ne Inum3 3000解碼變量un sig ned char Im4=0x00,0x00,0x00,0x00;/全局變量 uchar Data=0x00;uchar f;4個輸出un sig ned long m,Tc; un