1、. . . . 畢業 設 計（論 文）題 目：基于單片機的紅外遙控智能小車 西 安 郵 電 學 院畢業設計(論文)任務書學生指導教師職稱工程師學院電子工程學院系部光電子技術 專業光電信息工程題目基于單片機的紅外遙控智能小車任務與要求任務：以51單片機為控制核心，實現具有自動避障、加速、減速等功能的紅外遙控智能小車。要求：1 搜集資料，熟悉單片機開發流程；熟悉紅外傳感器等相關器件；掌握單片機接口和外圍電路應用；具備一定的單片機開發經驗。2 學會電路設計、仿真等相關軟件的使用； 3 具備一定的硬件調試技能。4 學會查閱資料；5 學會撰寫科技論文。開始日期2010年3月22日完成日期2010年6月2

2、7日主管院長(簽字)年月日西 安 郵 電 學 院畢 業 設 計 (論文) 工 作 計 劃學生美英指導教師利平職稱工程師學院電子工程學院系部光電子技術 專業光電信息工程題目基于單片機的紅外遙控智能小車工作進程起 止 時 間工 作 容2010.03.222010.04.11明確紅外遙控智能小車設計與制作的任務、要求，了解、搜集相關資料，明確工作思路、確定解決方案，撰寫開題報告。2010.04.122010.05.09設計、實驗階段：器材準備，完成智能小車在電腦上的實驗仿真設計任務。2010.05.102010.06.13完成智能小車的設計制作、安裝調試任務，實現智能小車的基本功能要求。2010.0

3、6.142010.06.27論文撰寫與完善，準備答辯。主要參考書目（資料）1、何立民，單片機應用系統設計,：航天航空大學；2、廣弟，單片機基礎,：航空航天大學,2001；3、何立民，MCS-51系列單片機應用系統設計系統配置與接口技術，航空航天大學，1990.01；4、負圖，傳感器集成電路手冊,第一版,化學工業,2004；5、Atmel.AT89S51數據手冊.21ic.主要儀器設備與材料1普通計算機一臺，單片機開發環境；2電路安裝與調試用相關儀器和工具。（如示波器、萬用表、電烙鐵、鑷子、鉗子等）。論文（設計）過程中教師的指導安排每周四進行交流與總結；其余時間靈活安排，與時解決學生問題。對計劃

4、的說明依學生實際情況，適當調整工作進度。郵電學院畢業設計(論文)開題報告 電子工程學院光電子技術 系（部）光電信息工程專業2006 級光電0601班課題名稱：基于單片機的紅外遙控智能小車學生： 美英 學號：05064028指導教師：利平 報告日期：2010年3月25日 1本課題所涉與的問題與應用現狀綜述隨著嵌入式技術的高速發展，單片機，ARM，DSP以與FPGA廣泛應用于智能控制等嵌入式領域，單片機以其成本低，易開發，后備人才充足等優點占據著大量的市場，單片機具有位處理能力，強調控制和事務處理功能。本次所要設計的紅外遙控智能小車，采用AT89S52單片機作為小車的檢測和控制核心，通過對芯片一系

5、列接口和外圍電路的控制，以實現小車自動避障、紅外遙控、溫度測量和顯示等功能。同時遙控器采用普通遙控器，不需要重新制作紅外遙控器，用HS0038接收紅外信號后由單片機解碼，不需要專門的解碼芯片。本設計結構簡單，較容易實現，具有高度的智能化和自動化。2本課題需要重點研究的關鍵問題、解決的思路與實現預期目標的可行性分析關鍵問題：步進電機與單片機連接與驅動，電機的轉速與方向的控制，溫度的檢測與顯示，實現小車自動避障與遙控控制。解決思路：采用由達林頓管組成的H型PWM電路，用單片機控制達林頓管使之工作在占空比可調的開關狀態，精確調整電動機轉速。后置式指示燈指示小車轉動方向。自動避障采用紅外發射二極管發出

6、38KHz的信號,紅外接收IC（HS0038）若收到38KHz的信號即為檢測到障礙物,輸出低電平,給單片機處理，改變小車行進方向。紅外遙控采用普通電視遙控器發送38KHz左右的脈沖信號，用HS0038接收。當按下鍵后，HS0038將會收到一系統列的數字信號，由單片機進行解碼。溫度測量采用DS18B20，單片機每隔一段時間(可編程)對溫度進行采集一次，并對采集數據經行處理，用1602液晶顯示。可行性分析：本系統首先可以在PC機上進行仿真，以此來設計并完善系統的原理圖；當仿真結果滿意后可以購買器材。實現具體功能可以在PC機上編寫程序，連接單片機，將程序燒入單片機即可，編程應用C語言即可實現。因此，

7、無論從仿真，硬件到軟件都可實現，且成本不高，所以本課題具有可行性。3完成本課題的工作方案本次設計所要實現的功能是自動避障、紅外遙控、溫度測量和顯示等功能，所以在進行設計時采用模塊化設計思想，對整個設計分為幾個小模塊，逐個進行設計并用硬件仿真軟件Proteus進行仿真，最后將各個模塊綜合實現小車的全部功能，這樣可以避免一些不必要的麻煩，排除某些因素的干擾。具體工作安排如下：2010.03.222010.04.11 明確紅外遙控智能小車設計與制作的任務、要求，了解、搜集相關資料，明確工作思路、確定解決方案，撰寫開題報告。2010.04.122010.05.09 設計、實驗階段：器材準備，完成智能小

8、車在電腦上的實驗仿真設計任務。2010.05.102010.06.01 完成智能小車的設計制作、安裝調試任務，實現智能小車的基本功能要求。2010.06.142010.06.27 論文撰寫與完善，準備答辯。 4指導教師審閱意見該生對設計題目“基于單片機的紅外遙控智能小車”的要求明確，前期調研充分，理解到位，擬定的設計思路清晰，方案易于操作，切實可行，同意開題。指導教師(簽字)：年月日說明：本報告必須由承擔畢業論文(設計)課題任務的學生在畢業論文(設計) 正式開始的第1周周五之前獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。郵電學院畢業設計 (論文)成績評定表學生美英性別女學號05064028專 業班級光電0

9、601課題名稱基于單片機的紅外遙控智能小車課題類型軟硬件難度難畢業設計（論文）時間2010年3月22日6月27日指導教師利平(職稱工程師)課題任務完成情況論文(千字)；設計、計算說明書(千字)；圖紙()；其它(含附件)：指導教師意見分項得分：開題調研論證分； 課題質量（論文容）分； 創新分；論文撰寫（規）分； 學習態度分； 外文翻譯 分指導教師審閱成績：指導教師(簽字)：年月日評閱教師意見分項得分：選題分； 開題調研論證分； 課題質量（論文容）分； 創新分；論文撰寫（規）分； 外文翻譯 分評閱成績：評閱教師(簽字)：年月日驗收小組意見分項得分：準備情況分； 畢業設計（論文）質量分； （操作）回

10、答問題分驗收成績：驗收教師(組長)(簽字)：年月日答辯小組意見分項得分：準備情況分； 述情況分； 回答問題分； 儀表分答辯成績： 答辯小組組長(簽字)：年月日成績計算方法(填寫本院系實用比例)指導教師成績20() 評閱成績30() 驗收成績20() 答辯成績30()學生實得成績(百分制)指導教師成績 評閱成績驗收成績答辯成績 總評答辯委員會意見畢業論文(設計)總評成績(等級)：院答辯委員會主任(簽字)：學院(簽章)年月日備注郵電學院畢業論文(設計)成績評定表(續表)目錄摘要IAbstractII第1章引言1第2章系統硬件設計與原理簡介22.1 單片機控制系統22.1.1 AT89S52各引腳描

11、述22.1.2 定時器/計數器242.1.3 單片機最小系統62.2 液晶顯示62.2.1 1602LCD接口引腳說明72.2.2 LCD的控制方法72.2.3 液晶與單片機連接電路102.3 溫度測量電路102.3.1 DS18B20產品的主要特點102.3.2 DS18B20的引腳介紹112.3.3 DS18B20的使用方法122.3.4 DS18B20控制電路132.4 紅外遙控142.4.1 紅外遙控器142.4.2 紅外接收頭152.5 直流電機驅動162.6 按鍵中斷電路182.7 避障電路18第3章系統軟件設計193.1 主程序193.2 液晶驅動子程序193.3 溫度檢測子程序

12、203.4 電機驅動子程序213.5 速度調整子程序223.6 紅外解碼子程序23第4章硬件安裝與調試總結25第5章結論26致27參考文獻28附錄1：源程序291 main.c292 1602c.h313 ds18b20.c334 TC9012.h365 speed.h38附錄2：401 電路原理圖402 PCB圖413 元件清單4245 / 58摘要主要介紹了一款具有紅外遙控、自動避障、溫度檢測等功能的智能小車的設計與制作，并詳細介紹了單片機、溫度傳感器、1602LCD的原理與應用。該小車以玩具小車為車體，以AT89S52單片機為整個系統的控制核心，控制由三極管組成的橋電路來驅動直流電機。使

13、小車運動，采用HS0038紅外一體接收頭接收遙控信號，由單片機解碼，實現對小車的遙控控制，紅外二極管與HS0038紅外接收頭組成小車的自動避障電路。為了實時觀察小車運行狀態，還配備了指示燈以顯示小車行進方向。另外，溫度檢測與顯示電路可實現溫度的實時監測。本系統采用模塊化設計，軟件用C語言編寫，采用了軟件的多任務結構，提高了CPU的利用率和系統的靈活性。本設計結構簡單，較容易實現，具有高度的智能化和自動化。關鍵詞：AT89S52 直流電機 紅外遙控 HS0038 解碼AbstractThis article introduces an infrared remote control with a

14、utomatic obstacle avoidance, the temperature detection function of the intelligent car design and production.The Principle and Application of microcontroller, temperature sensor and 1602LCDis the focus of the system. The car to toy car for the body to AT89S52 microcontroller core of the w- hole syst

15、em of control, control the composition of the bridge from the transis- tor to drive the DC Circuit. Make car movement, one infrared receiver with HS0038 first to receive remote control signals for the MCU decoding, achiev- ing control of the car's remote control, infrared diode and the compositi

16、on of car HS0038 infrared receiving circuit of automatic obstacle avoidance. In or- der to observe the car running real-time, is also equipped with lights to show the car moving direction. In addition, the temperature detection and display circuit can realize real-time monitoring of temperature.The

17、system is modular in design, software written using C language, using the software's multi-task structure, increase the CPU utilization and system flexibility. The design is simple, relatively easy to implement, with a high degree of intelligence and automation.Keywords:MCUDC motorInfrared Remot

18、e Control HS0038 Decode第1章 引言單片機以其強大的控制能力已經被廣泛應用于諸多領域，配以各種外部接口與傳感器可以實現系統的智能化與自動化。無論是在工業控制、醫療衛生，還是在國防軍事、航天航空領域，微控制器都起著舉足輕重的作用。從最初的8位控制器到現在的16位、32位控制器都還有很大的發展和應用空間。隨著經濟的不斷發展，人們的生活水平也在不斷的提高，車已經成為生活水平高低的一種象征。大人想要一輛真正的車，小孩子也想要一輛屬于自己的車。此次設計的遙控小車，具有遙控的功能，可以模擬真的小車，更是小朋友們心中理想的玩具。今天，電子行業也發展的非常快，電子產品的價格在不斷的下調，

19、所以這款遙控小車的電子元件的成本已經不是很高，集成芯片的工藝也不斷更新，功能也非常強大，所以設計這種遙控小車已經不是難事。智能遙控車的設計包含機械系統構建、控制系統硬件配置、傳感技術、控制算法的程序編寫等。通過對這些技術的研究討論，能更進一步了解現代智能技術。本次設計的這款智能遙控小車在普通玩具車小車的機械部分做了改進，使之可以實現左右轉向和前進速度控制，因此更加接近真實的車輛。“智能遙控車”運用單片機和紅外傳感器控制小車運動。遙控器采用普通電視遙控器，接收部分采用專用的紅外接收頭接收，能夠將接收到的信號解調去掉載波，輸出脈寬不等的脈沖，將信息送給單片機進行處理，送出控制信號來控制小車的前進、

20、后退、左右轉彎、加減速，H橋電路來控制電機的正反轉來實現小車的前進后退。另外該小車還具有檢測溫度并顯示的功能，可實現溫度的實時監測。第2章 系統硬件設計與原理簡介按照設計要求，系統可以分為以下幾個基本功能模塊：遙控接收模塊、液晶顯示模塊、電機驅動模塊、避障模塊、溫度檢測模塊等。系統結構框圖如圖2-1所示。AT89S52單片機紅外信號接收電機驅動障礙物檢測溫度檢測1602液晶模塊圖2-1 系統結構框圖有些模塊的功能是由硬件完成，有些模塊的功能由軟、硬件配合完成。下面將詳細介紹各模塊的基本原理與設計方法。2.1 單片機控制系統AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統

21、可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能：8k字節Flash，256字節RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數據指針，三個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片晶振與時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU停止工作

22、，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。8位微控制器8K字節在系統可編程Flash。2.1.1 AT89S52各引腳描述1 P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數據存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數據復用。在這種模式下，P0具有部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節；在程序校驗時，輸出指令字節。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 2 P1口：P1口是一個具有部上

23、拉電阻的8位雙向I/O口，P1口輸出緩沖器能驅動4個TTL 邏輯電平。對P1端口寫“1”時，部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入口使用時，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數器2的外部計數輸入（P1.0/T2）和時器/計數器2的觸發輸入(P1.1/T2EX)，具體如表1所示。 表1 AT89S52單片機P1口第二功能引腳號第二功能P1.0T2（定時器/計數器T2的外部計數輸入），時鐘輸出P1.1T2EX（定時器/計數器T2的捕捉/重載觸發信號和方向控制）P1.5MOSI（在系統編程用）P1.6MISO（在系統編程用

24、）P1.7SCK（在系統編程用）在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節。 3 P2口：P2口是一個具有部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數據存儲器（例如執行MOVX DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應用中，P2口使用很強的部上拉發送1。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數據存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的容。 在flash編程和校驗時，P2口也接收高

25、8位地址字節和一些控制信號。 4 P3口：P3口是一個具有部上拉電阻的8 位雙向I/O口，p2 輸出緩沖器能驅動4個TTL 邏輯電平。對P3端口寫“1”時，部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表2所示。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗的控制信號。5 RST復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。ALE/PROG當訪問外部程存儲器或數據存儲器時，AL

26、E（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。PSEN程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間當訪問外部數據存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電

27、平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時部會鎖存EA端狀態。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執行部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。表2 AT89S52 P3口特殊功能引腳號第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2INTO(外中斷0)P3.3INT1(外中斷1)P3.4TO(定時/計數器0)P3.5T1(定時/計數器1)P3.6WR(外部數據存儲器寫選通)P3.7RD(外部數據存儲器讀選通)2.1.2 定時器/計數器2定時器/計數器2是一個16位定

28、時器/計數器，是定時器或外部事件計數器。定時器2有三種操作方式：捕獲方式、自動重裝方式和波特速率發生器方式。工作方式由T2CON的控制位選擇。1 定時器/計數器2控制寄存器T2CONT2CON可位尋址，地址為0C8H。其各位定義如表3所示。 表3 T2CON位定義位  序D7D6D5D4D3D2D1D0位標志TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL2位地址CFCEHCDHCCHCBHCAHC9HC8H TF2：   定時器/計數器2溢出標志位。當定時器/計數器2溢出時，TF2置1，TF2置位后只能用軟件清除。當RCLK=

29、1或TCLK=1時，TF2將不被置位。EXF2：在捕捉/重裝模式下，T2的外部觸發標志。當EXEN2=1時，引腳T2EX/P1.1的負跳變，使EXF2=1，并產生T2中斷。EXF2只能用軟件清除。當DCEN=1時，T2處于向上/向下計數模式，EXF2部引起中斷。RCLK：接收時鐘允許。當RCLK=1時，T2的溢出脈沖可作為串行口方式1和方式3的接收時鐘；當RCLK=0時，T1的溢出脈沖將作為串行接收時鐘。TCLK：發送時鐘允許。當TCLK=1時，T2的溢出脈沖可作為串行口方式1和方式3的發送時鐘；當TCLK=0時，T1的溢出脈沖將作為串行發送時鐘。EXEN2：T2外部允許。當EXEN2=1時，

30、T2EX的負跳變引起T2捕捉或重裝，此時T2不能用做串行口的串行時鐘。當EXEN2=0時，T2EX的負跳變將不起作用。TR2：T2啟動控制位。當TR2=1時，啟動T2；TR2=0時，停止T2。C/T2：定時器/計數器2工作方式選擇位。C/ T20，為定時工作方式；C/ T21，為計數工作方式。CP/RL2：T2捕捉/重裝功能選擇位。當CP/ RL2=1且EXEN2=1時，引腳T2EX/P1.1的負跳變引起捕捉操作。當CP/ RL2=0且EXEN2=1時，引腳T2EX/P1.1的負跳變引起自動重裝操作。當CP/ RL2=0且EXEN2=1時，T2溢出將引起捕捉自動重裝操作。2 定時器/計數器2模

31、式寄存器T2MOD表4 T2MON位定義位  序D7D6D5D4D3D2D1D0位標志T2OEDCENT2MOD不可位尋址，地址為0C9H。其各位定義如表4所示。T2OE：定時器2輸出允許位。當T2OE=1時，允許時鐘輸出至引腳T2/P1.0；當T2OE=0時，禁止引腳T2/P1.0輸出。DCEN：計數器方向控制。當DCEN=0時，T2自動向上計數；當DCEN=1時，T2向上/向下計數方式，由引腳T2EX狀態決定計數方向。3 定時器/計數器2操作方式選擇見表5表5  定時器/計數器2操作模式C/ T2RCLK+TCLKCP/ RL2T2OETR2模  式X0001

32、16位自動重裝模式X010116位捕捉模式X1XX1波特率發生器模式X1X11時鐘輸出模式XXXX0T2停止2.1.3 單片機最小系統單片機最小系統包括振蕩電路和復位電路，見圖2-2所示。晶振采用12M晶振，指令周期為1us，復位電路采用上電復位和手動按鍵復位。圖2-2 單片機最小系統2.2 液晶顯示液晶顯示在電子產品設計中使用率相當高，普通的七段數碼管顯示器只能顯示數字，若遇到要顯示英文字符時，則一定會選擇使用液晶顯示器我們所用的LCD模塊，其背面含有控制電路，其上面有專門的IC來完成LCD的動作控制，在自行設計的接口中，只要送入適當的命令碼和欲顯示的數據，LCD便會將字符顯示出來，控制方法

33、非常簡單。其基本特性如下：A容易和4Bit/8Bit MPU相連；B可選擇5×7或5×10點陣字符；C顯示數據RAM容量:80×8Bit (80字符)；D字符發生器ROM能提供用戶所需字符庫或標準庫; 字庫容量:192個字符(5×7點字型); 32個字符(5×10點字型)；EDDRAM和CGRAM都能從MCU讀取數據；2.2.1 1602LCD接口引腳說明一般市售的LCD都有統一的引腳，共有16個引腳，其外觀如圖2-3所示，其中有8個是數據引腳、3個控制引腳、5個接地和電源腳。各引腳號與其功能如表6所示。表6 1602LCD引腳說明引腳號符號引

34、腳說明引腳號符號引腳說明1Vss電源地9DB2數據總線2Vdd電源正極10DB3數據總線3V0液晶驅動電源11DB4數據總線4RS數據/命令選擇端12DB5數據總線5R/W讀/寫操作選擇端13DB6數據總線6E使能信號14DB7數據總線（MSB）7DB0數據總線（LSB）15LEDA背光+5V8DB1數據總線16LEDK背光地圖2-3 1602LCD外觀2.2.2LCD的控制方法通過單片機來控制LCD模塊，方法十分簡單，LCD模塊其部可以看成有兩組寄存器，一個為指令寄存器，一個為數據寄存器，由RS引腳來控制。所有對指令寄存器或數據寄存器的存取均需檢查LCD部的忙碌標志（busy flag），此

35、標志用來告知LCD部正在工作，當此位為0時，才可以寫入指令或數據。1602模塊的設定，讀寫，與光標控制都是通過指令來完成，共有11條指令，如表7所示。表7 1602LCD指令碼RS R/WD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0功 能0 00 0 0 0 0 0 0 1 清屏0 00 0 0 0 0 0 1 * 復位0 00 0 0 0 0 1 I/D S 部方式設置0 00 0 0 0 1 D C B 顯示開關控制0 00 0 0 1 S/C R/L * * 位移控制0 00 0 1 DL N F * * 系統方式設置0 00 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 CGRAM地址設置

36、0 01 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 顯示地址設置0 1BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 忙狀態檢測1 0 數 據（寫） MCU-LCDRAM1 1 數 據（讀） LCDRAM-MCU具體描述如下：指令1：清顯示，光標復位到地址00H位置。指令2：光標復位，光標返回到地址00H。指令3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移，S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關控制。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無

37、光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。R/L，高向左，低向右。指令6：功能設置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符（有些模塊是 DL：高電平時為8位總線，低電平時為4位總線）。指令7：字符發生器RAM地址設置，地址：字符地址*8+字符行數 (將一個字符分成5*8點陣，一次寫入一行，8行就組成一個字符) 。指令8：置顯示地址，第一行為：00H0FH,第二行為：40H4FH。指令9：讀忙

38、信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數據，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數據。指令11：讀數據。1602LCD的讀寫操作包括：讀狀態、寫指令、讀數據、寫數據，且每種操作都遵循嚴格的操作時序。讀寫操作時序如表8所示，讀操作時序圖如圖2-4所示，寫操作時序如圖2-5所示。基本時序參數如表9所示。表8 1602LCD讀寫操作時序讀狀態輸入RS=L,R/W=H,E=H輸出D0-D7=狀態字寫指令輸入RS=L,R/W=L,寫指令,E高脈沖輸出無讀數據輸入RS=H,R/W=H,E=H輸出D0-D7=數據寫數據輸入RS=H,R/W=L,寫數據,E高脈沖輸出無圖2-4

39、讀操作時序圖2-5 寫操作時序表9 1602LCD操作時序參數時序參數符號極限值單位測試條件最小值典型值最大值E信號周期tC400-ns引腳EE脈沖寬度tPW150-nsE上升沿/下降沿時間tR,tF-25ns地址建立時間tSP130-ns引腳E、RS、R/W地址保持時間tHD110-ns數據建立時間（讀操作）tD-100ns引腳DB0DB7數據保持時間（讀操作）tHD220-ns數據建立時間（寫操作）tSP240-ns數據保持時間（寫操作）tHD210-ns2.2.3 液晶與單片機連接電路1602可與單片機相連的引腳有11個，其中3個控制端、8個數據端，3個控制端RS、RW、E分別接單片機的

40、P15、P16、P17腳，8個數據端DB0DB7依次接單片機的P20P27。如圖2-6所示。圖2-6 1602LCD于單片機連接圖2.3 溫度測量電路DS18B20數字溫度計是DALLAS公司生產的1Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。因此用它來組成一個測溫系統，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數字溫度計，十分方便。2.3.1 DS18B20產品的主要特點適應電壓圍更寬，電壓圍：3.05.5V，在寄生電源方式下可由數據線供電 獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊 DS18B20支持多點組網功能，

41、多個DS18B20可以并聯在唯一的三線上，實現組網多點測溫 DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件與轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路 溫圍55125，在-10+85時精度為±0.5可編程 的分辨率為912位，對應的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實現高精度測溫 在9位分辨率時最多在93.75ms把溫度轉換為數字，12位分辨率時最多在750ms把溫度值轉換為數字，速度更快測量結果直接輸出數字溫度信號，以串行總線傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發熱而燒毀， 但不能正常工

42、作。2.3.2 DS18B20的引腳介紹TO92封裝的DS18B20的引腳排列見圖2-7，引腳說明如表10所示。 表10 DS18B20詳細引腳功能描述序號名稱引腳功能描述1GND地信號2DQ數據輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。3VDD可選擇的VDD引腳。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。圖2-7 DS18B20底視圖2.3.3 DS18B20的使用方法由于DS18B20采用的是1Wire總線協議方式，即在一根數據線實現數據的雙向傳輸，而對AT89S51單片機來說，硬件上并不支持單總線協議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協議時序來完

43、成對DS18B20芯片的訪問。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數據，因此，對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協議來保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數據，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。1. DS18B20的復位時序（1） 先將數據線置高電平“1”。 （2） 延時（該時間要求的不是很嚴格，但是盡可能的短一點） （3） 數據線拉到低電平“

44、0”。 （4） 延時750微秒（該時間的時間圍可以從480到960微秒）。 （5） 數據線拉到高電平“1”。 （6） 延時等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時間之產生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據該狀態可以來確定它的存在，但是應注意不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環，所以要進行超時控制）。 （7） 若CPU讀到了數據線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒。 （8） 將數據線再次拉高到高電平“1”后結束。 2DS18B20的讀時序對于DS18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。對于DS18B20

45、的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在15秒之就得釋放單總線，以讓DS18B20把數據傳輸到單總線上。DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需要60us才能完成。（1）將數據線拉高“1”。 （2）延時2微秒。 （3）將數據線拉低“0”。 （4）延時15微秒。 （5）將數據線拉高“1”。 （6）延時15微秒。 （7）讀數據線的狀態得到1個狀態位，并進行數據處理。 （8）延時30微秒。3DS18B20的寫時序對于DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同，當要寫0時序時，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45

46、us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當要寫1時序時，單總線被拉低之后，在15us之就得釋放單總線。（1） 數據線先置低電平“0”。 （2） 延時確定的時間為15微秒。 （3） 按從低位到高位的順序發送字節（一次只發送一位）。 （4） 延時時間為45微秒。 （5） 將數據線拉到高電平。 （6） 重復上（1）到（6）的操作直到所有的字節全部發送完為止。 （7） 最后將數據線拉高。2.3.4 DS18B20控制電路DS18B20與單片機的連接電路非常簡單，只需將傳感器的數據端與單片機相連，并接4.7K的上拉電阻即可實現單片機與傳感器的通信。電路如圖2-8：圖2-8 DS18B20與單片機連

47、接圖2.4 紅外遙控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、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設備、空凋機以與玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業設備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。本次設計采用普通電視遙控器，其處理器為TC9012。2.4.1紅外遙控器紅外遙控器是以紅外發光二極管發射940nm的紅外光，來傳送信號。下面將詳細介紹紅外遙控器發射的信號格式與“0”、“1”信號的定義方式。1. 數據格式當我們按下遙控器的按鍵時，遙控器將發出如圖2-9

48、的一串二進制代碼，我們稱它為一幀數據。根據各部分的功能。可將它們分為5部分，分別為引導碼、地址碼、地址碼、數據碼、數據反碼。遙控器發射代碼時均是低位在前。高位在后。由圖2-9分析可以得到引導碼高電平為45ms，低電平為4.5ms。當接收到此碼時表示一幀數據的開始。單片機可以準備接收下面的數據。地址碼由8位二進制組成，共256種圖中地址碼重發了一次。主要是加強遙控器的可靠性如果兩次地址碼不一樣則說明本幀數據有錯應丟棄。不同的設備可以擁有不同的地址碼因此。同種編碼的遙控器只要設置地址碼不同，也不會相互干擾。圖中的地址碼為十六進制的0EH(注意低位在前)。在同一個遙控器中所有按鍵發出的地址碼都是一樣

49、的。數據碼為8位，可編碼256種狀態，代表實際所按下的鍵。數據反碼是數據碼的各位求反，通過比較數據碼與數據反碼可判斷接收到的數據是否正確。如果數據碼與數據反碼之間的關系不滿足相反的關系則本次遙控接收有誤數據應丟棄。在同一個遙控器上所有按鍵的數據碼均不一樣。在圖2-9中，數據碼為十六進制的0CH，數據反碼為十六進制的0F3H(注意低位在前)，兩者之和應為0FFH。2. 位定義不同的芯片對“O”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。TC9012的O和1采用PWM方法編碼，即脈沖寬度調制，其“O”碼和“1”碼如圖2-10所示(以遙控接收輸出的波形為例)。“O”碼由O56ms低電平

50、和0.56ms高電平組合而成，脈沖寬度為1.12ms。“1”碼由056ms低電平和1.69ms高電平組合而成，脈沖寬度為2.25ms。在編寫解碼程序時，通過判斷脈沖的寬度，即可得到“O”或“1”。圖2-9 按鍵的編碼波形圖圖2-10 “0”和“1”的編碼格式2.4.2紅外接收頭紅外接收電路通常被廠家集成在一個元件中，成為一體化紅外接收頭,即HS0038紅外接收頭。其部電路包括紅外監測二極管，放大器，限幅器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監測二極管監測到紅外信號，然后把信號送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發射器和接收器的距離遠近。交流信號進入帶通濾波器，帶通

51、濾波器可以通過30khz到60khz的負載波，通過解調電路和積分電路進入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發射端的信號波形。HS0038一體化紅外接收頭種類很多，引腳定義也不一樣，一般都有三個引腳，包括供電腳，接地和信號輸出腳，其外觀如圖2-11所示。根據發射端調制載波的不同應選用相應解調頻率的接收頭。圖2-11 HS0038外觀圖紅外接收頭部放大器的增益很大，很容易引起干擾，因此在接收頭的供電腳上須加上濾波電容，一般在22uf以上。有的廠家建議在供電腳和電源之間接入330歐電阻，進一步降低電源干擾。其于單片機的連接圖如圖2-12所示。圖2-12 紅外遙控接收電路2.5 直流電機驅動直流電動機是將直流電能轉化為機械能的電力機械，其驅動方法就是直接將直流電源加到直流電機上，是之旋轉。此次設計采用由四個三極管組成的一個橋式電路,控制電機正反旋轉，使用這種連接方式可以極減少I/O口的數量，又可以輕而易舉的解決電機正反轉的問題，可謂一舉兩得。電路圖如圖2-13所示。圖2-13 電機驅動電路圖如左輪驅動：當L-1輸入低電平，L-2輸入高電平，Q1