襄樊學院設計）題目：單片機紅外遙控系統設計部門：物理與電子工程學院專業：自動化單片機紅外遙控系統設計作為傳統家電，隨著空調的普及，電風扇的市場地位受到很大沖擊，傳統的開關機和調速功能已經不能滿足市場的需求。人們希望電風扇能夠在體積小、方便編制依據上擁有更多的功能。紅外遙控的廣泛應用和單片機技術的成熟，使智能紅外遙控系統成為電風扇的發展趨勢。

本設計方案根據市場需求，結合紅外遙控設計簡單、操作方便、成本低等特點，采用51單片機作為遙控發射和接收芯片，HS0038為紅外一體化收發管。智能紅外遙控電風扇系統。該系統包括接收和發送兩部分。本文設計并實現了電風扇的幾個基本功能：開/關功能、多級調速功能、0.5-7.5小時不同時間段的定時功能、自然與正常兩種功能。風型選擇功能。此外，該系統有16個按鍵，可用于擴展其他電器的控制。關鍵詞：紅外遙控器；信號調制；編碼;解碼。

基于51-MCU的紅外遙控設計摘要：隨著空調的普及，作為傳統家電的電風扇的市場地位將受到巨大沖擊，傳統的開/關和調速功能已不適應市場需求。希望風扇在體積小、操作方便等基礎上能有更多的功能。當紅外遙控應用越來越廣泛，單片機技術成熟時，遙控系統是大勢所趨。設計是基于市場的需求。考慮到紅外遙控操作簡單、操作方便、成本低，我使用了依賴遙控的專用發射接收芯片。在此芯片編制依據上，設計了一套風扇智能紅外遙控系統。該系統由發射部分和接收部分組成。該系統旨在實現風扇的一些基本功能：開/關功能，三種速度，0.5-7.5小時不同時間可選擇的定時功能，兩種自然風功能風和正常風。關鍵詞：紅外遙控；信號調制；編碼；解碼。目錄TOC\o"1-3"\h\u1簡介11.1項目設計的目的和意義 12項目設計與論證33系統硬件結構設計43.1系統框圖 43.2系統功能要求 53.351系列MCU的功能特點[3]63.4紅外線發射電路 103.5紅外檢測接收電路 113.6控制電路 123.7電源電路設計 133.8顯示部分的設計 143.9鍵盤設計 174系統軟件設計194.1定時器/計數器應用 194.2遙控碼傳輸 224.3紅外接收 254.4速度控制單元 274.4.1調速原理 274.4.2調速方式 274.5按鍵抖動問題 294.6系統軟硬件調試 30結論32參考文獻33附錄 35至471簡介1.1項目設計的目的和意義隨著科技的發展，人們的生活節奏越來越快，人們對方便快捷的要求也越來越高！遙控器的出現，在一定程度上滿足了人們的這個要求！遙控器是50年代多產的發明家羅伯特·阿德勒[14]發明的。紅外線遙控是1970年代發展起來的遙控技術。其原理是利用紅外線傳輸控制信號，實現對控制對象的遠距離控制。具體而言，發射器發出紅外指令信號。，接收器接收并處理信號，最終實現對控制對象各種功能的遠程控制。

紅外遙控具有獨立性、物理特性類似于可見光、無穿透障礙物、隱蔽性強等特點。隨著紅外遙控技術的發展和飛速發展，很多電器都應用了紅外遙控，電風扇也不例外。從電風扇面板上的簡單按鍵控制到短距離10M遙控，雖然變化不大，但帶來的便利無疑是巨大的。紅外遙控技術的成熟也使得遙控電風扇設計簡單，價格低廉。

電風扇作為一種老式電器，具有價格便宜、放置方便、體積輕的特點。雖然現在空調在城市相當普遍，而且有取代電風扇的趨勢，但受制于大多數家庭的消費水平，電風扇作為一個成熟的家電行業的一員，尤其是在中小大城市，未來將與農村密切相關。時間仍將占據大部分市場。

市場需求推動了電風扇的發展。隨著“智能化”的興起，電風扇的功能越來越多，也越來越貼近人們的生活。因此，對于電風扇的開發設計還是有很大的實用價值的。在現有市場上的多功能遙控電風扇編制依據上，提出了一種新型的智能電風扇。智能照明等功能讓電風扇更加人性化。相信其豐富的功能和人性化的設計將大大提高電風扇的市場競爭力[10]。

而本設計就是以電風扇為對象，通過紅外遙控實現對電風扇幾個常用功能的控制，如開關、調速、定時等。與傳統的機械控制相比，體現了更加方便快捷的優勢。

1.2紅外遙控器設計思路紅外遙控是一種單工紅外通訊方式。在整個通信過程中，需要一臺發射機和一臺接收機。發送端采用單片機將待發送的二進制信號編碼調制成一系列脈沖串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。紅外接收端一般采用價格低廉、性能可靠的一體化紅外接收頭來接收紅外信號。它同時對信號進行放大、檢測和整形，得到TTL電平的編碼信號，然后送到單片機，由單片機解碼控制。對象[14]。圖1遙控器原理框圖2項目設計與論證紅外編碼的方式有很多種，下面列出了兩種實現方案[12]：方案一：脈寬調制串行碼。該遙控碼具有以下特點：脈沖寬度0.565ms、間隔0.56ms、周期1.125ms的組合代表二進制“0”；用0.565ms的脈沖寬度、1.685ms的間隔和2.25ms的周期“1”的二進制組合來表示。相關波形如下：圖2序列碼編碼方案二：碼分制。采用脈沖數編碼，不同的脈沖數代表不同的被控對象，最小為2個脈沖。為了使接收可靠，第一個bit碼的寬度為3ms，其余為1ms，遙控碼的數據幀間隔大于10ms，如圖3所示。電器0的遙控輸出碼電器0的遙控輸出碼電器1的遙控輸出碼圖3碼分割編碼波形圖本設計采用方案二，分碼編碼和編程簡單，在按鈕較少的情況下優勢明顯。3系統的硬件結構設計3.1系統框圖(1)發射電路：單片機系統由顯示電路、紅外發射電路、按鍵電路、穩壓電路組成。其設計原理圖如下：圖4手持分段遙控器框圖(2)發射電路：單片機系統及顯示電路、紅外發射電路及按鍵電路、電源電路、控制單元等組成。其設計原理圖如下：圖5紅外接收器框圖3.2系統功能要求遠程控制系統需要一個單片機作為控制芯片來制作遙控器[8]，另外一個單片機控制系統可以遠程操作。本系統要求遙控器具有多級調速、切換、定時、自然風切換、睡眠風等功能！將單片機、控制器和鍵盤結合在一起，完成了人機對話。主芯片采用AT51單片機控制，采用紅外89CHS0038接收器，采用雙向晶閘管MC97A6控制電機開關，具有紅外遙控功能。自然風處理流程：圖6自然風循環圖睡眠風的治療過程：圖7自然風環流圖正常風處理流程：圖8正常風循環3.351系列MCU的功能特點[3]（一）主要特點與MCS-51兼容4K字節可編程閃存使用壽命：1000次寫入/擦除周期數據保留時間：10年·全靜態工作：0Hz-24Hz·三級程序內存鎖128*8位內存32條可編程I/O線·兩個16位定時器/計數器5個中斷源可編程串行通道低功耗空閑和掉電模式·片上振蕩器和時鐘電路AT89C51的引腳功能如圖9所示：圖9AT89S51引腳功能圖(2)引腳說明-VCC：電源電壓。-GND：接地。-P0口：P0口為8位開漏雙向I/O口，每個引腳可吸收8TTL門極電流。當端口P1的管腳寫“”1”-P1端口：P1端口是一個8位雙向I/O端口，提供上拉電阻。P1端口緩沖器可以接收和輸出4TTL柵極電流。P1端口引腳寫“1”后，電位部分上拉至高電平，可作為輸入。當P1端口被外部拉低到低電平時，會輸出電流，這是由于外部上拉引起的。在FLASH編程和驗證過程中，接收P1端口作為第八個地址。-P2端口：P2端口是一個帶有上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2端口緩沖器可以接收和輸出4個TTL柵極電流。當P2端口寫“1”時，其引腳電位被外部上拉電阻拉高，用作輸入。用作輸入時，P2端口的引腳電位被外部下拉至輸出電流，這是由于外部上拉所致。當P2端口用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器訪問時，P2端口輸出地址的高8位。當給定地址“1”時，它利用外部上拉電阻。在對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2端口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2端口在FLASH編程和驗證過程中接收高位八位地址信號和控制信號。-P3口：P3口引腳為8個雙向I/O口，帶上拉電阻，可接收和輸出4路TTL門極電流。當P3端口寫“1”時，它們被拉高并用作輸入。用作輸入時，由于外部下拉為低電平，P3口會輸出電流（ILL），這也是由于上拉所致。P3口也可以作為89CAT51的一些特殊功能口使用，如下圖：P3.0RXD（串行輸入端口）P3.1TXD（串行輸出端口）P3.2（外部中斷0）P3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時器0的外部輸入）P3.5T1（定時器1的外部輸入）P3.6（外部數據存儲器寫選通）P3.7（外部數據存儲器讀取選通）端口3同時接收一些用于flash編程和編程驗證的控制信號。—RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，將RST引腳保持高電平兩個機器周期。—：地址鎖存使能輸出電平用于在訪問外部存儲器時鎖存地址的狀態字節。在FLASH編程期間，該引腳用于輸入編程脈沖。正常情況下，ALE端輸出一個頻率周期恒定的正脈沖信號，為振蕩器頻率的1/6。因此它可以用作外部輸出的脈沖或用于定時目的。但請注意，當用作外部數據存儲器時，將跳過ALE脈沖。要禁用ALE的輸出，請將SFR8EH地址設置為0。此時，ALE僅在執行MOVX、MOVC指令時才起作用。此外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁用，則設置無效?！?外部程序存儲器的選通信號。在從外部程序存儲器尋址期間，每個機器周期有效兩次。但是在訪問外部數據存儲器時，這兩個有效信號不會出現?！航K端保持低電平時，訪問外部ROM；當加密模式為1時，該部分被鎖定為RESET；當終端保持高電平時，訪問部分ROM。在FLASH編程期間，該引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。-XTAL1：反向振蕩放大器的輸入和部分時鐘工作電路的輸入?！猉TAL2：反相振蕩器的輸出。=3\*GB3③結構框圖如圖10所示。51結構框圖89C(3)AT89C51的基本操作如圖11所示，在X1和X2之間連接一個石英振蕩器，構成單片機的時鐘電路。還有一種接法，就是直接把外部振蕩器的信號接到XTAL1端，XTAL2端不用。.AT5189C復位管腳RST/VP通過施密特觸發器（抑制噪聲）與芯片復位電路相連，施密特觸發器的輸出在每個機器周期由復位電路采樣一次。當振蕩電路工作，且RST引腳加高電平至少2個機器周期時，AT89C51即可完成復位。復位不會影響RAM容量。復位后，PC指向0000H單元，使單片機從起始地址0000H單元開始重新執行程序。因此，當單片機錯誤運行或進入死循環時，可以按復位鍵重新啟動。MCS-51單片機通常采用兩種復位方式：上電自動復位和按鍵復位。上電復位是使用電容充電實現的。按鍵復位分為按鍵電平復位和按鍵脈沖復位。前者通過一個電阻將復位端連接到Vcc；后者采用RC差分電路產生正脈沖來達到復位的目的。復位電路參數的選擇應保證復位高電平的持續時間大于2個機器周期。圖11AT89C51的基本操作電路3.4紅外發射電路遙控發射器采用碼分遙控方式。碼分紅外遙控是指指令信號產生電路采用不同的脈沖代碼（不同的脈沖數和組合）來表示不同的控制指令。在決定選擇AT89C51作為本設計發射電路的核心芯片，觸摸開關作為控制按鍵后，加入簡單的紅外發射電路和12M晶振即可實現紅外發射。發射部分的主要元件是紅外發光二極管。它實際上是一種特殊的發光二極管。因為它的材料不同于普通的發光二極管，當在它的兩端施加一定的電壓時，它發出的是紅外光而不是可見光。目前廣泛使用的紅外發光二極管的紅外波長約為940nm。遙控器通過鍵盤傳輸。每按下一個鍵，就會產生一個帶有不同代碼的數字脈沖。該編碼指令信號調制在40KHz的載波上，激發紅外光電二極管產生不同的脈沖，通過空間傳送到受控計算機。遙控接收器。P1口作為按鍵部分，P0.7口作為發射機部分。電路圖如圖12所示。圖12紅外發射電路3.5紅外檢測接收電路在接收過程中，脈沖通過濾光片和紅外二極管轉換成40KHZ的電信號。信號經過放大、檢測、整形、解調后送入解碼和接口電路，完成相應的遙控功能。接收電路圖如圖13所示。通常，紅外遙控器將遙控信號（二進制脈沖碼）調制在40KHz的載波上，經緩沖放大后送入紅外發光二極管，產生紅外信號并發射出去。將上述遙控碼脈沖對頻率為40KHz（周期為26μs）的載波信號進行脈沖幅度調制（PAM），經緩沖放大后送入紅外發光管，發射遙控信號。根據遙控信號的編碼和傳輸過程，遙控信號的識別——即解碼過程是在去除40KHz載波信號后識別二進制脈沖碼中的0和1。它由MCS-51系列單片機AT89C51、集成紅外接收、降調調制和紅外發光管驅動電路組成。接收部分的主要部件是紅外接收管，它是一個光電二極管（實際上是一個三極管，底座是感光部分）。在實際應用中，紅外接收二極管要反偏才能正常工作，即在電路中使用紅外接收二極管時，反方向使用，這樣可以獲得更高的靈敏度[18].圖13紅外接收電路3.6控制電路控制部分采用隔離驅動電路，采用光電器件作為隔離元件，采用光耦隔離強電，防止強電影響單片機工作。光電隔離的目的是切斷兩個電路的電氣連接，使它們相互獨立，從而切斷噪聲從一個電路到另一個電路的路徑[1]。光隔離是通過光耦合器實現的。光電耦合器又稱光電隔離器或光耦合器，是一種以光為介質傳輸電信號的器件。當輸入端通電時，光發射器發光，受光器接收后產生光電流，從輸出端流出，從而實現“光-電-光”的轉換。光耦合器是將發光二極管和光電晶體管封裝在外殼中的器件。外殼有金屬或塑料可供選擇。發光二極管和光電三極管內填充透明絕緣體，發光管與光電三極管對齊，以提高其靈敏度。光耦合器的電路符號如圖16所示。對于數字量，當輸入為低電平“0”時，光電三極管關閉，輸出為高電平“1”；當輸入為高電平“1”時，光電晶體管飽和導通，輸出為低電平“0”。圖14光耦示意圖輸入信號的發光二極管利用權發光，光使光電三極管產生電信號輸出，從而完成信號的傳輸，實現電隔離。光耦的響應時間一般不超過幾微秒。光耦的輸入端和輸出端是電隔離的，輸出端對輸入端沒有反饋，因此具有隔離和抗干擾的獨特性能。通常光耦用于實現以下兩個主要功能：電平轉換：在TTL電路和電源電路之間無需額外的匹配電路即可傳輸信號，從而實現電平轉換。隔離：此時由于信號電路和接收電路是隔離的，即使兩個電路的地電位不同也不會產生干擾。光耦中光電晶體管的基極有引出和不引出兩種形式?；鶚O引線通常通過電阻接地。耦合的響應速度和靈敏度可以通過接地電阻來控制。一般來說，電阻越小，響應越快。其控制電路如圖15所示。圖15控制電路3.7電源電路設計1穩壓電路典型應用電路如圖16所示。圖中C5用于頻率補償，防止自激振蕩，抑制高頻干擾；C6采用電解電容，降低電源引入的低頻干擾對輸出電壓的影響；D4為保護二極管，當輸入端短路時，給C4一個放電通路，防止C4擊穿[1]。圖16穩壓器電路1直流穩壓電源設計直流穩壓電源主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路四部分組成?？驁D如圖17所示。圖17直流穩壓電源3.8展示區設計由LED組成的7段發光管顯示器是不太復雜的單片機應用系統常用的外接器件之一。=1\*GB3①7段LED顯示屏由7段發光線組成，排列成“天”字形，每段是一個發光二極管，如圖15所示。圖中7個LED的陰極分別為連接在一起，稱為共陰極連接。相反，它是一個共陽極連接。=2\*GB3②如果共陰極接地，從a到g各段陽極加不同電壓，各段發光情況不同，形成不同的發光特性。加到7段的陽極上的電壓可以用一個數字量來表示。如果某段的陽極為數字量1，則該段發光；如果為0，則不會發光。數字量與段的對應關系如表3.1所示。數碼管原理圖如圖18所示。圖18數碼管示意圖表3.1七段LED字體代碼顯示字符共陽極字符代碼共陰極字符代碼03FH碳氫化合物106HF9H25BHA4H34FHB0H466H99H56DH92H67DH82H707HF8H87FH80H96FH90小時本設計中使用了四個7段LED顯示屏，并且有兩種方式可以同時使用多個顯示屏。首先，每個位都由其自己的8位輸出端口控制。當顯示一個字符時，相應的段會一直亮或不亮。這種顯示方式是靜態顯示。顯然，靜態顯示需要占用更多的I/O線。二是動態展示。多個7段LED的段選擇端子復用在一起，只用一個8位輸出口來控制段選擇，同時給每個7段LED顯示屏加上段選擇碼。方法，將每個LED一個一個點亮。在這種方法中，正確選擇照明時間和間隔會給人一種錯誤的印象，即LED似乎是“同時”顯示的。動態顯示方式是目前各種微控制器常用的方式。優點是硬件簡單，“動態”由軟件實現。所以我選擇了動態展示的方式。其顯示格式如表3.2所示，其驅動電路如圖19[12]所示。表3.2數碼管顯示格式數碼管1數碼管2風速D對應號碼模型乙對應號碼定時一個對應號碼圖19AT89C51基本工作電路3.9鍵盤設計單片機系統中使用的鍵盤有兩種：編碼鍵盤和非編碼鍵盤。①除按鍵外，編碼鍵盤本身還包括產生按鍵代碼的硬件電路。只要按下編碼鍵盤的某個鍵，就可以產生這個鍵的代碼，稱為鍵碼，同時產生一個脈沖信號通知CPU接收鍵碼。編碼鍵盤的優點是使用起來更方便。也不需要編寫太復雜的程序。缺點是使用的硬件比較復雜。②非編碼鍵盤的按鍵以行列矩陣的形式排列。按鍵的作用是簡單地接通或斷開觸點，因此必須有一套相應的程序與之配合，生成相應的按鍵代碼，而無編碼鍵盤幾乎不需要任何額外的硬件電路。所以為了保持電路簡單，我使用了非編碼鍵盤。但是，使用非編碼鍵盤需要軟件來解決按鍵識別、防抖以及如何生成按鍵代碼等問題。由于按鍵數量較少，我使用獨立的鍵盤接口與單片機連接，因為它不占用太多I/O口。圖中，每個按鍵占用一個端口，相互獨立，互不影響。上拉電阻確保在未按下按鈕時I/O端口輸入高電平。獨立鍵盤可以工作在查詢模式，通過I/O口讀取按鍵狀態。按鍵按下時，I/O口變為低電平，未按下的按鍵對應高電平。這樣就可以通過讀取電平狀態來判斷是否按下了某個鍵以及按下了哪個鍵[17]。一個）b)圖20按鍵示意圖a)矩陣鍵盤b)獨立鍵發射器采用矩陣按鍵，其中0、1、2按鍵用于切換風扇的定時、模式和轉速。其他按鍵用于擴展對其他家用電器的控制，如電腦等，也可用于設置密碼鎖等功能。具體的東西是用戶自己設定的。接收端采用獨立按鍵，其具體功能根據電器不同而有所不同。本設計中，P1.0用于定時切換，P1.1用于模式切換，P1.2用于調速切換。4系統軟件設計系統的控制軟件主要分為測溫和紅外兩大部分，其中有MCU初始化程序、定時服務程序、紅外發射編碼和紅外接收解碼程序等具體模塊。4.1定時器/計數器應用(1)定時器/計數器功能介紹[7]AT5189C單片機有兩個16位可編程定時器/計數器，稱為定時器0和定時器1，分別用T0和T1表示。其功能與一般定時器計數器相同，主要功能有：一是作為特定時間段的計時；其次，它可以計算T1或T0引腳輸入的脈沖數，前者可以在應用程序中產生正確的延時和定時來執行中斷服務程序，這是計數器或計數器的設計。本設計中使用了這兩個角色。這兩個定時器本身有四種可用的操作模式，如表4.1所示。表4.1四種工作模式M1莫工作方式功能說明00模式013位計數器01模式一16位計數器10模式二8位自動重載計數器11模式3定時器0：分成兩個8位計數器定時器1：停止計數(2)定時器相關的控制寄存器TMOD為模式控制寄存器，主要用于設置定時器/計數器的工作模式；TCON是控制寄存器，主要用來控制定時器的啟動和停止。兩個16位定時器/計數器T0和T1可分為兩個獨立的8位計數器，即TH0、TL0、TH1和TL1，用于存儲計時或計數的初始值。=1\*GB3控制寄存器--TMODTMOD是一個特殊的寄存器，用來控制T1和T0的操作模式和工作模式。其位定義如下：表4.2TMOD寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0門C/M1M0門C/M1M0·GATE：門控位。當GATE=0時，定時器僅由軟件控制位TR0或TR1控制啟動和停止。當該位為1時，定時器開始工作；為0時，定時器停止工作。當GATE=1時，定時器的啟動由外部中斷引腳和位控制。設置為1僅當外部中斷引腳或為高電平時啟動定時器操作?！/：功能選擇位。當C/=O時，設置為定時器工作模式；計數脈沖由部門提供，計數周期等于機器周期。當C/=1時，設置為計數器工作模式，計數脈沖為外部引腳T0或T1引入的外部脈沖信號?！1、M0：操作模式控制位，2位可組成4種代碼，對應4種操作模式。TMOD模式控制寄存器不能位尋址，只能通過字節傳輸指令來設置定時器的工作模式和操作模式。低4位用于定義定時器0，高4位用于定義定時器1。系統復位時TMOD的所有位都為0。設置模式控制字示例：如果定時器1設置為定時器工作模式，則由軟件啟動，選擇工作模式2；定時器0為計數模式，由軟件啟動，選擇運行模式1。然后將TMOD位設置為：00l001Ol25H使用MOVTMOD,#25H指令寫入TMOD。=2\*GB3寄存器--TCONTCON的作用是控制定時器的啟動和停止、定時器的溢出標志和外部中斷的觸發方式。您的定義如下：表4.3TCON寄存器8FH8EH8DH8通道8BH8AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0·TF1和TF0；分別是定時器1和定時器0的溢出標志。當定時器溢出時，它會被硬件自動設置為“1”，并且可以應用中斷。進入中斷服務程序后，由硬件自動清零。這兩位也可以作為程序查詢的標志位，在查詢模式下應由軟件清零。TR1和TR0：定時器1和定時器0的啟動控制位。當被軟件清零時，定時器停止運行。定時器啟動時，該位應設置為“1”。定時器的啟動與門控位和外部中斷引腳有關。GATE設置為0時，定時器的啟動由=1控制；而當GATE設置為1時，定時器啟動不僅=1，還需要外部中斷引腳=1才能啟動定時器。IE1和IE0：外部中斷1和外部0的中斷請求標志位。當外部中斷源有請求時，其對應的中斷標志位為“1”。其復位由觸發方式設置。IT1和IT0：外部中斷1和外部中斷0的觸發方式選擇位。設置為“0”時為電平觸發；當它設置為“1”時，它是邊沿觸發的。TCON的低4位是與外部中斷相關的位，高4位是定時器控制位。它是一個可位尋址的寄存器。系統復位時所有位為0。要啟動定時器，請使用位操作指令SETB啟動。(3)定時計數器的操作模式=1\*GB3①方式一模式1操作時，最大可計數的計數器數為M==65536，最長計時時間為1.085us*65536＝72ms4-1計數初值的加載方式為：TL0=(65536-C).MOD.2564-2TH0=(65536-C)/2564-3其中C為要計數的值，計數時間長度為：1.085us*C4-4=2\*GB3②方式二模式二具有自動重新加載初值的功能，讓定時器可以做更準確的計時。模式2下，最大可計數的計數器個數為M==256，最長計時時間為：1.085us*256＝0.28ms4-5計數初值的加載方式為：TH0=256-C4-6其中C為要計數的值，計數時間長度為：1.085us*C4-7本設計采用模式二，具體流程如下：TMOD=0x22；//8位自動重載模式TH1=0xf3；//40KHZ初始值TL1=0xf3；4.2遙控碼的傳輸(1)遙控碼的傳輸

當按下某個操作按鈕時，單片機首先讀取按鍵值，然后根據按鍵值設置遙控碼的脈沖數，調制成40kHz方波，由紅外線發射發光管[14]。通常，紅外遙控器將遙控信號（二進制脈沖碼）調制在40KHz的載波上，經緩沖放大后送入紅外發光二極管，轉換成紅外信號發射出去。為了提高抗干擾性能，降低功耗，將上述遙控編碼脈沖用于對頻率為40KHz（周期為26us）的載波信號進行脈沖幅度調制（PAM），然后進行緩沖經放大后送至紅外發光管，遙控信號送至紅外發光管。發射出去。紅外信號傳輸過程：先加載發射脈沖數（發射時3ms脈沖，停止時1ms脈沖），發射脈沖數為1則返回主程序，非1則發送1ms脈沖,然后停止發送1ms脈沖，整個傳輸過程結束。實際使用紅外遙控時，由于遙控距離和角度的影響，效果不是很好。(2)發送程序流程圖圖21遙控發射主程序流程圖圖22遙控發射器遙控碼發送流程圖4.3紅外接收遙控接收部分的主程序及初始化延時過程如下：先初始化，然后判斷是否有按鍵按下，如果有，數碼管顯示數據并發送相應信號；如果沒有按下任何鍵，則返回。(1)數字幀的接收處理當紅外接收器輸出脈沖幀數據時，第一位低電平將啟動中斷程序，實時接收數據幀。當接收到數據幀時，將驗證第一位（起始位）代碼的代碼寬度。如果第一個低電平碼的脈寬小于2ms，則視為錯誤碼。當間隔位的高電平脈寬大于3ms時，結束接收，然后根據累加器A中的脈沖個數對相應的輸出端口進行操作。圖23為波形圖紅外接收器輸出的一幀遙控碼[14]。1ms1ms第一位1ms10ms3ms10ms圖23紅外接收器輸出一幀遙控碼波形接收機程序流程圖圖24遙控接收器主程序流程圖中斷過程：首先判斷低電平脈寬是否大于2ms，如果脈寬小于2ms，則中斷返回；如果低電平大于2ms，接收并接地低電平脈沖計數，然后看高電平的判斷脈沖寬度是否大于3ms，如果脈沖寬度小于3ms，則返回到之前的接收計數過程；如果高電平脈寬大于3ms，則根據脈沖個數進入相應的功能程序。這時，中斷返回。圖25遙控器接收中斷程序流程圖4.4速度控制單元4.4.1調速原理脈寬調制技術是一種利用數字輸出控制模擬電路的有效技術，特別是在電機轉速的控制方面，可以大大節約能源。PWM控制技術的理論基礎是：脈沖相等、形狀不同的窄脈沖。當它加到有慣性的環節時，效果基本相同，使輸出端得到一系列等幅、不等寬的脈沖，這些脈沖用來代替正弦波或其他需要的脈沖。所需的波形[11]。4.4.2調速方式圖26顯示了PWM降壓斬波器的原理電路和輸出電壓波形。在面板a中，假設晶體管子V1導通T1秒（忽略管子V1的壓降，期間電源電壓Ud全部加到電樞上），然后關斷T2秒（電樞端電壓在此期間為零）。重復此操作，電樞端電壓波形如圖b所示。電機電樞端電壓Ua是其平均值[17]。圖26PWM降壓斬波器原理電路及輸出電壓波形示意圖b)輸出電壓波形4-8在公式4-94-9是晶體管V1在周期T內導通時間的比值，稱為占空比或占空比。使用以下三種方法中的任何一種，都可以改變數值來達到穩壓的目的：(1)定寬調頻法：T1保持不變，使T2從0變化到∞；(2)調寬調頻方式：T2保持不變，使T1從0變化到∞(3)定頻寬度調制法：T1+T2=T保持不變，使T從0變化到T。無論哪種方式，變化范圍都是0≤≤l，所以平均電樞電壓Ua的調節范圍是0～Ud，都是正值，即電機只能在某個方向調節速度，稱為不可逆調整。速度。本設計采用固定頻率和寬度調制方式，AT89S52產生晶閘管的相移脈沖，相移的變化實現導通角的變化。T=50mS，將P0.4的導通時間分成5等份，使T1在1到5之間變化，從而達到5級調速的目的，如圖27所示。圖27調速示意圖圖28調速接線圖4.5按鍵抖動問題鍵盤一般由一組機械按鍵按一定規律組成，通過按鍵的開、關功能輸入開關電壓信號。當按鈕從開到關和從關到開的切換時，由于機械觸點的彈性作用，按鈕的動作并沒有立即完成，在合閘和分閘的瞬間就會出現機械抖動，并且抖動時間一般為5-10ms。從輸入電壓信號中可以看出，輸入信號是一個帶有抖動的不穩定電平信號，其信號波形如圖29[10]所示。按鍵關閉穩態時間由我的按鍵時間決定，一般在十分之一秒到幾秒之間。為了消除密鑰抖動的影響，保證在密鑰閉合的穩定狀態下讀取密鑰值，需要對密鑰進行去抖。常用的去抖措施包括硬件去抖和軟件去抖。硬件去抖動是通過硬件電路對鍵盤的按下抖動和釋放抖動進行去抖動。經過去抖電路后，按鍵的電平信號只有兩個穩定狀態。常用的去抖電路包括觸發去抖電路和濾波器去抖電路。硬件去抖電路如圖30所示。圖29關鍵抖動波形圖30硬件抗抖動路徑硬件去抖電路解決了按鍵抖動的問題，但是當需要更多按鍵時，硬件去抖電路會變得復雜，成本也會比較高。這時可以使用軟件防抖的方法。軟件去抖的基本原理是當第一次檢測到按鍵時，根據按鍵抖動時間的統計規律，采用軟件延時的方法延時一段時間（一般為10ms-20ms），然后確認key是否還處于關閉狀態。如果還處于關閉狀態，則說明按鍵確實被按下，此時可以讀取按鍵值。否則，可視為干擾而忽略。使用軟件去抖方式可以省去硬件去抖電路，但是會降低鍵盤的工作速度。本設計采用軟件去抖，采用軟件延時的方法，延時一段時間再確認密鑰是否仍處于關閉狀態。4.6系統軟硬件調試系統硬件檢查完成后，主要是調試軟件。遙控器的調試主要是用示波器觀察遙控器接收機中能否輸出圖23所示的波形。調整發射電阻的大小可以改變紅外發射的效果。距離。其性能指標：調試后系統性能指標測試如下：最大遙控距離：10m發射和接收角度：水平最大90度

硬件電路制作完成并調試好后，即可編譯程序下載到單片機中試運行。軟件調試流程見附錄1綜上所述這個畢業設計至少持續了3個月。從最初的選題確定，到后來的資料搜索、理論研究，再到最近的調試和測試過程，這些都進一步提高了我的理論知識和實踐能力。通過這個紅外系統的設計，我收獲頗豐。從得到問題到查找資料，從調試電路板到失敗后重新開始……在這個充滿挑戰和挫折，充滿熱情和打擊的過程中，我深有感觸，這不僅僅是一個問題對我來說四年的學習知識和我的應用和實踐能力的考驗，也是對我的研究精神、面對困難的心態、做事的毅力和耐心的考驗。在這個過程中，我深深地感受到了做畢業設計的意義。本課題編制依據技術是單片機控制技術，增加了一些外圍電路來實現一些復雜的功能?？筛鶕枰能浖?，實現功能的更新和擴展。本課題的重點和難點是：(1)以弱電流為初始接觸控制強電流，需要從光耦的原理、結構、應用等方面從頭開始；(2)考慮與單片機接口的電路實現原理；(3)紅外線收發技術；通過完成本課題，了解和掌握了傳感器的基本理論知識，對單片機在實際電路中的開發和應用有了更深入的把握。為以后單片機軟硬件產品的設計開發奠定了一定編制依據，培養了從事產品研發的信心。[參考資料][1]華承英，童士白.模擬電子技術基礎[M]：高等教育，2006：12-31[2]陸鳴.C語言程序設計教程[M]：郵電大學，2005：23-100[3]胡華，明。Protel99SE原理圖和PCB設計[M]：機械工業，2005：42-311[4]王振英,滿軍.ProtelDXP2004電路設計與制版實用教程[M].:中國鐵路,2006,(6):122-321[5]黃英松，吳昊東．用“積木”實驗板學習51單片機[J].電子生產,2007,(08):1-221

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