哈工程電子電路綜合實(shí)驗(yàn)紅外發(fā)射接收系統(tǒng).doc

電子電路綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選題七（接收部分）-基于單片機(jī)的紅外遙控收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)姓名：周迪學(xué)號(hào)：20100421052013年4月17日2013年4月24日摘 要紅外線是現(xiàn)代社會(huì)中已經(jīng)極為常見，在遙測、遙控等領(lǐng)域中，往往使用微機(jī)與單片機(jī)組成多機(jī)通信系統(tǒng)來完成測控任務(wù)。其中，常用的方法是使用微機(jī)的RS-232C串行接口進(jìn)行串行數(shù)據(jù)通信。由于受環(huán)境的影響以及RS-232C串行接口電氣性能的限制，加上連接線長、接線麻煩等缺點(diǎn)，其通信的空間范圍總是受到限制，并使人們感到不便。因此，人們想到了無線傳輸。常用的無線傳輸方式有無線短波傳輸和紅外線傳輸，但這兩種方式都有一定的局限性，如短波方式易受外界電磁場的干擾，線外線傳輸方式不能隔墻傳輸?shù)鹊?，本文將介紹采用最新的無線長波收發(fā)模塊638以及三態(tài)編解碼芯片MC145026/ MC145027來設(shè)計(jì)無線數(shù)據(jù)通信裝置的方法。該裝置具有抗干擾性能好、穿透性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。由于串行接口傳輸速度慢，信號(hào)處理電路復(fù)雜，外接模塊困難。因此，本裝置選用并行接口通信，從而使得電路簡單易做、可靠性高。本設(shè)計(jì)是以STC89C51單片機(jī)為控制核心，本裝置主要由數(shù)據(jù)編解碼和發(fā)射接收兩大模塊組成，設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成圖如下：發(fā)射部分電路模塊：STC889C51單片機(jī)作為主控核心，采用三態(tài)編解碼芯片MC145026作為編碼芯片，CD4011邏輯器件作為反相用途，采用單段的數(shù)碼管顯示發(fā)射的數(shù)字，采用八位按鍵輸入，采用MAX232作為電平轉(zhuǎn)換電路作為單片機(jī)與PC機(jī)之間的程序下載用途。接收部分電路模塊：STC889C51單片機(jī)作為主控核心，與MC145026配對(duì)使用的三態(tài)編解碼芯片MC145027作為解碼芯片。74LS02邏輯器件作為反相用途，采用單段的數(shù)碼管顯示發(fā)射的數(shù)字，八位的發(fā)光二極管顯示順序，638作為紅外的接收頭，采用MAX232作為電平轉(zhuǎn)換電路作為單片機(jī)與PC機(jī)之間的程序下載用途。實(shí)現(xiàn)方法：本實(shí)驗(yàn)采用單片機(jī)控制，發(fā)射部分的數(shù)據(jù)經(jīng)過調(diào)制編碼后送入電光變換電路經(jīng)過紅外發(fā)射管轉(zhuǎn)換為紅外光脈沖發(fā)射出去，為了增加抗干擾能力將編碼的信號(hào)調(diào)制在較高的頻率載波上發(fā)射。在接受部分接收頭將接收到的光信號(hào)裝換為電信號(hào)，經(jīng)過解調(diào)將發(fā)射數(shù)據(jù)解調(diào)出來，輸入單片機(jī)進(jìn)行控制。實(shí)現(xiàn)功能:無線數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收特點(diǎn)及水平:實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，在三米近距離的范圍內(nèi)可以收到發(fā)射數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞：單片機(jī);可靠性;MC145026;MC145027；無線數(shù)據(jù)傳輸。第一章：系統(tǒng)概述第一部分：課題的任務(wù)及要求設(shè)計(jì)選題： 基于單片機(jī)的紅外遙控收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)紅外遙控收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：1.發(fā)射頻率：38kHz 2.電源：9V/0.2A 5V/0.1A 3.接受范圍：2m 4.傳輸速率：27bit/s 5.反應(yīng)時(shí)間：2ms設(shè)計(jì)目的：1.掌握常用紅外集成發(fā)射，接收頭的設(shè)計(jì)使用方法。2.掌握數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)構(gòu)建方法。3.掌握電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。4.培養(yǎng)提高綜合利用多學(xué)科相關(guān)知識(shí)進(jìn)行初步工程設(shè)計(jì)與實(shí)際裝調(diào)系統(tǒng)電路的能力。第二部分：設(shè)計(jì)方案的對(duì)比1.總體方案的選擇方案一 方案一系統(tǒng)框圖此方案的控制部分采用STC89C51單片機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)可編程，使得系統(tǒng)靈活性大大增加，實(shí)現(xiàn)起來較為簡單。本方案采用的是用解碼電路的解碼送給單片機(jī)單片機(jī)直接對(duì)碼值進(jìn)行操作，輸出進(jìn)行顯示。方案二： 方案二系統(tǒng)框圖這種方法采用串口數(shù)據(jù)傳輸，一方面利用軟件解碼，一方面完成電壓的譯碼顯示，單片機(jī)的任務(wù)較為繁重。對(duì)于軟件的依存大，對(duì)操作者的軟件水平有較為高的要求。方案比較與選擇：第一種方案優(yōu)點(diǎn)：（1）采用硬件解碼，由解碼芯片自動(dòng)輸出所接收取的數(shù)值。（2）不需要繁瑣的程序定義和解碼程序。（3）對(duì)操作者的軟件要求相對(duì)較低。更適合實(shí)驗(yàn)的考察和各學(xué)科知識(shí)的融合。第一種方案缺點(diǎn)：（1）硬件電路較為復(fù)雜。（2）經(jīng)濟(jì)型相對(duì)較差。第二種方案優(yōu)點(diǎn)：（1）電路較第一種簡化。（2）采用串口數(shù)據(jù)輸入，對(duì)單片機(jī)的端口設(shè)置占用較少。第二種方案缺點(diǎn)：（1）對(duì)電路的準(zhǔn)確性和防干擾能力要求高。（2）軟件解碼相對(duì)繁瑣。（3）解碼時(shí)間上來說采用串口輸入時(shí)間會(huì)相對(duì)較長。（4）軟件要求高。綜合實(shí)驗(yàn)的條件和操作者的水平，以及實(shí)驗(yàn)的綜合性質(zhì)采用第一種方案。第三部分：模塊的設(shè)計(jì)方案與選擇（1）單片機(jī)的選擇：方案一：Motorola單片機(jī)方案二：飛思卡爾單片機(jī)方案三：凌陽單片機(jī)方案四：STC 單片機(jī)方案對(duì)比：以上個(gè)方案的單片機(jī)均可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送以及端口的操作，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)功能來說，都可以實(shí)現(xiàn)，考慮經(jīng)濟(jì)和實(shí)用性選擇STC單片機(jī)。 （2）紅外編碼解碼芯片的選擇：方案一：PT2272-M6/ PT2262-M6 紅外編碼解碼芯片。方案二：HT6221 SOP-20 紅外遙控編碼解碼芯片。方案三：MC145026/MC145027紅外編碼解碼芯片。方案的對(duì)比選擇：由于本實(shí)驗(yàn)中采用發(fā)射與接收分開制作的模式，接收部分芯片必須與發(fā)射部分相匹配，在試驗(yàn)中發(fā)射部分采用Motorola公司的MC145026編碼芯片，所以在接收部分也選擇Motorola公司的MC145027解碼芯片。（3）顯示模塊的選擇： 方案一：數(shù)碼管顯示。 方案二：采用1602液晶顯示。方案三：采用12864液晶屏顯示。方案四：采用LED點(diǎn)陣顯示。 方案的對(duì)比與選擇：本實(shí)驗(yàn)顯示接收到的一位數(shù)字，一位數(shù)碼管已經(jīng)足夠顯示信息。對(duì)于其余的方案，在經(jīng)濟(jì)性上明顯不如第一種。而且方案二、三、四在軟件上有較為繁瑣的定義，故采用第一種方案。 （4）下載模塊方案一：選用串口下載的方式，運(yùn)用九針串口與MAX232相結(jié)合進(jìn)行單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信。方案二：選用USB下載的方式，運(yùn)用USB口與PDIUSBD12相結(jié)合進(jìn)行單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信。方案對(duì)比與選擇：鑒于MAX232更容易購得且均可達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，故選擇方案一。 （5）顯示順序流水燈模塊。方案一：八位發(fā)光二極管。方案二：1602液晶顯示。方案對(duì)比與選擇：僅僅顯示順序，發(fā)光二極管更為簡單且便宜。所以在實(shí)驗(yàn)里選擇方案一。（6）紅外接收頭模塊采用一體化的紅外接收頭638。這一款的紅外接收頭具有小型設(shè)計(jì)、內(nèi)置專用、IC寬角度、長距離接收抗干撓能力強(qiáng)、能抵擋環(huán)境干撓光線、低電壓工作的特點(diǎn)，安全符合實(shí)驗(yàn)的要求。綜上，紅外遙控收發(fā)系統(tǒng)以STC89C51單片機(jī)為控制核心，采用專用的集成編碼芯片MC145026進(jìn)行編碼操作，利用邏輯芯片CD4011構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生38kHz的載波信號(hào)，采用普通的紅外發(fā)射頭將編碼信號(hào)發(fā)射出去，通過集成一體化紅外接收頭638對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行接收、放大和整形，解碼部分采用MC145027通用解碼器將接收到串行數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，通過單片機(jī)控制數(shù)碼管和流水燈進(jìn)行相應(yīng)顯示。該紅外遙控系統(tǒng)主要分為編碼、調(diào)制、發(fā)射、接收和解碼等部分，其中發(fā)射部分包括鍵盤、編碼調(diào)制、紅外發(fā)射管和數(shù)碼管顯示，接收部分包括紅外接收裝置、解碼電路、數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示電路。實(shí)驗(yàn)的硬件部分已經(jīng)基本成形，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的各個(gè)模塊的選擇符合要求，并且經(jīng)濟(jì)適用。而且此設(shè)計(jì)要求最終制作出實(shí)體，因此，設(shè)計(jì)原理圖時(shí)應(yīng)著重考慮設(shè)計(jì)最終的電路板的可行性。在電路焊接之前要在在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)每一個(gè)電路模塊仔細(xì)檢查，查閱其他書籍進(jìn)行校對(duì)，還要對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，以確保設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。在焊接過程中要盡量的注意保護(hù)器件不被損壞。在后續(xù)的電路板的調(diào)試階段，需要將診斷模塊程序和單片機(jī)仿真機(jī)一起進(jìn)行，從而克服調(diào)試程序本身的不可靠性，而且這種方法可方便地進(jìn)行調(diào)試及錯(cuò)誤診斷。以上對(duì)設(shè)計(jì)中對(duì)于實(shí)驗(yàn)中可能遇到的較為重要的問題進(jìn)行了分析并提出了解決方法。綜合實(shí)驗(yàn)所選的硬件芯片的價(jià)格合理，成本低，所以經(jīng)濟(jì)上本設(shè)計(jì)完全可行。第四部分：系統(tǒng)方框圖第五部分：系統(tǒng)原理 接收系統(tǒng)在初始狀態(tài)處于無限掃描狀態(tài)，掃面是否有接收到紅外輸入，沒有輸入就一直掃描，如果有輸入開始對(duì)輸入進(jìn)行處理，再由單片機(jī)進(jìn)行對(duì)外部顯示模塊進(jìn)行控制，從而達(dá)到顯示的目的。第六部分：章節(jié)總結(jié)系統(tǒng)制作的第一步是對(duì)要做系統(tǒng)的分析，此步必不可少，對(duì)后期的各部分制作有很大的幫助，要盡力做好此部分，為以下的過程節(jié)省時(shí)間和精力。第二章：單元電路設(shè)計(jì)與分析第一部分：STC89C52單片機(jī)1簡介單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。2晶振電路STC89C52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖所示，在RXD和TXD引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.212MHz之間選擇，電容值在530pF之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。 晶振電路3.復(fù)位及復(fù)位電路（1）復(fù)位操作復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。（2）復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周期)以上復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，。這佯，只要電源Vcc的上升時(shí)間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 上電復(fù)位電路按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式。也是本系統(tǒng)的復(fù)位電路，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖所示。 按鍵復(fù)位電路4.STC89C52具體介紹：（1） 主電源引腳（2根）VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源GND(Pin20)：接地線（2）外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端（3）控制引腳（4根）RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。（4）可編程輸入/輸出引腳（32根）STC89C52單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。PO口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8） ：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0P3.7第二部分：數(shù)碼管顯示原理1.數(shù)碼管結(jié)構(gòu)輸出電壓采用7段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字0 9、字符A F、H、L、P、R、U、Y、符號(hào)“-”及小數(shù)點(diǎn)“.”。數(shù)碼管的外型結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，分別如圖（b）和圖（c）所示。（a） 外型結(jié)構(gòu) （b） 共陰極 （c）共陽極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖2.數(shù)碼管工作原理共陽極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。共陰極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起，通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端，當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為高電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。 , 16進(jìn)制數(shù)的編碼0xc00xf90xa40xb00x990x92,0x820xf80x800x900x0010進(jìn)制數(shù)的編碼0123456789無顯示 共陽數(shù)碼管顯示字表3.數(shù)碼管電路圖第三部分：接收解碼電路 1.模塊簡介通過集成一體化紅外接收頭638對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行接收、放大和整形，解碼部分采用MC145027通用解碼器將接收到串行數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，通過單片機(jī)控制數(shù)碼管和流水燈進(jìn)行相應(yīng)顯示。 2. MC145027原理介紹 1.2MC145027的解碼方式 MC145027是與MC145026配套使用的解碼器（MC145027/145028）的一種,具有4位數(shù)據(jù)輸出和5位地址編碼,根據(jù)其地址的不同組合可以產(chǎn)生種不同的地址編碼。根據(jù)其地址的不同組合可以產(chǎn)生種不同的地址編碼。MC145027的引腳功能和外部電路如圖4所示,其功能框圖如圖5所示。MC145027通過RC積分電路來完成寬窄脈沖的識(shí)別,圖5中,定時(shí)元件R1、C1決定對(duì)寬窄脈沖的識(shí)別。 R2、C2是整個(gè)發(fā)送周期的辨別定時(shí)元件,用以確定各個(gè)有效單字,。當(dāng)編碼信號(hào)從數(shù)據(jù)輸入端（9腳）輸入時(shí),6 腳將出現(xiàn)與9腳相同的信號(hào),該信號(hào)經(jīng)R1、C1積分電路積分后由7腳送至數(shù)據(jù)提取電路,數(shù)據(jù)提取電路在輸入信號(hào)的每一個(gè)上升沿通過檢測 7腳的狀態(tài)來判斷輸入的是寬脈沖還是窄脈沖。圖6給出了6腳和7腳信號(hào)的波形,假定數(shù)據(jù)輸入端輸入的是“開路”編碼（即一個(gè)寬脈沖和一個(gè)窄脈沖）,寬脈沖開始于t0時(shí)刻,結(jié)束于t1時(shí)刻,窄脈沖開始于t2時(shí)刻,結(jié)束于t3時(shí)刻,整個(gè)編碼于t4時(shí)刻結(jié)束。那么,在t1時(shí)刻,7腳的電壓為：在此時(shí)刻,數(shù)據(jù)提取電路檢測到的7腳電平為高電平,說明上一個(gè)脈沖為寬脈沖;此后窄脈沖通過 R1給C1充電,在窄脈沖結(jié)束時(shí)的t3時(shí)刻,7腳的電壓為0.74Vcc,在此后的一段時(shí)間里C1通過R1放電,在編碼結(jié)束的t4時(shí)刻,7腳的電壓為0.1Vcc。此時(shí)數(shù)據(jù)提取電路檢測到7腳的電平為低電平,說明上一個(gè)脈沖為窄脈沖。由此可見MC145027并不是對(duì)接收到的脈沖信號(hào)直接進(jìn)行解碼,而是將輸入信號(hào)積分后進(jìn)行解碼,由于積分電路能濾除瞬間的尖脈沖干擾,因此MC145027接收的編碼信號(hào)即使受到某種程序的干擾,MC145027依然能夠進(jìn)行正確的解碼。引腳主要功能引腳主要功能1A1:為地址線9Data In:數(shù)據(jù)輸入端2A2:為地址線10R2/C23A3:為地址線11VT:接收數(shù)據(jù)有效輸出端4A4:為地址線12D9:為數(shù)據(jù)線5A5:為地址線13D8:為數(shù)據(jù)線6R114D7:為數(shù)據(jù)線7C115D6:為數(shù)據(jù)線8VSS:地16VDD:電源Mc145027引腳功能表 MC145026/MC145027時(shí)序圖3.解碼電路圖 74LS02內(nèi)部結(jié)構(gòu)和真值表第四部分：流水燈電路1.模塊簡介 流水燈又稱跑馬燈，在本實(shí)驗(yàn)中采用八位流水燈，根據(jù)收到的信息進(jìn)行依次循環(huán)的點(diǎn)亮。2.電路圖 第五部分：電平轉(zhuǎn)換1.模塊簡介利用MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)的通訊，將PC機(jī)里面的程序下載到單片機(jī)里。MAX232芯片是專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路,使用+5v單電源供電。2.結(jié)構(gòu)及原理介紹內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分：（1）電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。（3）供電。15腳DNG、16腳VCC（+5v）。3.電路圖4.使用方法由電路圖知道在1、2、3、4、5、6引腳的四個(gè)電容用來產(chǎn)生+12V和-12V的電平，提供給MAX232所用。引腳11、12接到了單片機(jī)的P30（RXD）和P31(TXD)腳數(shù)據(jù)的讀取和傳送端口。引腳13、14與串口3、2腳相接，用于數(shù)據(jù)的傳輸。引腳5共地端。第六部分：電源部分1. 模塊簡介電源模塊為整個(gè)的電路板供電。用一個(gè)發(fā)光二極管指示是否上電，電阻R16作為限流電阻。電容作為電路保護(hù)。2. 模塊電路第七部分：章節(jié)總結(jié)綜上，資料的查閱、電路的計(jì)算和電路的繪制已經(jīng)準(zhǔn)備完畢，對(duì)于各個(gè)電路的可實(shí)現(xiàn)性還有待于物理實(shí)驗(yàn)的檢測。第三章：電路的焊接以及測試第一部分：電源模塊測試結(jié)果：由測試結(jié)果知電源模塊輸出為接近5V的直流電源，其波動(dòng)在允許的范圍內(nèi)，得到良好的波形圖。第二部分：最小系統(tǒng)測試結(jié)果：本圖是單片機(jī)的引腳30（ALE鎖存允許端）信號(hào)，圖中可以看出接近方波，其頻率為接近2MHz，與已知的理論知識(shí)完全一致，電路正常工作。 本圖是單片機(jī)最小系統(tǒng)的晶提振蕩器（引腳18）的波形.。由圖可以看出其輸入頻率是12.05MHz，與晶振上標(biāo)注的12M極其接近，電路正常工作。由以上兩張圖可以明顯得知單片機(jī)最小系統(tǒng)已經(jīng)正常工作。第三部分：638接收部分測試結(jié)果： 本圖為638接收頭接收到某一信號(hào)的顯示圖，此圖說明638電路已經(jīng)正常工作，圖中的波是數(shù)據(jù)與載波的疊加結(jié)果。第四部分：電平轉(zhuǎn)換測試結(jié)果：電平轉(zhuǎn)調(diào)試結(jié)果說明圖，本圖是下載程序成功后的界面，程序下載到單片機(jī)說明電平轉(zhuǎn)換的電路完全正常。第五部分：測試的問題（1）單片機(jī)最小系統(tǒng)的輸出波形與理論的波形差別較大。解決辦法：第一步：查電路是否有錯(cuò)，最小系統(tǒng)的焊接是否與電路圖一致。經(jīng)檢查焊接無誤。 第二步：檢查有無虛焊，經(jīng)檢查無虛焊。 第三步：查硬件部分是否有損壞。檢查單片機(jī)是否能正常工作，經(jīng)檢查單片機(jī)完好，檢查復(fù)位電路是否好用，經(jīng)測試在按鍵按下時(shí)復(fù)位端的確有持續(xù)的高電平，復(fù)位電路正常。檢查晶振部分是否正常，經(jīng)檢查競爭部分未正常工作，檢查與其相接的電容是否有損壞，經(jīng)檢查電容被損壞，換上新的電容測試，最小系統(tǒng)正常工作。問題（1）總結(jié)：硬件元件的好壞是電路正常工作的關(guān)鍵，有一個(gè)小部件的損壞就會(huì)影響整個(gè)電路的工作，在焊接前要對(duì)每個(gè)小的部件進(jìn)行測試而且在焊接過程中要保證焊接質(zhì)量的同時(shí)盡量快些，切勿損壞器件，造成不必要的麻煩。（2）電平轉(zhuǎn)換模塊沒有正常工作，程序無法下到單片機(jī)里。解決辦法：第一步：查詢電路，焊接部分是否與電路圖一致，經(jīng)檢查焊接部分與所繪制的電路圖一致。第二步：查硬件部分電容有沒有損壞的。用萬用表測電容的容值，經(jīng)測試所有電容的值都正常。第三步：查看芯片是否好用。將芯片放在已經(jīng)確定好用的電路中測試能不能正常工作，經(jīng)測試芯片好用。第四步：檢查串口是否正常導(dǎo)通。經(jīng)檢測串口正常好用。第五步：串口線是否匹配。換另外的串口線，裝上串口再次測試電路是否能正常工作。經(jīng)檢測程序還是無法下到單片機(jī)里。第六步：換微機(jī)，將串口線與串口接到另外一臺(tái)微機(jī)，再次嘗試下載。經(jīng)測試下載成功。問題（2）總結(jié)：由于串口線的不匹配問題導(dǎo)致下載失敗，試驗(yàn)中要注意線路的匹配問題。（3）數(shù)碼管顯示時(shí)候，顯示的數(shù)字2和3不能正常顯示。解決辦法：第一步：檢查程序是否有寫錯(cuò)的地方。經(jīng)檢查程序并無錯(cuò)誤。 第二步：檢查電路焊接是否有錯(cuò)誤。經(jīng)檢查電路焊接有錯(cuò)，將數(shù)碼管的f、g腳焊接的順序接反。改正后經(jīng)測試數(shù)字都可以顯示正常。問題（3）總結(jié)：在焊接電路時(shí)候，注意與電路圖的一致性，錯(cuò)一點(diǎn)結(jié)果相差就很遠(yuǎn)。（4）發(fā)光二極管不能發(fā)光。解決辦法：第一步：斷電后用萬用表測試數(shù)碼管是否損壞，經(jīng)測試發(fā)光二極管并未損壞。 第二步：查電路是否有錯(cuò)。經(jīng)檢測電路焊接沒有錯(cuò)。 第三步：查是否有虛焊。經(jīng)檢測焊點(diǎn)的確有虛焊，重新焊接后二極管正常發(fā)光。問題（4）總結(jié)：在焊接過程中，虛焊在所難免，在焊接結(jié)束是應(yīng)該首先用萬用表測試焊接是否有斷點(diǎn)、虛焊、漏焊等等。第六部分：測試儀器（1） 數(shù)字示波器（2） 直流穩(wěn)壓電源（3） 萬用表（4） 微機(jī)第七部分：章節(jié)總結(jié)電路的測試是在做系統(tǒng)的必不可少的環(huán)節(jié)也是極其重要的環(huán)節(jié)，對(duì)每個(gè)模塊的測試以及對(duì)整體電路的調(diào)試時(shí)做工程的基本，這就要求制作者對(duì)于電路的原理以及相關(guān)的知識(shí)熟練運(yùn)用，同時(shí)對(duì)儀器的使用也得熟知。在調(diào)試環(huán)節(jié)對(duì)于各種不同的環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)很多意想不到的錯(cuò)誤，遇到錯(cuò)誤從基本的電路開始查起，從硬件及軟件兩部分進(jìn)行查錯(cuò)，一直到查處錯(cuò)誤為止，學(xué)會(huì)解決問題的方法及其基本步驟。第四章：軟件設(shè)計(jì)第一部分：系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件部分主要包括以下幾個(gè)模塊：接收數(shù)據(jù)讀取模塊，數(shù)字顯示模塊，流水燈模塊。通過幾個(gè)模塊的有機(jī)結(jié)合和相互協(xié)調(diào)來實(shí)現(xiàn)輸出設(shè)定電壓的功能。 系統(tǒng)軟件框圖第二部分：系統(tǒng)程序流程圖第三部分：軟件基礎(chǔ)C語言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語言，它兼顧了多種高級(jí)語言的特點(diǎn)，并具備匯編語言的功能。目前，使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已經(jīng)成為軟件開發(fā)的一個(gè)主流。用C語言開發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開發(fā)周期，明顯增強(qiáng)程序的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充。而針對(duì)8051的C語言日趨成熟，成為了專業(yè)化的實(shí)用高級(jí)語言。應(yīng)用C51編程具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）C51管理內(nèi)部寄存器和存貯器的分配，編程時(shí)，無需考慮不同存儲(chǔ)器的尋址和數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)問題。（2）程序由若干函數(shù)組成，具有良好的模塊化結(jié)構(gòu)。（3）有豐富的子程序庫可直接引用，從而大大減少用戶編程的工作量。（4）C語言和匯編語言可以交叉使用. 如果用匯編語言編寫與硬件有關(guān)的部分程序，用C語言編寫與硬件無關(guān)的運(yùn)算部分程序，充分發(fā)揮兩種語言的長處，可以提高開發(fā)效率。同標(biāo)準(zhǔn)C一樣，C51的程序由一個(gè)個(gè)函數(shù)組成，這里的函數(shù)和其他語言的“子程序”或“過程 ”具有相同的意義。其中必須有一個(gè)主函數(shù)main()，程序的執(zhí)行從main()函數(shù)開始，調(diào)用其 他函數(shù)后返回主函數(shù)main()，最后在主函數(shù)中結(jié)束整個(gè)程序而不管函數(shù)的排列順序如何。類型符號(hào)關(guān)鍵字所占位數(shù)數(shù)的表示范圍整型有(signed) int16-32768-32767(signed) short16-32768-32767(signed) long32-2147483648-2147483647無unsigned int16065535unsigned short int160-65535unsigned long int320-4294967295實(shí)型有float323.4e-38-3.4e38有double641.7e-308-1.7e308字符型型有char8-128-127無unsigned char80-255基本數(shù)據(jù)類型表C51的數(shù)據(jù)類型擴(kuò)充定義sbit:特殊功能位聲明bit:位變量聲明C51的包含的頭文件通常有:reg51.h；reg52.h；math.h；ctype.h； stdio.h；stdlib.h；absacc.h常用有:reg51.h reg52.h （定義特殊功能寄存器和位寄存器）； math.h （定義常用數(shù)學(xué)運(yùn)算）； 第四部分：章節(jié)總結(jié)軟件是工程中極其重要的的一部分，有時(shí)其花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對(duì)于硬件的調(diào)試，軟件也是學(xué)習(xí)的不可避免的部分，對(duì)軟件的學(xué)習(xí)是漫長的過程，多練才有經(jīng)驗(yàn)，才能做得好。對(duì)于軟件這一部分要加強(qiáng)練習(xí)。對(duì)于本實(shí)驗(yàn)軟件不是很難，有后續(xù)的程序知道其長度不是很長。屬于初級(jí)的階段。附錄：參考文獻(xiàn)1 郭天祥.新概念51單片機(jī)C語言教程入門、提高、開發(fā)、拓展.北京：電子工業(yè)出版社.2009年2 陳曉平.Protel 99 SE電子線路CAD應(yīng)用教程.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2007年3 童詩白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M. 北京：高等教育出版社,20014 尹建華,張惠群.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)M. 北京：高等教育出版社,2003第五章：結(jié)束語（1）總結(jié)：通過這為期一周的電子電路實(shí)驗(yàn)，我確實(shí)是學(xué)到了很多知識(shí)，拓展了自己的的視野，培養(yǎng)了我們的規(guī)范化的工作作風(fēng)。在為期一周的實(shí)訓(xùn)當(dāng)中感觸最深的便是實(shí)踐聯(lián)系理論的重要性，當(dāng)遇到實(shí)際問題時(shí)，只要認(rèn)真思考，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，一步一步的去探索，是完全可以解決遇到的一般問題的。本次實(shí)習(xí)的目的主要是：使我們對(duì)電子元件及電路安裝有肯定是的感性和理性熟悉，培養(yǎng)和鍛煉我們的實(shí)際動(dòng)手能力。使我們的理論知識(shí)與實(shí)踐充分地結(jié)合，作到不僅具備專業(yè)知識(shí)，而且還具備較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力，能分析問題和解決問題的應(yīng)用型技術(shù)人才。在實(shí)驗(yàn)中晚上的時(shí)間遇到問題就和同學(xué)們自主研討，大家在交流的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有很多的共性問題，然后一起尋找解決的辦法，這樣極大的提高效率，同時(shí)也很快的學(xué)到知識(shí)，對(duì)自己設(shè)計(jì)的電路也有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。我覺得積極通過積極研討還是獲得了不少的收獲。電路焊接完后對(duì)電路的調(diào)試是很有趣味的過程，從一個(gè)有錯(cuò)誤的現(xiàn)象改正，最終調(diào)出自己想要的結(jié)果有時(shí)還是很不容易的，經(jīng)歷一周的查閱、學(xué)習(xí)、實(shí)踐，至少知道了做一個(gè)系統(tǒng)的基本步驟與思路，對(duì)以后的有很大的幫助。本實(shí)驗(yàn)里涉及學(xué)習(xí)單片機(jī)，要掌握單片機(jī)指令系統(tǒng)中C語言各種基本語句的意義及C語言程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和方法，以及單片機(jī)與其他設(shè)備相連接的輸入輸出接口技術(shù)。從硬件軟件的結(jié)合上理論聯(lián)系實(shí)際，從而全面掌握單片機(jī)的應(yīng)用。軟件的修改也非常方便，軟件和硬件調(diào)試都通過后，把程序固化在 eprom當(dāng)中，插上8951單片機(jī)構(gòu)成一個(gè)完整的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。做完實(shí)驗(yàn)對(duì)單片機(jī)的了解以及對(duì)編解碼芯片的了解是最有意義的。這樣就達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的，掌握了新的知識(shí)。對(duì)于本實(shí)驗(yàn)還有很多需要改進(jìn)的地方，首先實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備，微機(jī)有些落后，在一定程度上不能滿足需求，數(shù)量較少，其次在實(shí)驗(yàn)的前期對(duì)學(xué)生的培訓(xùn)力度較弱，課程要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自主設(shè)計(jì)，真正自己做完整的不多。最后在實(shí)驗(yàn)里應(yīng)針對(duì)不同程度的學(xué)生設(shè)計(jì)一些不同的題目，對(duì)于基礎(chǔ)好的學(xué)生做過一些比賽的