智能遙控器的研究與設(shè)計

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目： 智能遙控器的研究與設(shè)計 學(xué) 院： 電子信息學(xué)院 _ 專業(yè)班級： 08級電子信息工程02班 指導(dǎo)教師： xxx 職稱： 教授_ 學(xué)生姓名： xxx_ 學(xué) 號： xxxxxxxxxxx_ 摘 要隨著人民生活水平的提高，帶紅外遙控的家用電器種類繁多，比如電視、空調(diào)、dvd等。但是，由于各種紅外遙控編碼格式不同，使得各種產(chǎn)品的遙控器并不能兼容，這給人們的日常生活帶來了諸多不便。針對目前市面上已有的學(xué)習(xí)型遙控器都只能對一些特定的紅外遙控編碼進(jìn)行學(xué)習(xí)的情況，本文設(shè)計了一種基于單片機(jī)的學(xué)習(xí)型遙控器，以at89c52為核心，通過測量紅外遙控信號的脈沖寬度來原封不動地保存紅外遙控編碼

2、，并直接利用單片機(jī)的定時器產(chǎn)生38khz的載波信號，實現(xiàn)了對各種空調(diào)遙控器的自學(xué)習(xí)功能，而不需要其它電路或芯片來完成，節(jié)約了成本。本篇論文詳細(xì)地描述了該遙控器的設(shè)計過程以及工作原理，設(shè)計了完整的電路圖和所需的軟件代碼，部分代碼已經(jīng)測試成功。關(guān)鍵詞：自學(xué)習(xí)，智能型，紅外解碼，單片機(jī)控制，紅外遙控abstractwith the improvement of peoples living standard, with infrared remote control household appliances sort is various, such as television, air condi

3、tioning, dcd, etc. but, because all sorts of infrared remote control code format is different, make the various products of the remote control and cant compatible, the peoples daily life bring a lot of inconvenience. in view of the current existing learning remote control on the market can only to s

4、ome specific infrared remote control code was learning situation, this paper introduces a design of learning based on single chip microcomputer remote control to at89c52 as the core, as measured by infrared remote control signal pulse width to intact to preserve infrared remote control code, and dir

5、ectly of the microcontroller timer produce 38 khz carrier signal, realize the remote control of air conditioning of self-learning function, and dont need other circuit or chip to complete and save cost.this paper describes in detail the design process of the remote control and the working principle,

6、 design the circuit diagram and complete the software code, part of the code have been tested successfully。keywords: own learning， intelligent， infrared decoding，single-chip microcomputer control，infrared remote control目 錄前 言1第1章 總體設(shè)計方案31.1設(shè)計原理31.2方案的論證31.3 總體設(shè)計方案4第2章 硬件設(shè)計72.1器件的選擇72.1.1單片機(jī)的選擇72.1.2

7、串行存儲器at24c02132.1.3紅外接收頭hs0038b3v的技術(shù)參數(shù)152.2整體電路說明162.3硬件調(diào)試17第3章 軟件設(shè)計203.1主程序的結(jié)構(gòu)203.2學(xué)習(xí)程序203.3發(fā)射程序213.4學(xué)習(xí)/控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序213.5模式轉(zhuǎn)化223.6軟件調(diào)試23第4章 總結(jié)264.1總結(jié)264.2紅外線學(xué)習(xí)型遙控器的應(yīng)用前景展望26參考文獻(xiàn)28致謝29附錄 源程序30附錄 總電路圖55前 言 隨著電子工程在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用日益廣泛，對產(chǎn)品的人性化設(shè)計成為設(shè)計領(lǐng)域一個新的革命。遙控器主要由形成遙控信號的微處理器芯片、晶體振蕩器、放大晶體管、紅外發(fā)光二極管以及鍵盤矩陣組成。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)

8、展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計算機(jī)，智能化程度大大提高。近年來，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)以及人們的日常生活中使用越來越廣泛。帶紅外遙控器的家電給我們的生活帶來極大的方便，但遙控器多了很容易弄混，如果有一種可對家中各種紅外遙控器發(fā)射的控制信號進(jìn)行識別、存儲和再現(xiàn)的智能型紅外遙控器，用這樣一個遙控器控制家中所有電器該有多好。為此，我們試著設(shè)計一種以單片機(jī)為核心的智能型遙控器。通過此設(shè)計可以提高我們對專業(yè)知識的運(yùn)用能力，讓我們把在大學(xué)三年中所學(xué)到的專業(yè)知識真正的運(yùn)用到實踐當(dāng)

9、中?，F(xiàn)有自主學(xué)習(xí)型紅外遙控器,其核心主要有以下幾種:mcs-51 系列、 microchip pic16 系列、winbond w741 系列、holtek ht48 系列以及arm(advanced risc machines)系列。目前國內(nèi)外比較成熟的產(chǎn)品主要有: 1.上?；劬又悄茈娮拥膆j-jywc,它的主要特點(diǎn)為:觸屏按鍵組合輸入；具有紅外學(xué)習(xí)功能；具有載波頻率識別功能,能準(zhǔn)確識別各種復(fù)雜的紅外代碼。2.bremax 公司的 nrc-304網(wǎng)絡(luò)多功能遙控器,它的主要特點(diǎn)為:聯(lián)機(jī)自學(xué) 習(xí)、脫機(jī)自學(xué)習(xí)兩種模式；具有usb 口,通過internet 登陸bremax公司網(wǎng)站, 搜尋并下載相應(yīng)

10、型號家電的遙控器編碼,兼容各種品牌和型號。3.sunwave 公司的 src1600,它的主要特點(diǎn)為:具有巨集設(shè)定功能,單一按鍵 巨集設(shè)定可記憶多達(dá)60 個指令；具備紅外學(xué)習(xí)功能,具有usb 接口,可預(yù)設(shè)遙控編 碼和升級系統(tǒng) 。4.羅技harmony1100,它的主要特點(diǎn)為:黑色鋁合金外殼,3.5 英寸的觸屏；用戶可以根據(jù)具體情況添加或者刪除屏幕上的功能鍵；設(shè)備能通過usb 連機(jī),獲取羅技在線數(shù)據(jù)庫配置文件。 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是：智能遙控器的研究與設(shè)計。該課題要達(dá)到的目標(biāo)就是要把家里的所有遙控器的功能集中于一個遙控器上。經(jīng)過三個月的努力，完成了論文的寫作，這篇畢業(yè)論文將介紹這臺樣機(jī)的研制過程

11、，下面先介紹一下這篇畢業(yè)論文的總體框架。這篇論文的主要內(nèi)容在第1章，第2章和第3章。第1章要介紹了一些實現(xiàn)紅外遙控器的方案，比通過不同的角度進(jìn)行比較，讓我們心里對這些方案有個詳細(xì)的了解，通過科學(xué)的對比和論證，讓自己的心里都有了方案，最后在選擇方案，我也作出了為什么要選擇它的解釋，并且對整體方案進(jìn)行了簡要說明。第2章介紹了硬件電路，詳細(xì)的說明了硬件的各個部件，并對其進(jìn)行分析說明，給出了硬件電路框圖以及整個硬件電路，并對某些元件在電路中所起的作用作了說明，然后講述了硬件調(diào)試。第3章介紹了軟件設(shè)計，給出了整個軟件設(shè)計的流程圖，并對各部分的軟件設(shè)計進(jìn)行了仔細(xì)的說明，然后給出了軟件調(diào)試的思想第4章對紅外

12、線遙控器的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，并對此次的設(shè)計進(jìn)行了分析說明，并對提供過幫助的老師和同學(xué)表示了感謝。以上是本畢業(yè)論文的基本框架，希望對大家的閱讀有所幫助。第1章 總體設(shè)計方案本設(shè)計分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，硬件方面通過設(shè)計電路來使其能達(dá)到理想的功能，在硬件方面設(shè)有不同的按鍵，通過軟件方面的設(shè)計使各個按鍵擁有不同的功能。1.1設(shè)計原理學(xué)習(xí)型紅外遙控器在按下k鍵待綠色指示燈亮后，用遙控器對著紅外接收頭按下某個功能鍵，當(dāng)綠燈滅說明學(xué)習(xí)完畢，再按發(fā)射鍵就可以進(jìn)行遙控操作。當(dāng)紅外遙控器的某個按鍵按下時，發(fā)射出一組串行二進(jìn)制遙控編碼脈沖。該脈沖由引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、功能碼和反碼組成，通過設(shè)置這些編碼以及碼長便可區(qū)

13、分不同的紅外遙控器。紅外接收器負(fù)責(zé)紅外信號的接收和放大并解調(diào)出ttl電平信號送至微處理器進(jìn)行處理，微處理器通過比較和識別接收來的紅外遙控編碼便可執(zhí)行相應(yīng)的遙控功能。本系統(tǒng)的設(shè)計思想是不考慮紅外編碼方式，僅利用單片機(jī)at89c52對多個紅外遙控編碼的脈沖寬度進(jìn)行測量，并原封不動地把發(fā)射信號中高、低電平的時間寬度記憶至擴(kuò)展存儲區(qū)的指定地址。當(dāng)要發(fā)射紅外信號時，從擴(kuò)展存儲區(qū)中還原出相應(yīng)的紅外遙控編碼，并調(diào)制到40khz的載波信號上，最后，通過三極管放大電路驅(qū)動紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外信號，達(dá)到學(xué)習(xí)和發(fā)射的目的，從而實現(xiàn)一個遙控器控制多種紅外遙控設(shè)備。1.2方案的論證實現(xiàn)遙控器的功能有許多不同的方法，下

14、面通過介紹兩種不同的遙控電路。方案一 簡易的紅外遙控電路在不需要多路控制的應(yīng)用場合下，可以使用由常規(guī)電路組成的單通道紅外遙控電路。這中遙控電路不需要使用較貴的專用便譯碼器，因此成本較低。其系統(tǒng)電路框圖如：圖1-1產(chǎn)生震蕩頻率紅外發(fā)射紅外接收解調(diào)控制受控電器 圖1-1方案一系統(tǒng)方框圖方案二 利用at89c52單片機(jī)控制電路用單片機(jī)制作一個紅外遙控器，并可通過程序控制記憶按鍵功能，達(dá)到學(xué)習(xí)記憶功能。控制器at89c52紅外線發(fā)射電路紅外線接收解碼器學(xué)習(xí)指示燈遙控指示燈操作鍵圖 1-2 方案二系統(tǒng)方框圖 當(dāng)按下遙控器按鈕時，單片機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖，由紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去。當(dāng)紅外就收器接收到控制脈

15、沖時，經(jīng)單片機(jī)處理由顯示設(shè)備顯示出當(dāng)前受控電器的序號，并判斷是否對某一功能進(jìn)行的操作。以上方案：方案一未采用單片機(jī)，功能過于單一，僅能對一路電器進(jìn)行簡單遙控；方案二不僅可以用控制按鍵實現(xiàn)對電器的控制，而且可記憶學(xué)習(xí)按鍵功能，達(dá)到復(fù)制的功能，方便使用，且成本設(shè)計用at89c52也比較便宜實用。本設(shè)計將采用方案二作為設(shè)計藍(lán)本。1.3 總體設(shè)計方案本設(shè)計是通過對原遙控器發(fā)出的信號進(jìn)行解碼和再編碼，在經(jīng)過發(fā)射裝置發(fā)射以致控制電器，本遙控器自動默認(rèn)發(fā)射狀態(tài)，當(dāng)需要學(xué)習(xí)時，按下學(xué)習(xí)鍵，遙控器進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，按下被學(xué)習(xí)遙控器的按鍵，便可對它進(jìn)行學(xué)習(xí)，對其信號進(jìn)行處理由單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行，在處理完成后自動存儲在設(shè)置

16、的存儲器中，并由其內(nèi)部設(shè)置關(guān)聯(lián)的按鍵，當(dāng)需要遙控時，按下相應(yīng)的按鍵，就可以操作相應(yīng)的電器，學(xué)習(xí)過程如圖1-3所示，使用過程如圖1-4所示圖1-3 發(fā)射狀態(tài)圖1-4 學(xué)習(xí)狀態(tài)通過上面的電路介紹，設(shè)計出了總電路的框圖，它包括主芯片，發(fā)射部分，接收部分，鍵盤，存儲器。接收部分通過接受外部的信號，傳入單片機(jī)中進(jìn)行解碼處理，處理后存入存儲器中，但需要使用時，按下鍵盤相應(yīng)的鍵，單片機(jī)將調(diào)用相應(yīng)的代碼，通過發(fā)射電路發(fā)射出去。圖1-5就是總電路框圖。圖1-5 總電路框圖第2章 硬件設(shè)計通過上面的圖1-5，已經(jīng)可以看出電路分為五部分，本文分別將他們單獨(dú)作為介紹，通過論證，已將電路各個部分的主要芯片確定，下面將說

17、明如何選擇器件的。2.1器件的選擇根據(jù)上述方案二的要求以及紅外遙控自身的工作特點(diǎn)，如工作、壓低，低功耗等，選擇了以下器件：（1）單片機(jī)at89c52；（2）串行存儲器at24c02；（3）紅外接收頭hs0038b3v；（4）紅外發(fā)射頭tsal6200；（5）若干三極管、電阻和電容等。2.1.1單片機(jī)的選擇本設(shè)計的遙控器在工作過程需要對學(xué)習(xí)信號進(jìn)行分析解碼，然后存儲起來，等按下相應(yīng)的鍵然后調(diào)用相對應(yīng)的信息，通過發(fā)射部分發(fā)射出去，因此需要其能夠完成復(fù)雜的信號處理，這就需要選擇的單片機(jī)處理速度快，內(nèi)部有足夠的內(nèi)存。 at89c52是一個低電壓，高性能coms 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反

18、復(fù)擦寫的flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和flash存儲單元【1】。 at89c52完全能夠使本設(shè)計達(dá)到目的，因此選擇了此單片機(jī)，作為本設(shè)計的主芯片。1.主要特性功能：兼容mcs51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫(大于1000次）flash rom； 32個雙向i/o口； 256x8bit內(nèi)部ram； 3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷； 時鐘頻率0-24mhz； 2個串行中斷，可編程uart串行通道； 2個外部中斷源，共8個中斷源； 2個讀寫中斷口線

19、，3級加密位； 低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； 有pdip、pqfp、tqfp及plcc等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。2.引腳功能及管腳電壓圖2-1 單片機(jī)管腳圖at89c52為8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的c51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主ic 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)ram及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號ir的接收解碼及與主板cpu通信等。主要管腳有：xtal1（19 腳）和xtal2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12mhz 晶振。rst/vpd（9

20、 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。vcc（40 腳）和vss（20 腳）為供電端口，分別接+5v電源的正負(fù)端。p0p3 為可編程通用i/o 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中，p0 端口（3239 腳）被定義為n1 功能控制端口，分別與n1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為ir輸入端，10 腳和11腳定義為i2c總線控制端口，分別連接n1的sdas（18腳）和scls（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板cpu 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。 p0 口是一組8 位漏極開路型雙向i/o 口， 也即地址/數(shù)據(jù)

21、總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8 個ttl邏輯門電路，對端口p0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在flash 編程時，p0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 p1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口， p1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個ttl 邏輯 門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉 電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出

22、一個電流(iil)。 與at89c51 不同之處是，p1.0 和p1.1 還可分別作為定時/計數(shù)器2 的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和輸入（p1.1/t2ex）， flash 編程和程序校驗期間，p1 接收低8 位地址。 p2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個ttl 邏輯 門電路。對端口p2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電(iil)。 在訪問外部程序存儲器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr 指令）時，p

23、2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行movx ri 指令）時，p2 口輸出p2 鎖存器的內(nèi)容。 flash 編程或校驗時，p2亦接收高位地址和一些控制信號。 p3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口。p3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個ttl 邏 輯門電路。對p3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的p3 口將用上拉電阻輸出電流（iil）。 p3 口除了作為一般的i/o 口線外，更重要的用途是它的第二功能 。p3 口還接收一些用于flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 rst復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩

24、器工作時，rst引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位【2】。復(fù)位是單片機(jī)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單元執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)程序運(yùn)行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵重新啟動。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。本設(shè)計采用了按鍵手動復(fù)位方式。復(fù)位電路采用了按鍵與上電復(fù)位。上電與按鍵均可以有效復(fù)位。上電瞬間rst引腳獲得高電平，單片機(jī)復(fù)位電路隨著電容的c12的充電，rst引腳的高電平逐漸下降。rst引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。按鍵復(fù)位是直接

25、將高電平通過電阻r31分壓到達(dá)reset引腳，實現(xiàn)復(fù)位操作3。復(fù)位電路如圖2-2。圖2-2 復(fù)位電路圖ale/prog當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。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(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)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）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh 單元的d0 位置位，可禁止ale 操作。該位置位后，只有一條movx 和movc指令才能將ale

26、激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ale 禁止位無效。 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(dāng)at89c52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù) 據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次psen 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)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0000hffffh），ea 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存ea端狀態(tài)。 如ea端為高電平（接vcc端），cpu 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。flash 存儲器編程時，該引

27、腳加上+12v 的編程允許電源vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12v 編程電壓vpp。 xtal1振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 xtal2振蕩器反相放大器的輸出端。 在xtal1、xtal2兩端跨接一個石英晶體振蕩器，和兩個電容就構(gòu)成了穩(wěn)定自激諧振電路。晶振頻率為11.0592mhz。c12，c13是兩個瓷片電容，與晶振y2構(gòu)成了自激諧振電路。其電容的作用主要是對頻率進(jìn)行微調(diào)，一般取30-45pf左右。使用該電路可產(chǎn)生穩(wěn)定的11.0592mhz頻率，受外界的環(huán)境的干擾影響非常小【5】。其接法如圖所示：圖2-3 晶振電路3.特殊功能寄存器在at89c52 片內(nèi)存儲器中，80h-f

28、fh 共128 個單元為特殊功能寄存器（sfr），sfr 的地址空間映象如表2 所示。 并非所有的地址都被定義，從80hffh 共128 個字節(jié)只有一部分被定義，還有相當(dāng)一部分沒有定義。對沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。 不應(yīng)將數(shù)據(jù)寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“0”。 at89c52除了有at89c51所有的定時/計數(shù)器0 和定時/計數(shù)器1 外，還增加了一個定時/計數(shù)器2。定時/計數(shù)器2 的控制和狀態(tài)位位于t2co（參見表3）t2mod（參見表4），寄存器對（rcao2h、rcap2l

29、）是定時器2 在16 位捕獲方式或16 位自動重裝載方式下的捕獲/自動重裝載寄存器。 4數(shù)據(jù)存儲器at89c52 有256 個字節(jié)的內(nèi)部ram，80h-ffh 高128 個字節(jié)與特殊功能寄存器（sfr）地址是重疊的，也就是高128 字節(jié)的ram 和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它們是分開的。 當(dāng)一條指令訪問7fh 以上的內(nèi)部地址單元時，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高128 字節(jié) ram 還是訪問特殊功能寄存器。如果指令是直接尋址方式則為訪問特殊功能寄存器。 例如，下面的直接尋址指令訪問特殊功能寄存器0a0h（即p2 口）地址單元。 mov 0a0h，#data

30、間接尋址指令訪問高128 字節(jié)ram，例如，下面的間接尋址指令中,r0 的內(nèi)容為0a0h，則訪問數(shù)據(jù)字節(jié)地址為0a0h， 而不是p2 口（0a0h）。 mov r0，#data 堆棧操作也是間接尋址方式，所以，高128 位數(shù)據(jù)ram 亦可作為堆棧區(qū)使用。 定時器0和定時器1： at89c52的定時器0和定時器1 的工作方式與at89c51 相同。 5時鐘震蕩at89c52 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器， xtal1 和xtal2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路。 外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容

31、c1、c2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容c1、c2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體我們推薦電容使用30pf10pf，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pf10pf。 用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖10 右圖所示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到xtal1 端，即內(nèi)部 時鐘發(fā)生器的輸入端，xtal2 則懸空。 由于外部時鐘信號是通過一個2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條

32、件的要求。2.1.2串行存儲器at24c02在本設(shè)計中，為了解決某些信號由于信息量過大而導(dǎo)致單片機(jī)內(nèi)存不足于存儲這些信息，本設(shè)計特意增加了一個外部存儲器來彌補(bǔ)內(nèi)存不足的問題，使整個電路更加完整. at24c02是一個2k的串行cmos e2prom，完全能夠解決本設(shè)計的內(nèi)存不足問題，而且本存儲器價格便宜，所以本設(shè)計選擇此存儲器。at24c02是一個2k位串行cmos e2prom， 內(nèi)含有256個8位字，catalyst公司的先進(jìn)cmos技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗。at24c02有一個16字節(jié)緩沖器。該器件通過iic總線接口進(jìn)行操作，有一個專門的寫保護(hù)功能。1.極限參數(shù)：工作溫度工業(yè)級-55

33、+125 商業(yè)級0 +75 貯存溫度-65 +150 各管腳承受電壓-2.0 vcc+2.0v vcc管腳承受電壓-2.0 +7.0v 封裝功率損耗（ta=25） 1.0w 焊接溫度(10 秒) 300 輸出短路電流100ma2.特性：數(shù)據(jù)線上的看門狗定時器 可編程復(fù)位門欄電平 高數(shù)據(jù)傳送速率為400khz和1c總線兼容 2.7v至7v的工作電壓 低功耗cmos工藝 16字節(jié)頁寫緩沖區(qū) 片內(nèi)防誤擦除寫保護(hù) 高低電平復(fù)位信號輸出 100萬次擦寫周期 數(shù)據(jù)保存可達(dá)100年 商業(yè)級、工業(yè)級和汽車溫度范圍3.功能描述：at24c02支持i2c，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議i2c，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的

34、器件作為發(fā)送器。 任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的。 主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式， 通過器件地址輸入端a0、a1和a2可以實現(xiàn)將最多8個at24c02器件連接到總線上。管腳描述：表2-1 at24c02管腳描述管腳名稱功能a0、a1、a2器件地址選擇sdl串行數(shù)據(jù)、地址scl串行時鐘wp寫保護(hù)vcc+1.8v-6.0v工作電壓vss地4.存儲結(jié)構(gòu)與尋址：at24c02的存儲容量為2kb，內(nèi)容分成32頁，每頁8b，共256b，操作時有兩種尋址方式：芯片尋址和片內(nèi)子地址尋址。 （1）芯

35、片尋址： at24c02的芯片地址為1010，其地址1010a2a1a0r/w。其中a2，a1，a0可編程地址選擇位。a2，a1，a0引腳接高、低電平后得到確定的三位編碼，與1010形成7位編碼， 即為該器件的地址碼。r/w為芯片讀寫控制位，該位為0，表示芯片進(jìn)行寫操作。 （2）片內(nèi)子地址尋址：芯片尋址可對內(nèi)部256b中的任一個進(jìn)行讀/寫操作，其尋址范圍為00ff，共256個尋址單位6。2.1.3紅外接收頭hs0038b3v的技術(shù)參數(shù) 紅外線接收管是將紅外線光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件，它的核心部件是一個特殊材料的pn結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上采取了大的改變，紅外線接收管為了更多更大面積的

36、接受入射光線，pn結(jié)面積盡量做的比較大 ，電極面積盡量減小，而且pn結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。紅外線接收二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時，反向電流很?。ㄒ话阈∮?.1微安），稱為暗電流。當(dāng)有紅外線光照時，攜帶能量的紅外線光子進(jìn)入pn結(jié)后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產(chǎn)生電子-空穴對（簡稱：光生載流子）。它們在反向電壓作用下參加漂移運(yùn)動，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光電導(dǎo)”。紅外線接收二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號，而且這個電信號隨著光的變化而相應(yīng)變化

37、。hs0038b3v是塑封一體化紅外線接收器，它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與ttl電平信號兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號時為高電平，收到紅外信號時為低電平，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。圖2-4 hs0038b3v內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.2整體電路說明以上是主要器件的技術(shù)參數(shù)，下面是我們根據(jù)這些器件的技術(shù)參數(shù)設(shè)計出的電路。學(xué)習(xí)電路實現(xiàn)遙控信號的接收與檢波，解調(diào)出基帶信號，并送至微處理器；存儲器用來保存學(xué)習(xí)得到的遙控數(shù)據(jù)，發(fā)射電路用于發(fā)射遙控信號，實現(xiàn)對遙控電器的控制；鍵盤用于各種指令的輸入，

38、實現(xiàn)對學(xué)習(xí)型遙控器的控制。系統(tǒng)的總電路圖見附錄2紅外線發(fā)射電路是將系統(tǒng)內(nèi)部傳出的信號，此信號已經(jīng)過系統(tǒng)內(nèi)部處理，然后通過發(fā)射電路發(fā)射出去， 此發(fā)射電路中r6是保護(hù)發(fā)射頭（led1）不會被燒壞，r3同樣起限流作用，npn管在此電路中起功率放大作用，以增強(qiáng)信號的發(fā)射距離。發(fā)射電路如圖2-5。圖2-5 發(fā)射電路2.3硬件調(diào)試控制電路板的安裝與調(diào)試在整個電路的設(shè)計中占有重要位置，它是把理論付諸實踐的過程，也是把紙面設(shè)計轉(zhuǎn)變位實際產(chǎn)品的必經(jīng)階段。對試驗階段的電路板的安裝一般有兩種方式即焊接方式和面包板插接方式。使用面包板焊接更加方便，容易更換線路和器件，而且可以多次使用。本設(shè)計常用的調(diào)試儀器有：萬用表、

39、穩(wěn)壓電源、示波器、信號發(fā)生器等。調(diào)試步驟:1調(diào)試前不加電源的檢查對照電路圖和實際線路檢查連線是否正確，包括錯接、少接、多接等；用萬用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好；元器件引腳之間有無短路，連接處有無接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包括極性、信號源連線是否正確；電源端對地是否存在短路（用萬用表測量電阻）。經(jīng)過上述檢查，我們發(fā)現(xiàn)我們所設(shè)計的電路存在錯接和連接處不良接觸的問題，經(jīng)過細(xì)心的檢查后，解決了上述的一些電路上的問題。2靜態(tài)檢測與調(diào)試斷開信號源，把經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源接入電路，用萬用表電壓檔監(jiān)測電源電壓，觀察有無異?，F(xiàn)象：如冒煙、異常氣味、手摸元器件發(fā)燙，電源

40、短路等，如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即切斷電源，排除故障；我們的電路在此項測試中如無異常情況，接著我們又分別測量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓，如靜態(tài)工作點(diǎn)、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態(tài)下，結(jié)果有個別電路不符，經(jīng)過調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件，使電路最終工作在合適的工作狀態(tài)；3動態(tài)檢測與調(diào)試動態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號源，并循著信號的注射逐級檢測各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計要求，如必要，要對電路參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。發(fā)現(xiàn)問題，要設(shè)法找出原因，排除故障，繼續(xù)進(jìn)行。調(diào)試注意事項：經(jīng)過動手調(diào)試電路。從問題之中總結(jié)出來一些常用電路調(diào)試的注意事項。

41、（1）正確使用測量儀器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接；（2）在信號較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上，在頻率較高時要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測量時應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。（3）測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測處的等效阻抗。（4）測量儀器的帶寬必須大于被測量電路的帶寬。（5）正確選擇測量點(diǎn)和測量（6）認(rèn)真觀察記錄實驗過程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。（7）出現(xiàn)故障時要認(rèn)真查找原因。經(jīng)過我的測試發(fā)現(xiàn)有以下幾處錯誤：（1）電源電路輸出端，經(jīng)過用電流表測試，沒有發(fā)現(xiàn)沒有電流流出，對電路各個部件進(jìn)行

42、測試發(fā)現(xiàn)其中的7805不能正常工作，我更換這個部件電路正常工作。（2）通上電后發(fā)現(xiàn)，按下學(xué)習(xí)鍵后，發(fā)現(xiàn)電路中的學(xué)習(xí)燈不能亮，用萬用表測試后，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)鍵與單片機(jī)連接部分?jǐn)嚅_，沒有接上。（3）通上電按下發(fā)射鍵，發(fā)現(xiàn)發(fā)射指示燈不能夠正常工作，經(jīng)測試，確定連接在其電路中的電阻存在問題。下圖為處理故障后電路接入電流的實物圖，各個模塊運(yùn)行正常，圖2-6 電路實物圖第3章 軟件設(shè)計此系統(tǒng)是一個紅外遙控發(fā)射器，設(shè)計目的就是根據(jù)按鍵的不同，發(fā)射出不同的紅外信號。傳統(tǒng)的遙控器都是采用遙控發(fā)射專用集成芯片，例如飛利浦公司生產(chǎn)專用芯片saa3010，三菱公司生產(chǎn)的m50462p專用發(fā)射芯片。由于這些芯片的功能鍵數(shù)及功

43、能受到特定的限制，只適合于某一專用電器產(chǎn)品的應(yīng)用，應(yīng)用范圍受到限制。本系統(tǒng)采用單片機(jī)制作，采用編程的方法，由于編程具有靈活性，故應(yīng)用范圍較廣，操作碼可隨意設(shè)定。3.1主程序的結(jié)構(gòu)單片機(jī)上電復(fù)位后，首先對其內(nèi)部ram、定時器、i/o口進(jìn)行初始化，鍵盤掃描采用查詢方式，不斷查詢p2口的狀態(tài)，當(dāng)檢測到有鍵按下時，調(diào)用相應(yīng)的子程序，以完成相應(yīng)的操作。3.2學(xué)習(xí)程序在第一次自學(xué)習(xí)時，采用定時器定時、軟件計數(shù)的方法，測量int0引腳上輸入脈沖的高、低電平的寬度。平時int0引腳平時為高電平，當(dāng)接收到紅外遙控信號時，由于一體化紅外接收頭的反向作用，int0引腳下跳至低電平，此為引導(dǎo)碼。單片機(jī)檢測到此低電平后

44、啟動定時器t0進(jìn)行脈沖寬度的測量。所有測得的高低電平的寬度暫時保存在片內(nèi)ram區(qū)，在那里進(jìn)行解碼，然后保存引導(dǎo)碼、0碼和1碼的寬度信息以及解出的用戶代碼和功能代碼，并把其它存儲單元清零【7】。在第二次自學(xué)習(xí)時，直接用第一次解得的0碼（或1碼）的寬度信息去和該幀的功能碼寬度比較，若相等，則判為0碼（或1碼），反之，則判為1碼（或0碼），然后將該功能代碼存入相應(yīng)的存儲單元【3】。在退出自學(xué)習(xí)狀態(tài)時，程序控制單片機(jī)把引導(dǎo)碼、0碼和1碼的寬度信息以及用戶代碼和所有的功能代碼存入串行存儲器at24c02中，并進(jìn)入發(fā)射控制狀態(tài)。如何識別學(xué)習(xí)狀態(tài)？按下學(xué)習(xí)鍵超過三秒，系統(tǒng)則自動進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，遙控器自動搜尋信

45、號，對信號進(jìn)行解碼處理，然后儲存。圖3-1 學(xué)習(xí)流程圖3.3發(fā)射程序 在發(fā)射控制狀態(tài)下，程序根據(jù)按下的鍵號，從eeprom中取出對應(yīng)鍵值的存儲數(shù)據(jù)取反后作為t0的初始值，同時啟動t0和t1，并用t1產(chǎn)生38khz的載波信號。然后根據(jù)引導(dǎo)碼、0碼和1碼的寬度信息，通過軟件的方式恢復(fù)出原遙控信號，送至p3.5腳輸出。圖3-2 發(fā)射流程圖 3.4學(xué)習(xí)/控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序在本次畢業(yè)設(shè)計中，我們非常注意按鍵的復(fù)用，且力求操作簡單，這一切要借助于軟件。學(xué)習(xí)/控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換鍵與模式轉(zhuǎn)換鍵是復(fù)用的。在按下該鍵時，程序啟動定時器t0進(jìn)行計時，當(dāng)按下鍵不超過3s時，進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，否則進(jìn)行學(xué)習(xí)/控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換。3.5模式

46、轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)型遙控器存儲了很多家用電器的遙控數(shù)據(jù)，而每一種模式存儲有一臺家電的遙控數(shù)據(jù)。所以在每一種模式下，該遙控器只能控制與其對應(yīng)的家用電器，要實現(xiàn)對其它家用電器的控制，則需要模式轉(zhuǎn)換，例如，當(dāng)前模式是控制電視機(jī)的，要實現(xiàn)對dvd的控制，則需要轉(zhuǎn)換到控制dvd的模式下。模式轉(zhuǎn)換的實質(zhì)是把對應(yīng)電器的遙控數(shù)據(jù)由串行存儲器at24c32調(diào)到單片機(jī)的ram區(qū)。這樣在發(fā)射控制狀態(tài)下，單片機(jī)只訪問片內(nèi)ram區(qū)的數(shù)據(jù)，簡化了發(fā)射控制程序的編寫。由于任一模式的遙控數(shù)據(jù)所占的存儲單元相等，所以總可以計算出任一模式的遙控數(shù)據(jù)所在的存儲單元的地址。模式轉(zhuǎn)換程序就是要計算出下一模式（與當(dāng)前模式相對）的遙控數(shù)據(jù)所在的存儲

47、單元的地址8。在模式轉(zhuǎn)換時，程序控制單片機(jī)把下一模式的遙控數(shù)據(jù)由串行存儲器調(diào)到單片機(jī)的ram區(qū)，從而實現(xiàn)了模式的轉(zhuǎn)換。總程序流程圖: 圖3-3程序總流程圖3.6軟件調(diào)試該設(shè)計的硬件調(diào)試相對簡單，因此系統(tǒng)的調(diào)試重點(diǎn)在軟件上。調(diào)試軟件選用的是 proteus，操作起來十分方便。在對該系統(tǒng)軟件的調(diào)試過程中我們按照先局部后總體的步驟，即先將各個子程序模塊調(diào)通，再將它們連在一塊總體調(diào)試，這樣既容易構(gòu)思又容易發(fā)現(xiàn)程序所存在的問題。這當(dāng)中需要重點(diǎn)調(diào)試的是學(xué)習(xí)子程序，因為它是整個系統(tǒng)工作性能的關(guān)鍵。另外總體聯(lián)調(diào)時必須注意工作寄存器的使用，盡量避免重復(fù)使用，必要時應(yīng)當(dāng)壓棧，或開辟數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的部分【9】。通過pr

48、oteus測試i2c程序能夠正常工作，如圖3-2中，能夠?qū)懭氤绦颍绦蚰軌蛲耆珜崿F(xiàn)所要求的功能。 圖3-2 i2c電路測試將程序?qū)懭雸D3-3內(nèi)，測試按鍵，按下一個按鍵，在圖上的左邊模擬顯示屏中就會出現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)字，下圖是其中一個按鍵的測試，按鍵的測試完全正確。 圖3-3 鍵盤測試圖3-4為解碼程序工作的波形圖，前面的第一個低電平和第一個高電平為引導(dǎo)碼，引導(dǎo)解碼，前面引導(dǎo)碼低電平持續(xù)9毫秒，高電平持續(xù)4.5毫秒。圖3-4 解碼程序波形圖第4章 總結(jié)4.1總結(jié)在這次設(shè)計中，還提出了一些新的想法，用軟件的方法產(chǎn)生38khz的載波信號。很多傳統(tǒng)的方法是通過搭接硬件電路來得到38khz的載波信號。而我們充

49、分利用了單片機(jī)的資源，通過軟件的方法得到了38khz的載波信號。該方法更有利于降低遙控器的功耗，提高工作可靠性，因為每增加一個硬件電路，功耗就會相應(yīng)地增加，可靠性就會相應(yīng)地下降。傳統(tǒng)的遙控器基本都是能夠操縱一個用電器，或者是操作一個型號的用電器，而本設(shè)計采用自動解碼，而且可以多種不同的信號進(jìn)行解碼，所以可以操作幾種用電器，但是此次設(shè)計還有一些缺點(diǎn)，本設(shè)計中所用的供電系統(tǒng)是通過生活用電來供電，這就降低了電路的可靠性，如果電路電源部分出現(xiàn)問題，容易使整個電路出現(xiàn)燒壞各部分電路元件，不能對所有的信號進(jìn)行處理解碼。另外，學(xué)習(xí)型遙控器存在著功耗大的缺點(diǎn)，這一問題也需要我們繼續(xù)研究。只有解決了這些問題，學(xué)

50、習(xí)型遙控器才能走進(jìn)千家萬戶。4.2紅外線學(xué)習(xí)型遙控器的應(yīng)用前景展望紅外線學(xué)習(xí)型遙控器集各種遙控器的功能與一身，實現(xiàn)對所有遙控電器的控制。其應(yīng)用前景是顯而易見的。隨著人民生活水平的日益提高，家用遙控電器越來越多，而各家用電器的遙控器互不兼容，人們往往為了控制一臺家電而到處找與其對應(yīng)的遙控器，這給我們的生活帶來很多不便。紅外線學(xué)習(xí)型遙控器是解決這一問題的理想選擇。該遙控器應(yīng)用與家庭，將給家庭帶來很大的方便。隨著遠(yuǎn)程教育體系的不斷發(fā)展和日趨完善，多媒體教學(xué)手段在各級各類學(xué)校都得到了廣泛應(yīng)用。數(shù)字投影機(jī)、dvd、vcd、錄像機(jī)、電視機(jī)等是實現(xiàn)多媒體教學(xué)的硬件設(shè)備，由于這些設(shè)備都自帶遙控器，并且互不通用

51、，所以操縱這些設(shè)備得使用多種遙控器，這給使用者帶來了諸多不便。若把該遙控器應(yīng)用于多媒體教學(xué)，則可大大改善多媒體教學(xué)的條件。在控制領(lǐng)域，人們往往需要對設(shè)備進(jìn)行自動控制，這樣就有很多遙控設(shè)備，紅外線學(xué)習(xí)型遙控器可實現(xiàn)對這些設(shè)備的集中控制。另外，由于紅外線學(xué)習(xí)型遙控器的微處理器采用的是單片機(jī)，若把該單片機(jī)與計算機(jī)通過rs-485進(jìn)行總線通信，則可通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對紅外遙控設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。可見，若把外線學(xué)習(xí)型遙控器應(yīng)用于該領(lǐng)域，可以簡化控制過程，降低控制成本。參考文獻(xiàn)1 沈紅衛(wèi)。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例與分析m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2002：100-106，121-1242 朱定華,戴汝平。單

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