綜合課程設計-單片機及其接口技術

1、綜合課程設計題目：單片機接口技術及紅外接收應用姓名： 學號： 一、 單片機接口 (一) 單片機簡介 單片機是微型計算機技術發(fā)展的產(chǎn)物，經(jīng)歷了探索階段、完善階段、微控制器形成階段和微控制器發(fā)展階段。 單片機在一塊芯片上集成了CPU、一定容量的RAM 和ROM（或EPROM、FlashROM）、定時/計數(shù)器及I/O 接口電路等部件，構(gòu)成一個微型計算機。單片機的CPU 包括控制器和運算器，控制器負責識別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機內(nèi)哥哥功能的協(xié)調(diào)作用；運算器主要實現(xiàn)算術邏輯運算和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。51 單片機的存儲器組織，從物理上分 4 個部分，從邏輯分3 個地址空間。內(nèi)部、外部程序存儲器由CPU 統(tǒng)一

2、訪問，內(nèi)部、外部數(shù)據(jù)存儲器使用不同的指令訪問。內(nèi)部RAM 中有位尋址空間。特殊功能寄存器占用了內(nèi)部RAM 空間的128 個地址，與同樣地址的內(nèi)部RAM 使用不同的尋址方式相區(qū)別。單片機軟件開發(fā)完畢后需要對EPROM 編程，加電時需要上電復位電路將 單片機復位，然后轉(zhuǎn)入程序?qū)崍?zhí)行方式，還要考慮單片機的低功耗方式。單片機 引腳具有三總線（地址總線、控制總線、數(shù)據(jù)總線）結(jié)構(gòu)。單片機指令系統(tǒng)是CPU 執(zhí)行的所有指令的集合及其編碼系統(tǒng)，在計算機中以二進制表示，在編寫程序時通常使用助記符形式。51 單片機的 CPU 有種尋址方式：立即數(shù)尋址,直接尋址，寄存器尋址，寄存器間接尋址，變址尋址，相對尋址和位尋址

3、?？梢詫崿F(xiàn)對內(nèi)部寄存器、內(nèi)部RAM、特殊功能寄存器、程序存儲器、外部RAM、位空間各個存儲區(qū)域的訪問。 單片機指令按功能分為類：數(shù)據(jù)傳送指令，可實現(xiàn)CPU 內(nèi)部寄存器、內(nèi)部 RAM、外部 RAM、I/O 端口、程序存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送，還能完成數(shù)據(jù)交換和堆棧操作；算術運算指令，實現(xiàn)對操作數(shù)的加、減、乘、除等運算；邏輯運算與移位指令，實現(xiàn)對操作數(shù)按位進行邏輯與、或、異或、取反等操作，以及對累加器A 中所有位向左或向右移位；位操作指令，實現(xiàn)位的傳送、修改、運算和位控制轉(zhuǎn)移；控制轉(zhuǎn)移指令，實現(xiàn)無條件轉(zhuǎn)移、條件轉(zhuǎn)移、子程序調(diào)用和返回等操作。 而單片機中還含有定時/計數(shù)器。T0 有4 種工作方式，T1

4、有3 種，T2 有3 種。T0、T1 的方式 0、1、2 分別為13 位的定時器/計數(shù)器、16 位的定時/計數(shù)器和自動重裝初值的 8 位定時/計數(shù)器方式。T0 的方式 3 為兩個 8 位定時/計數(shù)器方式。T2 有自動重裝載方式、捕獲方式和波特率發(fā)生器方式。每種工作方式下，都可以選擇是對內(nèi)部機器周期技術還是對外部引腳 脈沖計數(shù)。所有的控制都使用特殊功能寄存器 TMOD、TCON、T2CON 實現(xiàn)，定時時間、計數(shù)個數(shù)由 THX、TLX 的初值控制。若系統(tǒng)中使用了串行口，則串行口的波特率總算與T1 或T2 的溢出率有關。 第六章：串行接口 本章主要講51 單片機串行接口的結(jié)構(gòu)和工作方式。51 單片機

5、的串行口有4 種工作方式，方式0 為同步移位寄存器方式，方式1 為8 位UART 方式，方式2 和 3 為9 位UART 方式。方式的選擇由SCON 中的SM1 位控制。各種方式的波特率設置分別為：方式0 固定為震蕩頻率的1/12，方式2 為震蕩頻率的1/32 或1/64，取決于PCON 中SMOD 位；方式1 和方式3 的波特率最靈活，由定時器/計數(shù)器T1 或T2 的溢出率與PCON 中的SMOD 共同控制，有較大波特率選擇范圍。串行口的方式0 可以用來擴展并行I/O 接口，只需外接移位寄存器。方式1 主要用于雙機通信，這時要與對方設置相同的幀格式和波特率。方式2 和 方式3 可以用于多機通

6、信，構(gòu)成簡單的集散控制系統(tǒng)。(二) 單片機與其接口技術 而說到單片機的接口技術，就必須涉及到轉(zhuǎn)換器。DAC0832 是最常見的8 位D/A 轉(zhuǎn)換器之一，輸入數(shù)字量為8 位，輸入方式有直通、單緩沖、雙緩沖三種，直通方式適用于無計算機控制的系統(tǒng)，單緩沖方式用于單個 DAC0832 轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)，雙緩沖用于多個 DAC0832 需同步輸出模擬信號的系統(tǒng)。DAC0832 與單片機之間的數(shù)字量輸出使用無條件傳送方式。DAC1208 是12 位的D/A 轉(zhuǎn)換器，向其輸出數(shù)字量時應先送高8 單片機論文及課設 5 位，后送低8 位。ADC0809S 是典型的8 位逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換器，可以對 8 路模擬信號

7、分時進行A/D 轉(zhuǎn)換。具體應用中應先向其路數(shù)選擇和啟動脈沖，轉(zhuǎn)換成功后ADC0809 會產(chǎn)生轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，該信號可以用作單片機的一個中斷源。單片機與其接口技術有一個很重要的應用就是紅外遙控。 紅外線通訊是一種廉價，近距離，無連線，低功耗和保密性較強的通訊方式，在個人電腦機中主要應用在無線數(shù)據(jù)傳輸方面，但目前已經(jīng)逐漸開始在無線網(wǎng)絡接入和近距離遙控家電方面得到應用。 鑒于紅外線通訊的諸多好處，現(xiàn)在的計算機主板幾乎全部提供了紅外線連接口，以便用戶利用它進行與帶紅外線接口的設備通訊，如筆記本電腦，手機，數(shù)碼相機等計算機的外圍設備。但是計算機主板上僅僅是提供了一個紅外線連接口，并未提供完整的發(fā)射接收裝置

8、，因此用戶在想使用紅外線通訊時，仍然需要紅外線連接器，即帶有紅外發(fā)射接收裝置的紅外接口。 又由于目前紅外通訊技術的發(fā)展已非常廣泛，所以對紅外接口電路的需求是很必要的。隨著進一步發(fā)展方向就像現(xiàn)在的計算機網(wǎng)絡一樣，發(fā)展成一個紅外線組網(wǎng)，用以實現(xiàn)設備間的資源共享，而如此組建的紅外網(wǎng)絡完全是免費的，不需要付給第三方任何通訊費用。 (三) 紅外接口技術 紅外接口是新一代手機的配置標準，它支持手機與電腦以及其他數(shù)字設備進行數(shù)據(jù)交流。紅外通訊有著成本低廉，連接方便，簡單易用和結(jié)構(gòu)緊湊的特點，因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。通過紅外線接口各類移動設備可以自由進行數(shù)據(jù)傳輸不用連線且速度較快，可達4Mb/

9、s，是短距離雙機通信的一種好方法。進行紅外線通信是需注意：將具有紅外線通信功能的兩個系統(tǒng)靠近，且發(fā)送（接收）口需大致在同一水平線上，兩系統(tǒng)之間的距離不能相差太遠，一般在一到兩米，角度相差不超過30 度。 紅外接口 CPU 與外部設備，存儲器的連接都需要通過接口設備來實現(xiàn)，前者被稱為 I/O 接口，而后者則被成為存儲器接口。存儲器通常在CPU 的同步控制下工作，接口電路比較簡單；而I/O 設備品種較多，其相應的接口電路也各不相同，一般說的接口只是指I/O 接口。 電腦主板紅外線接口大多是一個5 針插座，其引腳定義如下表所示： 紅外線接口引腳定義表1 根據(jù)IRDA（Infrared Data As

10、sociation，紅外數(shù)據(jù)協(xié)會）提供的“異步串行通訊標準” 資料顯示，IRTX 引腳能提供6.0mA 的輸出電流，而IRRX 引腳在吸收1.5mA 電流就能對輸入信號作出反應。資料同時顯示紅外線接口的發(fā)射部分已將傳輸數(shù)據(jù)進行38kHz 的載波，而接收部分將進行信號分離處理，所以在制作接口電路時無須再考慮載波和分離電路。 紅外接口技術的發(fā)展有著良好的趨勢，也有其固有的優(yōu)點。 1、紅外技術的特征：紅外線通信技術適合于低成本、跨平臺、點對點高速數(shù)據(jù)連接，尤其是嵌入式系統(tǒng)。紅外線技術的主要應用：設備互聯(lián)、信息網(wǎng)關。設備互聯(lián)后可完成不同設備內(nèi)文件與信息的交換。信息網(wǎng)關負責連接信息終端和互聯(lián)網(wǎng)。紅外通訊

11、技術已被全球范圍內(nèi)的眾多軟硬件廠商所支持和采用，目前主流的軟件和硬件平臺均提供對它的支持。紅外技術已被廣泛應用在移動計算和移動通訊的設備中。 2、藍牙技術的特征：藍牙技術是做為一種“電纜替代”的技術提出來的，發(fā)展到今天已經(jīng)演化成了一種個人信息網(wǎng)絡的技術。它將內(nèi)嵌藍牙芯片的設備互聯(lián)起來，提供話音和數(shù)據(jù)的接入服務，實現(xiàn)信息的自動交換和處理。藍牙主要針對三大類的應用：話音數(shù)據(jù)的接入、外圍設備互聯(lián)和個人局域網(wǎng)。話音數(shù)據(jù)的接入是將一臺計算設備通過安全的無線鏈路連接到一個通信設備，完成與廣域通信網(wǎng)絡的互聯(lián)。外圍設備互聯(lián)是指將各種外設通過藍牙鏈路連接到主機。個人局域網(wǎng)的主要應用是個人網(wǎng)絡和信息的共享和交換。

12、藍牙技術已獲得了兩千余家企業(yè)的響應，從而擁有了巨大的開發(fā)和生產(chǎn)能力。藍牙已擁有了很高的知名度，消費者對這一技術也很有興趣由于紅外成本底，且傳輸速度比藍牙要快的多，而且紅外技術發(fā)展到現(xiàn)在技術已經(jīng)很成熟，所以將它更進一步的普及將會有很大的空間。 二、 紅外接口技術應用實例1. 設計任務與設計要求1.1設計任務利用單片機、紅外線以及外圍接口電路（鍵盤接口和顯示接口電路) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。1.2設計要求1. 應用MCS-51單片機設計簡單紅外收發(fā)器；2. 選用紅外發(fā)射、紅外接收器，紅外發(fā)射、接收距離10M;3. 硬件設計 根據(jù)設計的任務選定合適的單片機，根據(jù)控制對象設計接口電路。設計的單元電路必須有工

13、作原理,器件的作用,分析和計算過程；4. 軟件設計 根據(jù)電路工作過程，畫出軟件流程圖，根據(jù)流程圖編寫相應的程序，進行調(diào)試并打印程序清單；5. 原理圖設計 根據(jù)所確定的設計電路，利用Protel或EWB等有關工具軟件繪制電路原理圖、PCB板圖、提供元器件清單。2. 設計的目的意義和主要功能2.1 設計的目的意義訓練學生綜合運用已學課程的基本知識，獨立進行單片機應用技術和開發(fā)工作,掌握單片機程序設計、調(diào)試和應用電路設計、分析及調(diào)試檢測。簡單紅外收發(fā)器是在紅外遙控的基礎上，利用紅外線進行點對點的數(shù)據(jù)通信裝置。目前，其相應的軟件和硬件技術都已比較成熟。它是把紅外線作為載體的遙控方式。紅外遙控是一種無線

14、、非接觸控制技術，具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、成本低廉、抗干擾能力強、信息傳輸可靠、易實現(xiàn)，同時，由于采用紅外線收發(fā)器件時，工作電壓低、功耗低、外圍電路簡單等優(yōu)點，因此，被諸多電子設備，特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應用到計算機系統(tǒng)中。2.2 主要功能1.紅外線傳輸，實現(xiàn)較長距離（10M）的數(shù)據(jù)收發(fā)；2.實現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)進行顯示。3. 設計方案3.1 總體方案按照系統(tǒng)設計的功能的要求，初步確定設計系統(tǒng)主要由發(fā)射模塊與接收模塊兩部分組成。發(fā)送模塊先由鍵盤操作鍵值，以二進制信號的形式，傳送給單片機，然后單片機將待發(fā)送的二進制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。紅外接收模

15、塊普遍采用價格便宜，性能可靠的一體化紅外接收頭(如HS0038，它接收紅外信號頻率為38KHz，周期約為26us)接收紅外信號，它同時對信號進行放大、檢波、整形，得到TTL電平的編碼信號，再傳送給單片機，經(jīng)單片機解碼并由數(shù)碼管顯示接收到的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如圖.1。輸入數(shù)據(jù) 編碼調(diào)制 信號發(fā)射 接收解調(diào) 解碼 顯示 操作鍵盤單片機紅外發(fā)射電 路紅外接收頭單片機數(shù)碼管圖.1 紅外收發(fā)器系統(tǒng)的構(gòu)成框圖3.2 工作原理3.2.1 二進制的編碼本設計系統(tǒng)采用不同的脈寬寬度來實現(xiàn)二進制信號的編碼，可由發(fā)送單片機來完成。用圖2(a)表示二進制信號中的高電平1，其特征是脈沖中低電平與高電平的寬度均等于02

16、6ms，相當于lO個26 的寬度；用圖2(b)表示二進制信號中的低電平0，其特征是脈沖中高電平的寬度等于026ms，而低電平的寬度是高電平的二倍，等于052ms，相當于20個26 的寬度。上述lO個和20個脈沖寬度還可適當調(diào)整，以適應不同數(shù)據(jù)傳輸速度的需要。3.2.2 二進制的調(diào)制二進制信號的調(diào)制仍由發(fā)送單片機來完成，它把編碼后的二進制信號調(diào)制成頻率為38KHz的間斷脈沖串，相當于用二進制信號的編碼乘以頻率為38KHz的脈沖信號得到的間斷脈沖串，即是調(diào)制后用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號。如圖3所示，A是二進制信號的編碼波形，B是頻率為38KHz(周期為26us )的連續(xù)脈沖串，c是經(jīng)調(diào)制后的間斷

17、脈沖串(相當于C=AB)，用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。圖3中，待發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)為101。3.2.3 二進制的解調(diào)二進制信號的解調(diào)由一體化紅外接收頭HS0038來完成，它把收到的紅外信號(圖4中波形D，也是圖3中波形C)經(jīng)內(nèi)部處理并解調(diào)復原，輸出圖4中波形E(正好是對圖3中波形A的取反)，HS0038的解調(diào)可理解為：在輸入有脈沖串時，輸出端輸出低電平，否則輸出高電平。一體化紅外接收頭HS0038的外部結(jié)構(gòu)如圖5所示，1腳GND接電源地，2腳VCC接+5V，3腳OUT為數(shù)據(jù)輸出端(TTL電平，反相輸出)，可直接與單片機相聯(lián)。3.2.4 二進制的解碼二進制信號的解碼由接收單片機來完成，它把紅外接

18、收頭送來的二進制編碼波形通過解碼，還原出發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。如圖4，把波形E解碼還原成數(shù)據(jù)信息101。3.2.5 基于字節(jié)傳輸?shù)募t外收發(fā)數(shù)據(jù)格式在發(fā)送字節(jié)的開始先通過單片機發(fā)送20個脈沖寬度(每個脈沖周期26us)的高電平作為傳輸開始，接著發(fā)送8位數(shù)據(jù)(字節(jié)高位在前，低位在后)，最后發(fā)送1O個脈沖寬度的低電平作為傳輸結(jié)束，如圖6所示。4. 系統(tǒng)硬件設計4.1 紅外發(fā)射硬件設計單片機發(fā)送電路主要由操作鍵盤、單片機和紅外發(fā)射電路三部分組成，單片機主要完成鍵盤掃描的管理，二進制信號的編碼、調(diào)制，單片機選用AT89S52，其中P1.0用于輸出方波信號，控制紅外發(fā)射電路的工作。用P0口和P2口的低四位引腳

19、組成4x4矩陣鍵盤，按鍵產(chǎn)生相應的控制命令，通過AT89S52的P1.0輸出二進制信號編碼給紅外發(fā)射電路，二進制信息碼由AT89S52的定時器T1產(chǎn)生38KHz的紅外方波信號，由P1.0輸出經(jīng)過三極管9014放大，由紅外發(fā)射管（SE304）發(fā)射。其中，當P1.0=1時，三極管9014導通；當P1.0=0時，三極管9014截止，SE304截止，不發(fā)射。原理圖見附圖14.1.1 AT89S52單片機的最小系統(tǒng) ATMEL 公司生產(chǎn)的AT89S52單片機，它是AT89C52/51的升級版，其硬件資源完全兼容。所不同的是AT89S52增加了在線調(diào)試功能，即程序可以通過JTAG接口下載，調(diào)試和固化。因而

20、，該芯片的開發(fā)不再需要昂貴的硬件仿真器，可實現(xiàn)實時仿真，所有的資源都可以為用戶所使用，可以在線編程或在系統(tǒng)編程，更進一步地說，在線編程或在系統(tǒng)編程是開發(fā)的系統(tǒng)具有了通過網(wǎng)絡進行升級、維護的潛在功能。AT89S52的性能及特點：1、 與MCS-51系列單片機兼容；2、 片內(nèi)有4K（8K）可在線重復編程的快速內(nèi)存可擦寫存儲器（Flash Memory）；3、 存儲器可循環(huán)寫入/擦寫10000次以上；4、 存儲器數(shù)據(jù)保存時間為10年以上；5、 寬工作電壓范圍：Vcc可為2.7V6.5V；6、 全靜態(tài)工作：可從0Hz24MHz；7、 程序存儲器具有三級加密保護；8、 128個字節(jié)（256字節(jié)）的內(nèi)部R

21、AM；9、 32條可編程I/O口線；10、 三個16位定時器/計數(shù)器；11、 中斷結(jié)構(gòu)具有5級（6級）中斷源和兩個優(yōu)下級；12、 可編程全雙工串行通訊；13、 空閑維持低功耗和掉電狀態(tài)保護存儲數(shù)據(jù)；14、 具有JTAG接口，可方便的在線編程或在系統(tǒng)編程。4.1.2振蕩電路AT89S52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的高增益反相放大器, 振蕩器產(chǎn)生的信號送到CPU, 作為CPU的時鐘信號,驅(qū)動CPU產(chǎn)生執(zhí)行指令功能的機器周期。引腳XTAL1和XTAL2是此放大器的輸人端和輸出端。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可構(gòu)成一個自激振蕩器, 振蕩電路的連接如圖所示圖8所示，外接石英晶

22、體或陶瓷諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路, 接在放大器的反饋回路中。對外接電容C1和C2的值雖然沒有嚴格的要求, 但電容的大小多少會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振圈內(nèi)部振蕩的接法的快速性和溫度穩(wěn)定性。外接石英晶體時, C1和C2一般?。?0pF10pF），外接的是石英晶體, 所以，C1、C2選擇標稱值33pF。4.1.3 復位電路單片機復位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài), 并從這個狀態(tài)開始工作。無論是在單片機剛開始接上電源時, 還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸人到芯片的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀

23、態(tài)時, 且振蕩器穩(wěn)定后, 如果RST引腳有一個高電平并維持2個機器周期（24個振蕩周期）, 則CPU就可響應并且將系統(tǒng)復位。復位分為手動復位和上電復位。本設計系統(tǒng)采用的是手動復位, 當按下按鈕時, 即使人的動作很快, 也會使按鈕保持通達數(shù)十毫秒，所以, 手動復位能確保復位時間要求。復位電路連接如圖9。4.1.4 鍵盤接口電路鍵盤的接口原理：鍵盤的行線連接到單片機P0口的P0.0P0.3，列線連接到P2口的P2.0P2.3，組成4x4矩陣鍵盤。鍵盤接口電路如圖10。 4.1.5 紅外發(fā)射器件4.1.5.1 紅外線特性紅外輻射分為四個區(qū)域：近紅外（=0.763mm）；中紅外（=36mm）；中遠紅外

24、（=620mm）；遠紅外（=201000mm），經(jīng)查閱相關資料，本設計系統(tǒng)采用紅外=（0.940.95）mm=（940950）nm。4.2.5.2 紅外發(fā)射二極管（SE304）根據(jù)系統(tǒng)設計要求，紅外發(fā)送、接收距離10M，即要提高紅外線作用距離，那么就應該提高發(fā)射管的瞬時發(fā)射功率，降低其平均功率。而采用一定的占空比的脈沖發(fā)射是解決發(fā)射功率與作用距離的有效途徑。同時，加裝聚光透鏡，以改善其發(fā)射指向性能，提高作用距離。紅外光束編碼收發(fā)系統(tǒng)的有效作用距離是由饋送進發(fā)射LED的電流峰值所決定的，電流平均值越小，其功率越高。如下圖11，改變R2的值，可以改變發(fā)射的距離。對下面的電路，為電路工作電壓，為管的

25、工作電壓，為發(fā)射管的正向電流，為發(fā)射管的耗損功率。SE304紅外發(fā)射管特性：耗損功率：=100mW； 正向電流：=50mA； 反向電壓：=5V;結(jié)溫：Tj=100C； 存放溫度：Tstg=-40C+100C。4.2 紅外接收硬件設計紅外接收電路主要由AT89S52單片機、紅外接收頭和顯示部分組成，發(fā)射端發(fā)射的紅外信號經(jīng)過接受處理，傳給單片機。接收電路使用一體化的紅外接裝置，將發(fā)送的信號接收，放大、檢波、整形，并且經(jīng)P1.0傳輸可以讓單片機識別的TTL信號，經(jīng)單片機解碼由數(shù)碼管顯示。原理圖見附圖2。4.2.1 紅外接收頭HS0038一體化紅外接收頭，接收頻率為38kHz1kHz管腳依次為：如右圖

26、12。連接時，在VCC與GND之間并入一個0.1uF的電容有助于改進信號質(zhì)量。其可以用于編碼接收，也可以用于低碼率的數(shù)據(jù)通訊。其中，它的圓形面為紅外接收面，它與SE304紅外發(fā)射管的有效收發(fā)直射距離可達35M. HS0038 信號電平:38kHz 紅外發(fā)射接收到時：OUT低電平輸出 38kHz 紅外發(fā)射接收不到時：OUT高電平輸出 4.2.2 數(shù)碼顯示部分系統(tǒng)中，選用一個雙七段數(shù)碼管來顯示接收的數(shù)據(jù)。數(shù)碼管采用DPY雙位七段共陽數(shù)碼管。高位的共陽極是I/O腳，低位的共陽極是5腳。由單片機的P O口控制數(shù)碼管的陰極，P2.6，P27口分別控制數(shù)碼管的高位和低位，當P2口輸出數(shù)位“0”時，相應的三

27、極管導通。根據(jù)PO口輸出不同數(shù)位，數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字，當P2口輸出數(shù)位“l(fā)”時，三極管截止，數(shù)碼管不顯示。原理圖見附圖2。5. 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件可分為鍵盤管理、顯示管理、二進制編碼、解碼管理等四部分。鍵盤管理與二進制編碼屬于發(fā)射模塊編程，另外兩個為接收模塊編程。5.1 發(fā)射模塊 發(fā)射主流程圖見圖13。5.1.1鍵盤管理：子流程圖見圖14。采用行反轉(zhuǎn)法。（1）.P0.0P0.3為輸入線，P2.0P2.3為輸出線，讀行線狀態(tài)，得不到不為0的行 即為閉合鍵所在的行。（2）.將P0.0P0.3改為輸出線，P2.0P2.3改為輸入線，P0.0P0.3輸出上一步讀到的行線狀態(tài)，讀P2.0P2.3，得

28、到不為零的列線，則行線和列線相交的鍵處于閉合狀態(tài)。（3）.把上兩步得到的輸入數(shù)據(jù)拼成一個字節(jié)數(shù)據(jù)作為鍵值，則鍵值和鍵的對應關系見下表。鍵號鍵值鍵號鍵值0EE8BE1ED9BD2EB10BB3E711B74DE127E5DD137D6DB147B7D715775.1.2 編碼管理：子流程圖見圖15。具體的編碼原理見（3.2.1和3.2.2） 5.2接收模塊接收主流程圖見圖16。二進制數(shù)碼的解調(diào)、解碼、以及基于字節(jié)的傳輸見3.2.33.2.5.顯示部分軟件設計，由單片機的P O口控制數(shù)碼管的陰極，P2.6，P27口分別控制數(shù)碼管的高位和低位，當P2口輸出數(shù)位“0”時，相應的三極管導通。根據(jù)PO口輸

29、出不同數(shù)位，數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字，當P2口輸出數(shù)位“l(fā)”時，三極管截止，數(shù)碼管不顯示。5.3調(diào)試5.3.1硬件調(diào)試采用靜態(tài)調(diào)試的方法從常見的硬件故障：邏輯錯誤；元器件失效；可靠性差；電源故障等方面進行調(diào)試。5.3.2軟件調(diào)試先獨立后聯(lián)機，先分塊后組合，先單步后連續(xù)的方法，進行計算機程序的調(diào)試、I/O處理程序的調(diào)試、綜合調(diào)試，針對常見的軟件錯誤：程序失控；中斷錯誤；輸入/輸出錯誤；結(jié)果不正確等進行調(diào)試.附圖.1 發(fā)射模塊電路圖附圖.2 接收模塊電路圖附.3 程序清單-發(fā)射模塊程序- ORG 0000H AJMP START ;轉(zhuǎn)主程序 ORG 001B AJMP INT1 ;轉(zhuǎn)定時器T1 ORG

30、 0030HSTART： LCALL SCAN ; 按鍵掃描 JNB KESY，START ;判斷是否有鍵按下 CLR KESY ;右鍵按下，則清零 MOV B,A ;鍵值送給B LCALL RED_SEND ;調(diào)用紅外子程序 AJMP START ;等待循環(huán)RED_SEND： MOV TMOD,#20H ;定時器T1工作方式2 MOV TH1,#0E8H MOV TL1,#0E8H ;標準38K脈沖頻率 MOV IE,#88H ;允許T1中斷使能 SETB TR1 ;啟動T1 SETB P1.0 ;紅外發(fā)送管控制IO口RED_END1： MOV A,B ;從B中取數(shù)據(jù) MOV R4,#8 ;

31、發(fā)送8位 MOV R5,#20 ;傳輸開始(同步幀)，發(fā)送20 個脈沖 LCALL DELAY1 ;調(diào)用一次子程序DELAY1，產(chǎn)生一個周期26us的脈沖RED_END2： RLC A ;先發(fā)送字節(jié)的高位 JC RED_D ;判斷是發(fā)送0還是1 MOV R5，#20 ;發(fā)送編碼0，先發(fā)送20個脈 沖寬度的低電平 LCALL DELAY2 ;調(diào)用一次子程序DELAY2，產(chǎn)生寬度26us 的低電平 MOV R5，#10 ;再發(fā)送10個脈沖 LCALL DELAY1 LIMP JIESHU ;調(diào)轉(zhuǎn)判斷發(fā)送結(jié)束 RED_D： MOV R5，#10 ;發(fā)送編碼1,先發(fā)送10個脈沖寬度的低電平 LCALL

32、 DELAY2 MOV R5，#10 ;在發(fā)送10個脈沖的高電平 LCALL DELAY1JIESHU: DJNZ R4,RED_SEND ; 發(fā)送8位未完，繼續(xù) MOV R5,#10 ;8位傳輸結(jié)束，再發(fā)送10個脈沖寬度的低電平(結(jié)束幀) LCALL DELAY2 RETDELAY1: NOP ;0.5us MOV R6,#11 ;0.5us DJNZ R6,$ ;11x1us=11us CLR P1.0 ;1us MOV R6,#11 ;0.5us DJNZ R6,$ ;11us DJNZ R5,DELAY1 ;判斷20個脈沖是否結(jié)束，1us RET ;1usDELAY2: CLR P1.

33、0 ;0.5us; MOV R6,#24 ;0.5us DJNZ R6,$ ;24us RET ;1us-鍵盤掃描-SCAN: MOV P0,#0FH ;P0.0 P0.3作行輸入線 MOV P2,#00H ;P2.0P2.3作列輸出線 MOV A,P0 CJNE A,#0FH,SCAN_KEY ;行線全為“1”，無鍵按下， STEB C RET CSCAN_KEY: CLR C ;行線為非全“1”，有鍵按下，0CY返回 RETKEYN: MOV P0,#0FH MOV A,P0 CJNE A,#0FH,KEYN1 ;有鍵閉合，轉(zhuǎn)移KEYN1 SETB C ;無鍵閉合，1CY返回 RETKEN

34、Y1: LCALL DELAY ;調(diào)用延時10ms,消除抖動 CJNE A,#0FH,KEYN ;確認按鍵 ANL A,#0FH MOV B,A ;保存P0低位狀態(tài)MOV P0,#00HMOV P2,#0FH ;行線、列線翻轉(zhuǎn)MOV A,P2 ;讀輸入列線的的狀態(tài)ANL A,#0FHORL B,A ;鍵值送BMOV DPTR;#KTAB ;DPTR指向鍵值表首地址MOV R3,#0 ;鍵號計數(shù)器R3清零KEYN2:MOV A,R3MOVC A,A+DPTR ;取鍵值表中的鍵值CJNE A,B,NEXT ;不符合繼續(xù)MOV A,R3 ;鍵號ACLR C ;0CY已得到鍵號RETNEXT: INC R3 ;鍵號加1AJMP KEYN2 ;循環(huán)KTAB: DB 0EEH,0EDH,0EBH,0E7H,0DEH,0DDH,0DBH,0D7H DB 0BEH,0