基于單片機(jī)的紅外遙控智能小車畢業(yè)設(shè)計_報告

1、. . . . 畢業(yè) 設(shè) 計（論 文）題 目：基于單片機(jī)的紅外遙控智能小車 西 安 郵 電 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書學(xué)生指導(dǎo)教師職稱工程師學(xué)院電子工程學(xué)院系部光電子技術(shù) 專業(yè)光電信息工程題目基于單片機(jī)的紅外遙控智能小車任務(wù)與要求任務(wù)：以51單片機(jī)為控制核心，實現(xiàn)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(jī)開發(fā)流程；熟悉紅外傳感器等相關(guān)器件；掌握單片機(jī)接口和外圍電路應(yīng)用；具備一定的單片機(jī)開發(fā)經(jīng)驗。2 學(xué)會電路設(shè)計、仿真等相關(guān)軟件的使用； 3 具備一定的硬件調(diào)試技能。4 學(xué)會查閱資料；5 學(xué)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(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計 (論文) 工 作 計 劃學(xué)生美英指導(dǎo)教師利平職稱工程師學(xué)院電子工程學(xué)院系部光電子技術(shù) 專業(yè)光電信息工程題目基于單片機(jī)的紅外遙控智能小車工作進(jìn)程起 止 時 間工 作 容2010.03.222010.04.11明確紅外遙控智能小車設(shè)計與制作的任務(wù)、要求，了解、搜集相關(guān)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(shè)計、實驗階段：器材準(zhǔn)備，完成智能小車在電腦上的實驗仿真設(shè)計任務(wù)。2010.05.102010.06.13完成智能小車的設(shè)計制作、安裝調(diào)試任務(wù)，實現(xiàn)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(zhǔn)備答辯。主要參考書目（資料）1、何立民，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計,：航天航空大學(xué)；2、廣弟，單片機(jī)基礎(chǔ),：航空航天大學(xué),2001；3、何立民，MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口技術(shù)，航空航天大學(xué)，1990.01；4、負(fù)圖，傳感器集成電路手冊,第一版,化學(xué)工業(yè),2004；5、Atmel.AT89S51數(shù)據(jù)手冊.21ic.主要儀器設(shè)備與材料1普通計算機(jī)一臺，單片機(jī)開發(fā)環(huán)境；2電路安裝與調(diào)試用相關(guān)儀器和工具。（如示波器、萬用表、電烙鐵、鑷子、鉗子等）。論文（設(shè)計）過程中教師的指導(dǎo)安排每周四進(jìn)行交流與總結(jié)；其余時間靈活安排，與時解決學(xué)生問題。對計劃

4、的說明依學(xué)生實際情況，適當(dāng)調(diào)整工作進(jìn)度。郵電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 電子工程學(xué)院光電子技術(shù) 系（部）光電信息工程專業(yè)2006 級光電0601班課題名稱：基于單片機(jī)的紅外遙控智能小車學(xué)生： 美英 學(xué)號：05064028指導(dǎo)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(yīng)用現(xiàn)狀綜述隨著嵌入式技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)，ARM，DSP以與FPGA廣泛應(yīng)用于智能控制等嵌入式領(lǐng)域，單片機(jī)以其成本低，易開發(fā)，后備人才充足等優(yōu)點占據(jù)著大量的市場，單片機(jī)具有位處理能力，強(qiáng)調(diào)控制和事務(wù)處理功能。本次所要設(shè)計的紅外遙控智能小車，采用AT89S52單片機(jī)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(xiàn)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(jī)解碼，不需要專門的解碼芯片。本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，較容易實現(xiàn)，具有高度的智能化和自動化。2本課題需要重點研究的關(guān)鍵問題、解決的思路與實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析關(guān)鍵問題：步進(jìn)電機(jī)與單片機(jī)連接與驅(qū)動，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向的控制，溫度的檢測與顯示，實現(xiàn)小車自動避障與遙控控制。解決思路：采用由達(dá)林頓管組成的H型PWM電路，用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速。后置式指示燈指示小車轉(zhuǎn)動方向。自動避障采用紅外發(fā)射二極管發(fā)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(jī)處理，改變小車行進(jìn)方向。紅外遙控采用普通電視遙控器發(fā)送38KHz左右的脈沖信號，用HS0038接收。當(dāng)按下鍵后，HS0038將會收到一系統(tǒng)列的數(shù)字信號，由單片機(jī)進(jìn)行解碼。溫度測量采用DS18B20，單片機(jī)每隔一段時間(可編程)對溫度進(jìn)行采集一次，并對采集數(shù)據(jù)經(jīng)行處理，用1602液晶顯示?？尚行苑治觯罕鞠到y(tǒng)首先可以在PC機(jī)上進(jìn)行仿真，以此來設(shè)計并完善系統(tǒng)的原理圖；當(dāng)仿真結(jié)果滿意后可以購買器材。實現(xiàn)具體功能可以在PC機(jī)上編寫程序，連接單片機(jī)，將程序燒入單片機(jī)即可，編程應(yīng)用C語言即可實現(xiàn)。因此，

7、無論從仿真，硬件到軟件都可實現(xiàn)，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(shè)計所要實現(xiàn)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(jìn)行設(shè)計時采用模塊化設(shè)計思想，對整個設(shè)計分為幾個小模塊，逐個進(jìn)行設(shè)計并用硬件仿真軟件Proteus進(jìn)行仿真，最后將各個模塊綜合實現(xiàn)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(shè)計與制作的任務(wù)、要求，了解、搜集相關(guān)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(shè)計、實驗階段：器材準(zhǔn)備，完成智能小

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

9、601課題名稱基于單片機(jī)的紅外遙控智能小車課題類型軟硬件難度難畢業(yè)設(shè)計（論文）時間2010年3月22日6月27日指導(dǎo)教師利平(職稱工程師)課題任務(wù)完成情況論文(千字)；設(shè)計、計算說明書(千字)；圖紙()；其它(含附件)：指導(dǎo)教師意見分項得分：開題調(diào)研論證分； 課題質(zhì)量（論文容）分； 創(chuàng)新分；論文撰寫（規(guī)）分； 學(xué)習(xí)態(tài)度分； 外文翻譯 分指導(dǎo)教師審閱成績：指導(dǎo)教師(簽字)：年月日評閱教師意見分項得分：選題分； 開題調(diào)研論證分； 課題質(zhì)量（論文容）分； 創(chuàng)新分；論文撰寫（規(guī)）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(zhǔn)備情況分； 畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)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(zhǔn)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(dǎo)教師成績20() 評閱成績30() 驗收成績20() 答辯成績30()學(xué)生實得成績(百分制)指導(dǎo)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(yè)論文(設(shè)計)總評成績(等級)：院答辯委員會主任(簽字)：學(xué)院(簽章)年月日備注郵電學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計)成績評定表(續(xù)表)目錄摘要IAbstractII第1章引言1第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計與原理簡介22.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)22.1.1 AT89S52各引腳描

11、述22.1.2 定時器/計數(shù)器242.1.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)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(jī)連接電路102.3 溫度測量電路102.3.1 DS18B20產(chǎn)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(jī)驅(qū)動162.6 按鍵中斷電路182.7 避障電路18第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計193.1 主程序193.2 液晶驅(qū)動子程序193.3 溫度檢測子程序

12、203.4 電機(jī)驅(qū)動子程序213.5 速度調(diào)整子程序223.6 紅外解碼子程序23第4章硬件安裝與調(diào)試總結(jié)25第5章結(jié)論26致27參考文獻(xiàn)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(shè)計與制作，并詳細(xì)介紹了單片機(jī)、溫度傳感器、1602LCD的原理與應(yīng)用。該小車以玩具小車為車體，以AT89S52單片機(jī)為整個系統(tǒng)的控制核心，控制由三極管組成的橋電路來驅(qū)動直流電機(jī)。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(jī)解碼，實現(xiàn)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(tài)，還配備了指示燈以顯示小車行進(jìn)方向。另外，溫度檢測與顯示電路可實現(xiàn)溫度的實時監(jiān)測。本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，軟件用C語言編寫，采用了軟件的多任務(wù)結(jié)構(gòu)，提高了CPU的利用率和系統(tǒng)的靈活性。本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，較容易實現(xiàn)，具有高度的智能化和自動化。關(guān)鍵詞：AT89S52 直流電機(jī) 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(jī)以其強(qiáng)大的控制能力已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，配以各種外部接口與傳感器可以實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化與自動化。無論是在工業(yè)控制、醫(yī)療衛(wèi)生，還是在國防軍事、航天航空領(lǐng)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(xiàn)在的16位、32位控制器都還有很大的發(fā)展和應(yīng)用空間。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也在不斷的提高，車已經(jīng)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(shè)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(yè)也發(fā)展的非?？?，電子產(chǎn)品的價格在不斷的下調(diào)，

19、所以這款遙控小車的電子元件的成本已經(jīng)不是很高，集成芯片的工藝也不斷更新，功能也非常強(qiáng)大，所以設(shè)計這種遙控小車已經(jīng)不是難事。智能遙控車的設(shè)計包含機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)建、控制系統(tǒng)硬件配置、傳感技術(shù)、控制算法的程序編寫等。通過對這些技術(shù)的研究討論，能更進(jìn)一步了解現(xiàn)代智能技術(shù)。本次設(shè)計的這款智能遙控小車在普通玩具車小車的機(jī)械部分做了改進(jìn)，使之可以實現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向和前進(jìn)速度控制，因此更加接近真實的車輛?！爸悄苓b控車”運用單片機(jī)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?qū)⒔邮盏降男盘柦庹{(diào)去掉載波，輸出脈寬不等的脈沖，將信息送給單片機(jī)進(jìn)行處理，送出控制信號來控制小車的前進(jìn)、

20、后退、左右轉(zhuǎn)彎、加減速，H橋電路來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)小車的前進(jìn)后退。另外該小車還具有檢測溫度并顯示的功能，可實現(xiàn)溫度的實時監(jiān)測。第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計與原理簡介按照設(shè)計要求，系統(tǒng)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(jī)驅(qū)動模塊、避障模塊、溫度檢測模塊等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。AT89S52單片機(jī)紅外信號接收電機(jī)驅(qū)動障礙物檢測溫度檢測1602液晶模塊圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(xì)介紹各模塊的基本原理與設(shè)計方法。2.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)

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(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片晶振與時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作

22、，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。8位微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)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(qū)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(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)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(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。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(qū)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(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入(P1.1/T2EX)，具體如表1所示。 表1 AT89S52單片機(jī)P1口第二功能引腳號第二功能P1.0T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出P1.1T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）P1.5MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6MISO（在系統(tǒng)編程用

24、）P1.7SCK（在系統(tǒng)編程用）在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。 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(qū)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(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)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(jié)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(qū)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(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，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。ALE/PROG當(dāng)訪問外部程存儲器或數(shù)據(jù)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(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）。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(fù)位時部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)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(dāng)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(shù)器0)P3.5T1(定時/計數(shù)器1)P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)2.1.2 定時器/計數(shù)器2定時器/計數(shù)器2是一個16位定

28、時器/計數(shù)器，是定時器或外部事件計數(shù)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(fā)生器方式。工作方式由T2CON的控制位選擇。1 定時器/計數(shù)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(biāo)志TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL2位地址CFCEHCDHCCHCBHCAHC9HC8H TF2：   定時器/計數(shù)器2溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時器/計數(shù)器2溢出時，TF2置1，TF2置位后只能用軟件清除。當(dāng)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(fā)標(biāo)志。當(dāng)EXEN2=1時，引腳T2EX/P1.1的負(fù)跳變，使EXF2=1，并產(chǎn)生T2中斷。EXF2只能用軟件清除。當(dāng)DCEN=1時，T2處于向上/向下計數(shù)模式，EXF2部引起中斷。RCLK：接收時鐘允許。當(dāng)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(dāng)RCLK=0時，T1的溢出脈沖將作為串行接收時鐘。TCLK：發(fā)送時鐘允許。當(dāng)TCLK=1時，T2的溢出脈沖可作為串行口方式1和方式3的發(fā)送時鐘；當(dāng)TCLK=0時，T1的溢出脈沖將作為串行發(fā)送時鐘。EXEN2：T2外部允許。當(dāng)EXEN2=1時，

30、T2EX的負(fù)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(dāng)EXEN2=0時，T2EX的負(fù)跳變將不起作用。TR2：T2啟動控制位。當(dāng)TR2=1時，啟動T2；TR2=0時，停止T2。C/T2：定時器/計數(shù)器2工作方式選擇位。C/ T20，為定時工作方式；C/ T21，為計數(shù)工作方式。CP/RL2：T2捕捉/重裝功能選擇位。當(dāng)CP/ RL2=1且EXEN2=1時，引腳T2EX/P1.1的負(fù)跳變引起捕捉操作。當(dāng)CP/ RL2=0且EXEN2=1時，引腳T2EX/P1.1的負(fù)跳變引起自動重裝操作。當(dāng)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(shù)器2模

31、式寄存器T2MOD表4 T2MON位定義位  序D7D6D5D4D3D2D1D0位標(biāo)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(dāng)T2OE=1時，允許時鐘輸出至引腳T2/P1.0；當(dāng)T2OE=0時，禁止引腳T2/P1.0輸出。DCEN：計數(shù)器方向控制。當(dāng)DCEN=0時，T2自動向上計數(shù)；當(dāng)DCEN=1時，T2向上/向下計數(shù)方式，由引腳T2EX狀態(tài)決定計數(shù)方向。3 定時器/計數(shù)器2操作方式選擇見表5表5  定時器/計數(shù)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(fā)生器模式X1X11時鐘輸出模式XXXX0T2停止2.1.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括振蕩電路和復(fù)位電路，見圖2-2所示。晶振采用12M晶振，指令周期為1us，復(fù)位電路采用上電復(fù)位和手動按鍵復(fù)位。圖2-2 單片機(jī)最小系統(tǒng)2.2 液晶顯示液晶顯示在電子產(chǎn)品設(shè)計中使用率相當(dāng)高，普通的七段數(shù)碼管顯示器只能顯示數(shù)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(shè)計的接口中，只要送入適當(dāng)?shù)拿畲a和欲顯示的數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)RAM容量:80×8Bit (80字符)；D字符發(fā)生器ROM能提供用戶所需字符庫或標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)；2.2.1 1602LCD接口引腳說明一般市售的LCD都有統(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)總線2Vdd電源正極10DB3數(shù)據(jù)總線3V0液晶驅(qū)動電源11DB4數(shù)據(jù)總線4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端12DB5數(shù)據(jù)總線5R/W讀/寫操作選擇端13DB6數(shù)據(jù)總線6E使能信號14DB7數(shù)據(jù)總線（MSB）7DB0數(shù)據(jù)總線（LSB）15LEDA背光+5V8DB1數(shù)據(jù)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(jī)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(shù)據(jù)寄存器，由RS引腳來控制。所有對指令寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的存取均需檢查LCD部的忙碌標(biāo)志（busy flag），此

35、標(biāo)志用來告知LCD部正在工作，當(dāng)此位為0時，才可以寫入指令或數(shù)據(jù)。1602模塊的設(shè)定，讀寫，與光標(biāo)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(fù)位0 00 0 0 0 0 1 I/D S 部方式設(shè)置0 00 0 0 0 1 D C B 顯示開關(guān)控制0 00 0 0 1 S/C R/L * * 位移控制0 00 0 1 DL N F * * 系統(tǒng)方式設(shè)置0 00 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 CGRAM地址設(shè)置

36、0 01 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 顯示地址設(shè)置0 1BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 忙狀態(tài)檢測1 0 數(shù) 據(jù)（寫） MCU-LCDRAM1 1 數(shù) 據(jù)（讀） LCDRAM-MCU具體描述如下：指令1：清顯示，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)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(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無

37、光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)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(biāo)。R/L，高向左，低向右。指令6：功能設(shè)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(fā)生器RAM地址設(shè)置，地址：字符地址*8+字符行數(shù) (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(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。1602LCD的讀寫操作包括：讀狀態(tài)、寫指令、讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)，且每種操作都遵循嚴(yán)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(shù)如表9所示。表8 1602LCD讀寫操作時序讀狀態(tài)輸入RS=L,R/W=H,E=H輸出D0-D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L,R/W=L,寫指令,E高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=H,E=H輸出D0-D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=L,寫數(shù)據(jù),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(shù)時序參數(shù)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(shù)據(jù)建立時間（讀操作）tD-100ns引腳DB0DB7數(shù)據(jù)保持時間（讀操作）tHD220-ns數(shù)據(jù)建立時間（寫操作）tSP240-ns數(shù)據(jù)保持時間（寫操作）tHD210-ns2.2.3 液晶與單片機(jī)連接電路1602可與單片機(jī)相連的引腳有11個，其中3個控制端、8個數(shù)據(jù)端，3個控制端RS、RW、E分別接單片機(jī)的

40、P15、P16、P17腳，8個數(shù)據(jù)端DB0DB7依次接單片機(jī)的P20P27。如圖2-6所示。圖2-6 1602LCD于單片機(jī)連接圖2.3 溫度測量電路DS18B20數(shù)字溫度計是DALLAS公司生產(chǎn)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(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。2.3.1 DS18B20產(chǎn)品的主要特點適應(yīng)電壓圍更寬，電壓圍：3.05.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)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(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊 DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，

41、多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)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(zhuǎn)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(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實現(xiàn)高精度測溫 在9位分辨率時最多在93.75ms把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在750ms把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快測量結(jié)果直接輸出數(shù)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(qiáng)的抗干擾糾錯能力 負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)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(xì)引腳功能描述序號名稱引腳功能描述1GND地信號2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)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(dāng)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(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對AT89S51單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)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(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)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(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。1. DS18B20的復(fù)位時序（1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。 （2） 延時（該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點） （3） 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時控制）。 （7） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒。 （8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。 2DS18B20的讀時序?qū)τ贒S18B20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(jī)把單總線拉低之后，在15秒之就得釋放單總線，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需要60us才能完成。（1）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。 （2）延時2微秒。 （3）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。 （4）延時15微秒。 （5）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。 （6）延時15微秒。 （7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 （8）延時30微秒。3DS18B20的寫時序?qū)τ贒S18B20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(dāng)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(dāng)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(shù)據(jù)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(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。 （4） 延時時間為45微秒。 （5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 （6） 重復(fù)上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。 （7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。2.3.4 DS18B20控制電路DS18B20與單片機(jī)的連接電路非常簡單，只需將傳感器的數(shù)據(jù)端與單片機(jī)相連，并接4.7K的上拉電阻即可實現(xiàn)單片機(jī)與傳感器的通信。電路如圖2-8：圖2-8 DS18B20與單片機(jī)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(qiáng)、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)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(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)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(shè)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(fā)光二極管發(fā)射940nm的紅外光，來傳送信號。下面將詳細(xì)介紹紅外遙控器發(fā)射的信號格式與“0”、“1”信號的定義方式。1. 數(shù)據(jù)格式當(dāng)我們按下遙控器的按鍵時，遙控器將發(fā)出如圖2-9

48、的一串二進(jìn)制代碼，我們稱它為一幀數(shù)據(jù)。根據(jù)各部分的功能?？蓪⑺鼈兎譃?部分，分別為引導(dǎo)碼、地址碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼。遙控器發(fā)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(dǎo)碼高電平為45ms，低電平為4.5ms。當(dāng)接收到此碼時表示一幀數(shù)據(jù)的開始。單片機(jī)可以準(zhǔn)備接收下面的數(shù)據(jù)。地址碼由8位二進(jìn)制組成，共256種圖中地址碼重發(fā)了一次。主要是加強(qiáng)遙控器的可靠性如果兩次地址碼不一樣則說明本幀數(shù)據(jù)有錯應(yīng)丟棄。不同的設(shè)備可以擁有不同的地址碼因此。同種編碼的遙控器只要設(shè)置地址碼不同，也不會相互干擾。圖中的地址碼為十六進(jìn)制的0EH(注意低位在前)。在同一個遙控器中所有按鍵發(fā)出的地址碼都是一樣

49、的。數(shù)據(jù)碼為8位，可編碼256種狀態(tài)，代表實際所按下的鍵。數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼的各位求反，通過比較數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼可判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確。如果數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼之間的關(guān)系不滿足相反的關(guān)系則本次遙控接收有誤數(shù)據(jù)應(yīng)丟棄。在同一個遙控器上所有按鍵的數(shù)據(jù)碼均不一樣。在圖2-9中，數(shù)據(jù)碼為十六進(jìn)制的0CH，數(shù)據(jù)反碼為十六進(jìn)制的0F3H(注意低位在前)，兩者之和應(yīng)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(diào)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(jiān)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(jiān)測二極管監(jiān)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(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。交流信號進(jìn)入帶通濾波器，帶通

51、濾波器可以通過30khz到60khz的負(fù)載波，通過解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發(fā)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(jù)發(fā)射端調(diào)制載波的不同應(yīng)選用相應(yīng)解調(diào)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(jìn)一步降低電源干擾。其于單片機(jī)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(jī)驅(qū)動直流電動機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電力機(jī)械，其驅(qū)動方法就是直接將直流電源加到直流電機(jī)上，是之旋轉(zhuǎn)。此次設(shè)計采用由四個三極管組成的一個橋式電路,控制電機(jī)正反旋轉(zhuǎn)，使用這種連接方式可以極減少I/O口的數(shù)量，又可以輕而易舉的解決電機(jī)正反轉(zhuǎn)的問題，可謂一舉兩得。電路圖如圖2-13所示。圖2-13 電機(jī)驅(qū)動電路圖如左輪驅(qū)動：當(dāng)L-1輸入低電平，L-2輸入高電平，Q1