基于STC89C52的31路繼電器遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、前 言近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透, 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制、檢測(cè)的日新月益地更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用的，但要達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，僅單片機(jī)方面的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。遙控技術(shù)根據(jù)控制方式的不同，一般分紅外遙控、聲控和無(wú)線遙控，俗稱三遙。紅外線遙控是目前應(yīng)用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控器具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)。因此，彩電、錄像機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)、玩具、門鈴以及遙控汽車路牌等其它小型裝置上也紛紛采用紅外線遙控。例如：為了改變目

2、前汽車上的車頭路牌指示燈（以下簡(jiǎn)稱車號(hào)器）無(wú)法靈活改變的缺陷，我們可以把紅外遙控用在其中，使其可以輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、非接觸性的一次改變車號(hào)的目的，從而改變以前人工翻牌的舊模式。紅外遙控技術(shù)的出現(xiàn)，不僅大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了成本，而且減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件。同時(shí)微機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，則使現(xiàn)代科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，給現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的革命，給人類生活帶來(lái)了根本的改變。而兩者的有機(jī)結(jié)合，將給人類帶來(lái)更美好的明天。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我總結(jié)了自己大學(xué)的專業(yè)所學(xué)和多次實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合紅外遙控技術(shù)和單片機(jī)機(jī)技術(shù)，比較系統(tǒng)地介紹了單片機(jī)機(jī)技術(shù)在紅外遙控系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以說(shuō)是對(duì)紅外遙控技術(shù)

3、和單片機(jī)機(jī)技術(shù)的一次總結(jié)和升華。正是鑒于紅外技術(shù)在人們生活中有如此普遍及重大的意義，本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇了單片機(jī)的紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人對(duì)紅外遙控技術(shù)以及單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)期、全面地了解和學(xué)習(xí)，并對(duì)很多前輩們的研究成果進(jìn)行了研究，以求嘗試在學(xué)習(xí)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上取得新的突破。1. 緒論1.1 課題來(lái)源來(lái)源于生產(chǎn)/社會(huì)實(shí)際 1.2 研究的目的、意義、應(yīng)解決的主要問(wèn)題1目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全

4、保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且程序可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來(lái)解決的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只

5、因?yàn)閱纹瑱C(jī)通過(guò)編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性的轉(zhuǎn)變！鑒于單片機(jī)的這些廣泛用途及如此簡(jiǎn)便的使用方法，作為本專業(yè)的學(xué)生我們更應(yīng)該好好學(xué)習(xí)單片機(jī)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的就是為了進(jìn)一步熟悉單片機(jī)語(yǔ)言及單片機(jī)工作原理，煅煉單片機(jī)與信號(hào)檢測(cè)的綜合應(yīng)用能力，為以后在工作中解決各種問(wèn)題打好基礎(chǔ)。2紅外遙控系統(tǒng)主要由遙控發(fā)射器、一體化接收頭、單片機(jī)、接口電路組成。遙控器用來(lái)產(chǎn)生遙控編碼脈沖，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管輸出紅外遙控信號(hào)，遙控接收頭完成對(duì)遙控信號(hào)的放大、檢波、整形、解調(diào)出遙控編碼脈沖。遙控編碼脈沖是一組串行二進(jìn)制碼，對(duì)于一般的紅外遙控系統(tǒng)，此串行碼輸入到微控制器，由其內(nèi)部CPU完成對(duì)遙控指令解碼，并

6、執(zhí)行相應(yīng)的遙控功能。遙控技術(shù)，是指實(shí)現(xiàn)對(duì)被控目標(biāo)的遙遠(yuǎn)控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。紅外遙控是一種無(wú)線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，低功耗，低成本，易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來(lái)越多的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備。由于其無(wú)法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡(jiǎn)單，只要按給定電路連接無(wú)誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。由于紅外線在頻譜上居于可見(jiàn)光之外，所以抗干擾性強(qiáng)，具有光波的直線傳播特性，不易產(chǎn)生相互間的干擾，是很好

7、的信息傳輸媒體。信息可以直接對(duì)紅外光進(jìn)行調(diào)制傳輸，例如，信息直接調(diào)制紅外光的強(qiáng)弱進(jìn)行傳輸，也可以用紅外線產(chǎn)生一定頻率的載波，再用信息對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，接收端去掉載波，取到信息。從信息的可靠傳輸來(lái)說(shuō)，后一種方法更好，這就是我們今天看到的大多數(shù)紅外遙控器所采用的方法。紅外遙控技術(shù)在這十年來(lái)得到了迅猛發(fā)展，尤其在家電領(lǐng)域如彩電、DVD、空調(diào)等，也在其它電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，隨著人們生活水平的提高，對(duì)產(chǎn)品的追求是使用更方便、更具智能化，紅外遙控技術(shù)正是一個(gè)重點(diǎn)的發(fā)展方向。紅外遙控技術(shù)是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，其相應(yīng)的軟件和硬件技術(shù)都已比較成熟。它在技術(shù)上的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）無(wú)需專門申請(qǐng)?zhí)囟l

8、率的使用執(zhí)照；（2）具有移動(dòng)通信設(shè)備所必需的體積小、功率低的特點(diǎn)；（3）傳輸速率適合于家庭和辦公室使用的網(wǎng)絡(luò)；（4）信號(hào)無(wú)干擾，傳輸準(zhǔn)確度高；（5）成本低廉。它的缺點(diǎn)是：由于它是一種視距傳輸技術(shù)，采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接，具有方向性，兩個(gè)設(shè)備之間如果傳輸數(shù)據(jù)，中間就不能有阻擋物;而且通訊距離較短，此外紅外LED不是一種十分耐用的器件。使用遙控器作為控制系統(tǒng)的輸入，需要解決如下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：如何接收紅外遙控信號(hào)；如何識(shí)別紅外遙控信號(hào)以及解碼軟件的設(shè)計(jì)、控制程序的設(shè)計(jì)，這也是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及存在主要問(wèn)題隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，遙控技術(shù)才得到快速的發(fā)展

9、。在遙控方式上大體經(jīng)歷了從有線到無(wú)線的超聲波、從振動(dòng)子到紅外線、再到使用總線的微機(jī)紅外遙控這樣幾個(gè)階段。無(wú)論采用何種方式，準(zhǔn)確無(wú)誤傳輸信號(hào)，最終達(dá)到滿意的控制效果是非常重要的。最初的無(wú)線遙控裝置采用的是電磁波傳輸信號(hào)，由于電磁波容易產(chǎn)生干擾，也易受干擾，因此逐漸采用超聲波和紅外線媒介來(lái)傳輸信號(hào)。與紅外線相比，超聲傳感器頻帶窄，所能攜帶的信息量少，易受干擾而引起誤動(dòng)作。較為理想的是光控方式，逐漸采用紅外線的遙控方式取代了超聲波遙控方式，出現(xiàn)了紅外線多功能遙控器，成為當(dāng)今時(shí)代的主流。 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(diǎn)，因而，

10、繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及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。由于紅外線遙控不具有像無(wú)線電遙控那樣穿過(guò)障礙物去控制被控對(duì)象的能力，所以，在設(shè)計(jì)家用電器的紅外線遙控器時(shí)，沒(méi)必要像無(wú)線電遙控器那樣，每套發(fā)射器和接收器要有不同的遙控頻率或編碼，否則就會(huì)隔墻控制或干擾鄰居的家用電器，所以同類產(chǎn)品的紅外線遙控器，可以有相同的遙控頻率或編碼，而不會(huì)出現(xiàn)遙控信號(hào)“串門”的情況。這對(duì)于大批量生產(chǎn)以及在家用電器上普及紅外線遙控提供了極大的方便。由于紅外線為不可見(jiàn)光，因此對(duì)環(huán)境影

11、響很小，再由于紅外光波動(dòng)波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于無(wú)線電波的波長(zhǎng)，所以紅外線遙控不會(huì)影響其他家用電器，也不會(huì)影響臨近的無(wú)線電設(shè)備。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見(jiàn)光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為940mm左右，外形與普通5發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣；用萬(wàn)用表電阻檔量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率

12、要用專門的儀器才能精確測(cè)定，而業(yè)余條件下只能用拉鋸法來(lái)粗略判定。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號(hào)比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。前些年常用pc1373H、CX20106A，KS1838等紅外接收專用放大集成電路。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一種是塑料封

13、裝。均有三只引腳，即電源正（VDD）、電源負(fù)（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）。紅外接收頭的引腳排列因型號(hào)不同而不盡相同，可參考廠家的使用說(shuō)明。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來(lái)如同一只三極管，非常方便。但在使用時(shí)注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振來(lái)決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷1237.9kHz38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36 kHz、40 kHz、56 kHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來(lái)決定。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境、不干擾其他電

14、器設(shè)備。由于其無(wú)法穿透墻壁，故不同房間的家用電器使用通用的遙控器也不會(huì)產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡(jiǎn)單，只要按給定電路連接無(wú)誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路，需要時(shí)按圖索驥即可。因此，現(xiàn)在紅外遙控在家用電器、室內(nèi)近距離（小于10米）遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵，代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射端按下某一按鍵時(shí)，相應(yīng)地接收端有不同地輸出狀態(tài)。接收端的輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自鎖、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式?！懊}沖”輸出是當(dāng)按發(fā)射端按鍵時(shí)，接收端對(duì)應(yīng)輸出端輸出一個(gè)“有效脈沖”，寬度一般在100ms左右?！半?/p>

15、平”輸出是指發(fā)射端按下鍵時(shí)，接收端對(duì)應(yīng)輸出端輸出“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電平”，可能是高、也可能是低，取決于相應(yīng)輸出腳的靜態(tài)狀況，如靜態(tài)時(shí)為低，則“高”為有效；如靜態(tài)時(shí)為高，則“低”為有效。大多數(shù)情況下“高”為有效?！白枣i”輸出是指發(fā)射端每按一次某一個(gè)鍵，接收端對(duì)應(yīng)輸出端改變一次狀態(tài)，即原來(lái)為高電平變?yōu)榈碗娖?，原?lái)低電平變?yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等。有時(shí)亦稱這種輸出形式為“反相”?！盎ユi”輸出是指多個(gè)輸出互相清除，在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)輸出有效。電視機(jī)的選臺(tái)就屬此種情況，其他如調(diào)光、調(diào)速、音響的輸入選擇等?！皵?shù)據(jù)”輸出是指把一些發(fā)射鍵編上號(hào)碼，利用接收端的

16、幾個(gè)輸出形成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，來(lái)代表不同的按鍵輸入。一般情況下，接收端除了幾位數(shù)據(jù)輸出外，還應(yīng)有一位“數(shù)據(jù)有效”輸出端，以便以后適時(shí)地來(lái)取數(shù)據(jù)。這種輸出形式一般用于與單片機(jī)或微機(jī)接口， 除以上輸出形式外，還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指對(duì)發(fā)射端每次發(fā)的信號(hào)，接收端對(duì)應(yīng)輸出予以“儲(chǔ)存”，直至收到新的信號(hào)為止；“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類似。本次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì),它在我們的生產(chǎn)和生活中有著很廣泛的應(yīng)用前景。在我們所居住的場(chǎng)所,我們就可以通過(guò)紅外遙控技術(shù)來(lái)控制各種電器、儀表、機(jī)械等。這種系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適用性、靈活性、先進(jìn)性。它的應(yīng)用將使得我們的生活變的更加

17、輕松，大大方便了人們的生活。1.4 設(shè)計(jì)方案方案一：簡(jiǎn)易紅外遙控電路在不需要多路控制的應(yīng)用場(chǎng)合，可以使用由常規(guī)集成電路組成的單通道紅外遙控電路。這種遙控電路不需要使用較貴的專用編譯碼器，因此成本較低。產(chǎn)生震蕩頻率 如圖1.1：紅外發(fā)射 圖1.1 紅外發(fā)射部分結(jié)構(gòu)圖考慮到本方案電路是簡(jiǎn)單的單通道遙控器，可直接產(chǎn)生一個(gè)控制功能的震蕩頻率，再通過(guò)紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去。如圖1.2：紅外接收解調(diào)控制受控電器 圖1.2 紅外接收部分框圖當(dāng)紅外接收頭接收到控制頻率時(shí)，由一個(gè)電路對(duì)其進(jìn)行解調(diào)并產(chǎn)生相應(yīng)的控制功能。方案二：利用單片機(jī)紅外遙控電路紅外線發(fā)射/接收控制電路均采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，輸出控制方式可選擇，實(shí)

18、用性強(qiáng)。 方案結(jié)構(gòu)圖：如圖1.3：?jiǎn)纹瑱C(jī)紅外發(fā)射遙控按鈕 圖1.3 紅外發(fā)射部分框圖當(dāng)按下遙控按鈕時(shí)，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。如圖1.4：?jiǎn)纹瑱C(jī)受控電器紅外接收 圖1.4 圖1.4 紅外接收部分框圖當(dāng)紅外接收器接收到控制脈沖后，由控制方式選擇開關(guān)選擇是“互鎖”還是單路控制，再由單片機(jī)處理后，對(duì)相應(yīng)的受控電器產(chǎn)生控制。方案三：利用紅外遙控器遙控電路用一個(gè)成品紅外電器遙控器發(fā)射信號(hào)，再由單片機(jī)解碼可以分別控制多個(gè)電器的電源開關(guān)。如圖1.5：AS3010 紅外遙控編碼芯片紅外發(fā)射按鍵控制 圖1.5 紅外發(fā)射部分結(jié)構(gòu)圖當(dāng)按下遙控按鈕時(shí)，AS3010產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖，由紅外

19、發(fā)光二極管發(fā)射出去。如圖1.6：顯示單片機(jī)受控電器電源開關(guān)紅外接收 圖1.6 紅外接收部分結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)紅外接收器接收到控制脈沖后，經(jīng)單片機(jī)處理，判斷是否對(duì)受控電器進(jìn)行控制，再由顯示設(shè)備顯示出當(dāng)前受控電器的序號(hào)。 方案比較綜上所述通過(guò)比較三套方案，方案一未采用單片機(jī)控制，功能過(guò)于單一，僅能對(duì)一路電器進(jìn)行簡(jiǎn)單的遙控；方案二采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，可控制多個(gè)電器；方案三直接用紅外線遙控器，電路簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，也可控制多個(gè)電器，并且成品的遙控器工作穩(wěn)定，功耗極低，價(jià)格低廉，可見(jiàn)方案三設(shè)計(jì)用到的元器件較少，電路相對(duì)簡(jiǎn)單，工作量較少。所以本設(shè)計(jì)采用方案三作為設(shè)計(jì)藍(lán)本。2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1器件

20、選擇2.1.1 單片機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)所用的單片機(jī)可以用C31, STC89C-52,羚羊單片機(jī)等多種單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是C31沒(méi)有內(nèi)部存儲(chǔ)器，本設(shè)計(jì)需要編寫程序，那么就要用外部擴(kuò)展，比較麻煩。本設(shè)計(jì)所編寫的程序比較簡(jiǎn)單，功能也比較少，如用羚羊單片機(jī)過(guò)于麻煩，大材小用，所以我們決定用STC89C52單片機(jī)來(lái)完成本設(shè)計(jì)，既方便也很實(shí)用。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

21、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。1.時(shí)鐘電路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)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖42(a) 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。2外部方式的時(shí)鐘電路如圖42（b）所示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用

22、頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。RXD接地，TXD接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。（a）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （b）外部方式時(shí)鐘電路圖42時(shí)鐘電路2.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

23、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)。除PC之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表一所示。表一 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H（2）復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生R

24、ST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。若使用頗率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò)4us才能完成復(fù)位操作。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖43所示：圖43復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。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(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖44（a）所示。這佯，只要電源VCC的上升時(shí)間不超過(guò)1ms

25、，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。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過(guò)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44（b）所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖44（c）所示：（a）上電復(fù)位 （b）按鍵電平復(fù)位 （c）按鍵脈沖復(fù)位圖44復(fù)位電路上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于6MHz晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。 STC89C52具體介紹如下： 如圖2.1： 圖2.1 STC89C52引腳圖 主電源引腳（2根）VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源GND(Pin20)：接地

26、線外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端控制引腳（4根）RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。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。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（Pin39Pin

27、32）：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P3.0P3.7STC89C52主要功能如表二所示。表二 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫Flash ROM32個(gè)雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24MHz2個(gè)串行中斷可編程UART串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫中斷口線3級(jí)加密位低功耗

28、空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能2.1.2 顯示器件選擇LED是發(fā)光二極管Light Emitting Diode的英文縮寫。 LED應(yīng)用可分為兩大類：一是LED單管應(yīng)用，包括背光源LED，紅外線LED等；另外就是LED顯示屏，目前，中國(guó)在LED基礎(chǔ)材料制造方面與國(guó)際還存在著一定的差距，但就LED顯示屏而言，中國(guó)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)水平基本與國(guó)際同步。 LED顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有：耗電少、使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。LCD顯示器的原文是Liquid Crystal Display，取每字的第一個(gè)字母組成，中文多稱

29、液晶平面顯示器或液晶顯示器。其工作原理就是利用液晶的物理特性：通電時(shí)排列變得有序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過(guò)，說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)就是讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。 LCD的好處有： 與CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點(diǎn)主要包括零輻射、低功耗、散熱小、體積小、圖像還原精確、字符顯示銳利等。 選購(gòu)LCD，有幾個(gè)基本指針： 高亮度:亮度值愈高，畫面自然更亮麗，不會(huì)朦朧霧霧。亮度的單位為cd/m2，也就是每平方公尺分之燭光。低階的LCD亮度值，有低到150 cd/m2，而高階的顯示器，則可高達(dá)250cd/m2。 高對(duì)比:對(duì)比愈高，色彩更鮮艷飽和，且會(huì)顯的立體。相反的，對(duì)比低，顏色顯的貧瘠，影

30、像也會(huì)變得平板。對(duì)比值的差別頗大，有低到100:1，也有高到600:1，甚至更高。 寬廣的可視范圍:可視范圍簡(jiǎn)單的說(shuō)，指的是在屏幕前畫面可以看的清楚的范圍?？梢暦秶?，自然可以看的更輕松；愈小，只要觀看者稍一變動(dòng)觀看位置，畫面可能就會(huì)看不清楚了?？梢暦秶乃惴ㄊ菑漠嬅嬷虚g，至上、下、左、右四個(gè)方向畫面清楚的角度范圍。數(shù)值愈大，范圍自然愈廣，但四個(gè)方向的范圍不一定對(duì)稱。當(dāng)上下、左右對(duì)稱時(shí)，某些廠商會(huì)將兩邊的角度值相加，標(biāo)示為水平：160°；垂直：160°；也可能分開標(biāo)示為左/右：± 80°；上/下：± 80°。某些LCD機(jī)種的單一角度

31、，甚至只有40°50°。 快速訊號(hào)反應(yīng)時(shí)間:訊號(hào)反應(yīng)是指系統(tǒng)接收鍵盤或鼠標(biāo)的指示后，經(jīng)CPU計(jì)算處理，反應(yīng)至顯示器的時(shí)間。訊號(hào)反應(yīng)對(duì)動(dòng)畫和鼠標(biāo)移動(dòng)非常重要，此現(xiàn)象一般而言，只發(fā)生在LCD液晶顯示器上，CRT傳統(tǒng)顯像管顯示器則無(wú)此問(wèn)題。訊號(hào)反應(yīng)時(shí)間愈快，作業(yè)處理自是愈方便。觀察的方法之一是將鼠標(biāo)快速移動(dòng)（亦即鼠標(biāo)不斷下指示給系統(tǒng)，系統(tǒng)則不斷將訊號(hào)反應(yīng)給顯示器），在一般低階的LCD顯示器上，光標(biāo)在快速移動(dòng)時(shí)，過(guò)程中會(huì)消失不見(jiàn)，直到鼠標(biāo)定位，不再移動(dòng)后一小段時(shí)間，才會(huì)再度出現(xiàn)；而在一般速度動(dòng)作時(shí)，移動(dòng)過(guò)程亦會(huì)清楚的看到鼠標(biāo)移動(dòng)痕跡。而VE500的超快訊號(hào)反應(yīng)時(shí)間快達(dá)16ms（毫秒

32、），則讓光標(biāo)移動(dòng)無(wú)時(shí)差，移動(dòng)過(guò)程清楚易見(jiàn)，不帶來(lái)作業(yè)困擾。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,使用的顯示器主要有LED(發(fā)光二極管)和LCD(夜晶顯示器)。這兩種顯示器成本低廉，配置靈活，與單片機(jī)接口方便。但是他們也是各有特點(diǎn)：LED接口非常簡(jiǎn)單，不需要專用的驅(qū)動(dòng)程序，在設(shè)計(jì)程序時(shí)也非常的簡(jiǎn)單；LCD顯示的字比較豐富，也比較清楚，給人的感覺(jué)很好，但是他接口復(fù)雜，且要自己造字庫(kù)，難度不小。對(duì)于萬(wàn)用表來(lái)說(shuō)，在配置一些指示燈的前提下，只顯示數(shù)字就夠了，故沒(méi)必要采用LCD，用一個(gè)7段LED就夠了。2.1.3遙控器件選擇AS3010 是一種紅外遙控發(fā)射集成電路，采用 CMOS 工藝制造，工作電壓范圍寬，能支持 32 種

33、系統(tǒng)，每種系統(tǒng)最多有 64 條碼，這樣 AS3010 可提供多達(dá) 2048個(gè)碼。本設(shè)計(jì)選擇通用遙控器H-3010。AS3010：一主要特點(diǎn)CMOS 工藝制造單個(gè)管腳的振蕩器低電壓工作雙相位發(fā)射技術(shù)可支持 32 種系統(tǒng)可提供 2048個(gè)編碼二應(yīng)用范圍電視機(jī)、組合音響設(shè)備、VCD、DVD 播放機(jī)三結(jié)構(gòu)框圖如圖2.4：圖2.4 AS3010結(jié)構(gòu)框圖四管腳圖及管腳說(shuō)明1.管腳圖（如圖2.5）圖22.5 AS3010管腳圖2. 管腳說(shuō)明（表2.2）表2.2 AS3010管腳說(shuō)明管腳號(hào)符號(hào)輸入/輸出功能描述1 KI7IP鍵掃描輸入2 SMSI系統(tǒng)模式選擇輸入3-6 C0-C3IP鍵掃描輸入7 MDOO用載

34、波（頻率為 fc/12,占空比 25%）調(diào)制的碼脈沖輸出8 DOUTO合成碼數(shù)據(jù)輸出端9-13 KO7-KO3OD鍵掃描驅(qū)動(dòng)管腳14 VSS電源負(fù)端15-17 KO2-KO0OD鍵掃描驅(qū)動(dòng)管腳18OSCI振蕩器輸入管腳19 TI測(cè)試端(正常使用時(shí)可以懸空或接 GND)20 NC空腳21-27 KI0-KI6IP鍵掃描輸入28 VDD電源正端注：IP 為內(nèi)置 P 溝道上拉晶體管的輸入端；OD 為 N 溝道晶體管漏極開路輸出的輸出端； O 為正常輸出端；2.1.4控制器件選擇在各種自動(dòng)控制設(shè)備中，都存在一個(gè)低壓的自動(dòng)控制電路與高壓電氣電路的互相連接問(wèn)題，一方面要使低壓的電子電路的控制信號(hào)能夠控制高

35、壓電氣電路的執(zhí)行元件，如電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、電燈等；另一方面又要為電子線路的電氣電路提供良好的電隔離，以保護(hù)電子電路和人身的安全，電磁式繼電器便能完成這一橋梁作用。 電磁繼電器是在在輸入電路內(nèi)電流的作用下，由機(jī)械部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生預(yù)定響應(yīng)的一種繼電器。 它包括直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼電器、極化繼電器、舌簧繼電器,節(jié)能功率繼電器。 (1)直流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為直流的電磁繼電器。 (2)交流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器。 (3)磁保持繼電器：將磁鋼引入磁回路，繼電器線圈斷電后，繼電器的銜鐵仍能保持在線圈通電時(shí)的狀態(tài)，具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。 (4)極化繼

36、電器：狀態(tài)改變?nèi)Q于輸入激勵(lì)量極性的一種直流繼電器。 (5)舌簧繼電器：利用密封在管內(nèi)，具有觸點(diǎn)簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧的動(dòng)作來(lái)開、閉或轉(zhuǎn)換線路的繼電器。 (6)節(jié)能功率繼電器:輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器,但它的電流大(一般30-100A),體積小, 節(jié)電功能。 電磁式繼電器一般由控制線圈、鐵芯、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成，控制線圈和接點(diǎn)組之間是相互絕緣的，因此，能夠?yàn)榭刂齐娐菲鸬搅己玫碾姎飧綦x作用。當(dāng)我們?cè)诶^電器的線圈兩頭加上其線圈的額定的電壓時(shí)，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸

37、點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的接通、切斷的開關(guān)目的。用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電磁式繼電器的方法有很多種，下面即介紹幾種常用方案并選擇一種作為本次設(shè)計(jì)的藍(lán)本。方案一：下圖是STC89C52單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上HK4100F繼電器驅(qū)動(dòng)電路原理圖，三極管PNP的基極B接到單片機(jī)的P3.1，三極管的發(fā)射極E接到繼電器線圈的一端，線圈的另一端接GND；繼電器線圈兩端并接一個(gè)二極管IN4148，用于吸收釋放繼電器線圈斷電時(shí)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)，防止反向電勢(shì)擊穿三極管PNP及干擾其他電路；R8和發(fā)光

38、二極管LD1組成一個(gè)繼電器狀態(tài)指示電路，當(dāng)繼電器吸合的時(shí)候，LD1點(diǎn)亮，這樣就可以直觀的看到繼電器狀態(tài)了。如圖2.6 圖2.6 HK4100F繼電器驅(qū)動(dòng)電路原理圖驅(qū)動(dòng)原理： 1、當(dāng)STC89C52單片機(jī)的P3.1引腳輸出低電平時(shí)，三極管PNP飽和導(dǎo)通，電源加到繼電器線圈兩端時(shí)，繼電器吸合，同時(shí)狀態(tài)指示的發(fā)光二極管也點(diǎn)亮，繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，相當(dāng)于開關(guān)閉合。 2、當(dāng)STC89C52單片機(jī)的P3.1引腳輸出高電平時(shí)，三極管PNP截止，繼電器線圈兩端沒(méi)有電位差，繼電器銜鐵釋放，同時(shí)狀態(tài)指示的發(fā)光二極管也熄滅，繼電器的常開觸點(diǎn)釋放，相當(dāng)于開關(guān)斷開。注：在三極管截止的瞬間，由于線圈中的電流不能突變?yōu)榱?/p>

39、，繼電器線圈兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較高電壓的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則可以通過(guò)二極管IN4148釋放，從而保護(hù)了三極管免被擊穿，也消除了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)其他電路的干擾，這就是二極管IN4148的保護(hù)作用。方案二：能帶動(dòng)繼電器工作的CMOS集成塊在人們的習(xí)慣中，總認(rèn)為CMOS集成塊不能直接帶動(dòng)繼電器工作，但實(shí)驗(yàn)證明，部分CMOS集成塊不僅能直接帶動(dòng)繼電器工作，而且工作穩(wěn)定可靠?，F(xiàn)將CD4066 CMOS集成塊帶動(dòng)繼電器的工作原理分析如圖2.7： 圖2.7 CMOS集成塊帶動(dòng)繼電器的工作原理圖CD4066是四雙向模擬開關(guān)，集成塊SCR1SCR4為控制端，用于控制四雙向模擬開關(guān)的通斷。當(dāng)SCR1接高電平

40、時(shí)，集成塊、腳導(dǎo)通，12VK1集成塊、腳電源負(fù)極使K1吸合；反之當(dāng)SCR1輸入低電平時(shí)，集成塊、腳開路，K1失電釋放，SCR2SCR4輸入高電平或低電平時(shí)狀態(tài)與SCR1相同。電路中，繼電器線圈兩端均反相并聯(lián)了一只二極管，它是用于保護(hù)集成塊的，切不可省去，否則在繼電器由吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放時(shí)，由于電感的作用線圈上將產(chǎn)生較高的反電動(dòng)勢(shì)，極容易導(dǎo)致集成塊擊穿。并聯(lián)了二極管后，在繼電器由吸合變?yōu)獒尫诺乃查g，線圈將通過(guò)二極管形成短時(shí)間的續(xù)流回路，使線圈中的電流不致突變，從而避免了線圈中反電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生，確保了集成塊的安全。方案三：的吸合措施常常因?yàn)殡娫措妷旱陀诶^電器的吸合電壓而使其不能正常工作，事實(shí)上，繼電器

41、一旦吸合，便可在額定電壓的一半左右可靠地工作。因此，可以在開始時(shí)給繼電器一個(gè)啟動(dòng)電壓使其吸合，然后再讓其在較低的電源電壓下工作，如圖2.8所示的電路便可實(shí)現(xiàn)此目的。圖2.8 低電壓驅(qū)動(dòng)繼電器工作的原理圖工作原理：如圖所示。V1為單結(jié)晶體管BT33C，它與R1、R2、R3和C1組成一個(gè)張弛式振蕩器，SCR為單向可控硅，按下啟動(dòng)按鈕AN1后，電路通電，因?yàn)镾CR無(wú)觸發(fā)電壓，所以不導(dǎo)通，繼電器J不動(dòng)作，電源通過(guò)R4和VD1給電容C2迅速充電至接近電源電壓（Vcc-VD1壓降）。同時(shí)，電源經(jīng)R1給電容C1充電。數(shù)秒后，C1上電壓充到V1的觸發(fā)電壓，C1立即通過(guò)V1放電，在R3上形成一個(gè)正脈沖，該脈沖一

42、路加到V2基極，使V2迅速飽和導(dǎo)通，V2集電極也即電容C2正極近于接地。由于此時(shí)C2上充有上正下負(fù)的正極性電壓，所以C2負(fù)極也即J線圈一端呈負(fù)電位。R3上的正脈沖另一路經(jīng)VD2、C3去觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，SCR陰極也即J線圈另一端接近電源電壓。這時(shí)，J線圈實(shí)際上承受約兩倍的電源電壓，所以J11閉合，松開AN1后，J11自保。J12將V1、V2供電切斷，繼電器在接近電源電壓下工作。圖中，AN2為停止按鈕，按下AN2，J失電釋放，J11斷開，整個(gè)控制電路失電。制作本電路時(shí)，一般可取繼電器的額定電壓為電源電壓的1.5倍左右，一般情況下，任何型號(hào)的單向可控硅（或雙向可控硅）皆可滿足本電路需要。V2、C1、

43、C3的耐壓視電源電壓的高低選取。C2耐壓最好不低于電源電壓的兩倍。比較以上三種方案，方案一通俗易懂，是我們經(jīng)常采用的方法，而且用三極管驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性好，不會(huì)產(chǎn)生干擾；方案二、方案三主要采用集成塊，成本較高，所以選擇方案一作為設(shè)計(jì)藍(lán)本。2.2. 電路設(shè)計(jì)：用單片機(jī)制作一個(gè)紅外電器遙控器（AS3010）解碼、顯示、控制電路，分別控制31個(gè)電器的電源開關(guān)。2.2.1發(fā)射電路部分本遙控發(fā)射器采用AS3010。 AS3010 是一種紅外遙控發(fā)射集成電路，采用 CMOS 工藝制造，工作電壓范圍寬，能支持 32 種系統(tǒng)，每種系統(tǒng)最多有 64 條碼，這樣 AS3010 可提供多達(dá) 2049 個(gè)碼。在單系統(tǒng)方式中，

44、KI 輸入端就像在組合系統(tǒng)方式中一樣是高電平。輸入端由于關(guān)閉了上拉晶體管而被禁止。用戶編碼由輸入端KO輸出端之間的短接矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)，等待時(shí)間只能由 KI-KO 之間的鍵盤矩陣上的有效按鍵來(lái)啟動(dòng)。一旦按鍵時(shí)間超過(guò)位碼的時(shí)間而中間無(wú)抖動(dòng)，則振蕩器啟動(dòng)信號(hào)被鎖存，按鍵可以放開。在個(gè)位碼的按鍵時(shí)間內(nèi)若有抖動(dòng)或按鍵中斷，則器件會(huì)被復(fù)位。在等待時(shí)間的最后，KI 輸入線的上拉晶體管會(huì)被關(guān)閉，同時(shí)在第一個(gè)鍵掃描周期內(nèi)，C 輸入線上的上拉晶體管會(huì)被打開，C 輸入矩陣上的短接點(diǎn)會(huì)被轉(zhuǎn)換成用戶碼而存于用戶存儲(chǔ)器中。在第一個(gè)掃描周期結(jié)束時(shí)，C 輸入線上的上拉晶體管又被重新關(guān)閉，而再度禁止，同時(shí) KI 輸入線上的上拉晶體

45、管又被打開，指令碼由第二個(gè)掃描周期產(chǎn)生，該指令碼也被鎖存，并與用戶碼一起發(fā)射出去。整體過(guò)程如圖2.9：調(diào)制驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射指令鍵指令編碼 圖2.9 AS3010紅外遙控發(fā)射集成電路圖AS3010參考發(fā)射電路圖如圖2.10：圖2.10 AS3010參考發(fā)射電路圖由于本設(shè)計(jì)使用的是成品紅外遙控器，因此對(duì)發(fā)射電路部分沒(méi)有進(jìn)行太詳細(xì)的設(shè)計(jì)。2.2.2.接收電路部分2.2.2.1紅外遙控接收器的接收過(guò)程紅外接收前置放大指令解碼記憶驅(qū)動(dòng)執(zhí)行 圖2.11 紅外遙控接收器的接收過(guò)程框圖由上述可見(jiàn)，紅外遙控系統(tǒng)中的指令信號(hào)及檢出電路，在碼分制系統(tǒng)中由編碼電路和解碼電路構(gòu)成，而且要有調(diào)制和解調(diào)的過(guò)程，因?yàn)榇a分制系統(tǒng)編

46、碼脈沖的頻率極低，為超低頻，如果不用調(diào)制與解調(diào)電路，外界突然的光線變化可能會(huì)對(duì)接收電路造成干擾，產(chǎn)生誤動(dòng)作，系統(tǒng)的抗干擾能力及可靠性就難以保證。2.2.2.2紅外遙控接收器的電路原理圖 確定好設(shè)計(jì)思路后，接下來(lái)的就是根據(jù)設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)電路圖以達(dá)到設(shè)計(jì)目的了。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展，現(xiàn)在越來(lái)越多的電路圖可以用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)繪制了。與傳統(tǒng)的手工繪制相比，計(jì)算機(jī)繪制不僅提高了工作效率，而且繪制的圖形清晰易懂，現(xiàn)在越來(lái)越多的軟件還能模擬實(shí)際的電路來(lái)運(yùn)行。既減少了原來(lái)重復(fù)返工的工作量，又節(jié)約了成本?，F(xiàn)在常用的畫圖工具有Proteus，Protel，Keil等等。在本次設(shè)計(jì)中我們使用Protel

47、99 se來(lái)設(shè)計(jì)電路，它不僅簡(jiǎn)單易學(xué)，而且能夠制作PCB板，簡(jiǎn)單實(shí)用。Protel99采用全新的管理方式，即數(shù)據(jù)庫(kù)的管理方式。Protel99 是在桌面環(huán)境下第一個(gè)以獨(dú)特的設(shè)計(jì)管理和團(tuán)隊(duì)合作技術(shù)為核心的全方位的印制板設(shè)計(jì)系統(tǒng)。所有Protel99設(shè)計(jì)文件都被存儲(chǔ)在唯一的綜合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并顯示在唯一的綜合設(shè)計(jì)編輯窗口。Protel99軟件沿襲了Protel以前版本方便易學(xué)的特點(diǎn)，內(nèi)部界面與Protel98大體相同，新增加了一些功能模塊。Protel公司引進(jìn)了德國(guó)INCASES公司的先進(jìn)技術(shù)，在Protel99中集成了信號(hào)完整性工具，精確的模板分析，幫助你在設(shè)計(jì)周期里利用信號(hào)完整性分析可獲得一次

48、性成功和消除盲目性。Protel99容易使用的特性就是新的“這是什么”幫助。按下任何對(duì)話框右上角的小問(wèn)號(hào)，然后選擇你所要的信息。現(xiàn)在可以很快地看到特性的功能，然后用到設(shè)計(jì)中，按下?tīng)顟B(tài)欄末端的按鈕，使用自然語(yǔ)言幫助顧問(wèn)。以下圖2.12是該系統(tǒng)的遙控接收器電路原理圖。數(shù)碼管(P1口控制)用來(lái)顯示按鍵數(shù)，以提示是否正確的操作，同時(shí)伴隨蜂鳴器（P3.7控制）的鳴叫。P3.1，P3.0，P3.4，P3.5分別控制一路繼電器，來(lái)實(shí)現(xiàn)四路電源控制輸出。P3.3(外部中斷1)用于接收紅外遙控碼輸入信號(hào)。 圖2.12 遙控接收器電路原理圖以上原理圖的設(shè)計(jì)過(guò)程如下：1. 設(shè)計(jì)圖紙大小 首先要構(gòu)思好零件圖，設(shè)計(jì)好圖

49、紙大小。圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復(fù)雜程度而定的，設(shè)置合適的圖紙大小是設(shè)計(jì)好原理圖的第一步。 2. 設(shè)置Protel99 se/Schematic設(shè)計(jì)環(huán)境 包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類型，光標(biāo)類型等等，大多數(shù)參數(shù)也可以使用系統(tǒng)默認(rèn)值。 3. 旋轉(zhuǎn)零件 用戶根據(jù)電路圖的需要，將零件從零件庫(kù)里取出放置到圖紙上，并對(duì)放置零件的序號(hào)、零件封裝進(jìn)行定義和設(shè)定等工作。 4. 原理圖布線 利用Protel99 se/Schematic提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號(hào)連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的原理圖。 5. 調(diào)整線路 將初步繪制好的電路圖作進(jìn)一步的調(diào)整和修改，使得原理圖更加美觀。 6. 報(bào)表輸

50、出 通過(guò)Protel99 se/Schematic提供的各種報(bào)表工具生成各種報(bào)表，其中最重要的報(bào)表是網(wǎng)絡(luò)表，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表為后續(xù)的電路板設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。 7. 文件保存及打印輸出 最后的步驟是文件保存及打印輸出。 根據(jù)以上步驟畫出系統(tǒng)Protel原理圖見(jiàn)附錄一。3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1.系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方法3.1.1遙控碼的編碼格式現(xiàn)有的紅外遙控包括兩種方式：PWM（脈沖寬度調(diào)制）和PPM（脈沖位置調(diào)制）。兩種形式編碼的代表分別為NEC和PHILIPS的RC-5、RC-6以及將來(lái)的RC-7。PWM（脈沖寬度調(diào)制）：以發(fā)射紅外載波的占空比代表“0”和“1”。為了節(jié)省能量，一般情況下，發(fā)射紅外載波的時(shí)間固定，通

51、過(guò)改變不發(fā)射載波的時(shí)間來(lái)改變占空比。例如常用的電視遙控器，使用NEC upd6121，其“0”為載波發(fā)射0.56ms,不發(fā)射0.56ms；其“1”為載波發(fā)射0.56ms,不發(fā)射1.68ms；此外，為了解碼的方便，還有引導(dǎo)碼，upd6121的引導(dǎo)碼為載波發(fā)射9ms，不發(fā)射4.5ms。upd6121總共的編碼長(zhǎng)度為108ms。但并不是所有的編碼器都是如此，比如TOSHIBA的TC9012，其引導(dǎo)碼為載波發(fā)射4.5ms，不發(fā)射4.5ms，其“0”為載波發(fā)射0.52ms,不發(fā)射0.52ms,其“1”為載波發(fā)射0.52ms,不發(fā)射1.04ms。PPM（脈沖位置調(diào)制）：以發(fā)射載波的位置表示“0”和“1”。從發(fā)射載波到不發(fā)射載波為“0”，從不發(fā)射載波到發(fā)射載波為“1”。其發(fā)射載波和不發(fā)射載波的時(shí)間