傳感器原理及應(yīng)用76084

1、第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 要求 1、顯示車速 2、顯示里程，并具有存儲(chǔ)功能第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 要求 1、該系統(tǒng)由上位機(jī)（PC機(jī)）、下位機(jī)、傳感器模塊、無(wú)線通訊模塊、電源模塊、顯示模塊及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊組成。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器，它具有靈敏度高，線性度好，穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點(diǎn)。對(duì)測(cè)速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測(cè)時(shí)間。 通過(guò)檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)乘上車輪的周長(zhǎng)來(lái)計(jì)算路程，霍爾元件就是一種很好的可用于檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)數(shù)的元件。 在普通轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)的儀表中加裝霍

2、爾元件和磁鐵，即可構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳感器。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料接線圖第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料注意事項(xiàng)： 1、霍爾電流傳感器本身已經(jīng)存在濾波電路，輸出無(wú)須再加裝濾波，可直接供單片機(jī)的05V的 AD采集或比較器直接參與比較，信號(hào)非常穩(wěn)定，而且抗干擾能力也很強(qiáng)，直接判斷，編輯命令即可. 2、霍爾電流傳感器反應(yīng)速度一般在7微妙，根本不用考慮單片機(jī)循環(huán)判斷的時(shí)間. 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料二、超聲波傳感器原理及其應(yīng)用二、超聲波傳感器原理及其應(yīng)用第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 超聲波傳感器向空氣中發(fā)射超聲波，探測(cè)來(lái)自某個(gè)物體的反射波。超聲波傳感器具有多種

3、用途，例如防盜報(bào)警系統(tǒng)、門自動(dòng)啟閉裝置、汽車倒車傳感器以及各種電子設(shè)備的遙控裝置。 隨著信息處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的超聲波傳感器應(yīng)用領(lǐng)域，如工廠自動(dòng)化設(shè)備和汽車用電子設(shè)備，正在與日俱增，而且將會(huì)不斷地得到擴(kuò)展。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料2.超聲波的特性 超聲波是一種人耳無(wú)法聽到的、頻率一般超過(guò)20kHz的聲音。幾種聲波的頻率范圍：次聲波：f20Hz聲波 可聞聲波：20Hzf20KHz第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料波長(zhǎng)與輻射波長(zhǎng)與輻射 波的傳播速度是用頻率乘以波長(zhǎng)來(lái)表示。電磁波的傳播速度是3108m/s，而聲波在空氣中的傳播速度很慢，約為344m/s (20時(shí))。在這種比較低的傳

4、播速度下，波長(zhǎng)很短，這就意味著可以獲得較高的距離和方向分辨率。 正是由于這種較高的分辨率特性，才使我們有可能在進(jìn)行測(cè)量時(shí)獲得很高的精確度。超聲波設(shè)備的外表面尺寸易于獲得精確的輻射。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料反射反射 要探測(cè)某個(gè)物體是否存在，超聲波就能夠在該物體上得到反射。 金屬、木材、混凝土、玻璃、橡膠和紙等可以反射近乎100的超聲波，因此我們可以很容易地發(fā)現(xiàn)這些物體。 而布、棉花、絨毛等可以吸收超聲波，因此很難利用超聲波探測(cè)到它們。同時(shí)，由于不規(guī)則反射，通?？赡芎茈y探測(cè)到表面振動(dòng)幅度很大的物體。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料溫度效應(yīng)溫度效應(yīng) 聲波傳播的速度“c”可以用下列公式

5、表示c=331.5+0.607t (m/s)式中，t是當(dāng)前環(huán)境溫度 () 也就是說(shuō)，聲音傳播速度隨周圍溫度的變化而有所不同。因此，要精確的測(cè)量與某個(gè)物體之間的距離時(shí)，始終檢查周圍溫度是十分必要的。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料衰減衰減 傳播到空氣中的超聲波強(qiáng)度隨距離的變化成比例地減弱，這是因?yàn)檠苌洮F(xiàn)象所導(dǎo)致的在球形表面上的擴(kuò)散損失，也是因?yàn)榻橘|(zhì)吸收能量產(chǎn)生的吸收損失。 如圖1所示，超聲波的頻率越高，衰減率就越高，波的傳播距離也就越短。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料圖圖1聲壓在不同距離上的衰減特性聲壓在不同距離上的衰減特性第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料結(jié)構(gòu)與工作原理 當(dāng)電壓作用

6、于壓電陶瓷時(shí)，就會(huì)隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機(jī)械變形。另一方面，當(dāng)振動(dòng)壓電陶瓷時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電荷。利用這一原理，當(dāng)給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個(gè)金屬片構(gòu)成的振動(dòng)器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個(gè)電信號(hào)時(shí)，就會(huì)因彎曲振動(dòng)發(fā)射出超聲波。相反，當(dāng)向雙壓電晶片元件施加超聲振動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)?；谝陨献饔?，便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料3.1 開放型超聲波傳感器開放型超聲波傳感器圖圖2開放型超聲波傳感器的構(gòu)造開放型超聲波傳感器的構(gòu)造第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 該復(fù)合式振動(dòng)器是諧振器以及，由一個(gè)金屬片和一個(gè)壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動(dòng)器的

7、一個(gè)結(jié)合體。諧振器呈喇叭形，目的是能有效地輻射由于振動(dòng)而產(chǎn)生的超聲波，并且可以有效地使超聲波聚集在振動(dòng)器的中央部位。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料3.2密封型超聲波傳感器密封型超聲波傳感器圖3密封型超聲波傳感器的構(gòu)造第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 室外用途的超聲波傳感器必須具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部?jī)?nèi)側(cè)。底座固定在盒體的開口端，并且使用樹脂進(jìn)行覆蓋。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料高頻超聲波傳感器高頻超聲波傳感器圖4高頻超聲波傳感器的構(gòu)造第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 對(duì)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的超聲波傳感器而言，要求其精確度

8、要達(dá)到1mm，并且具有較強(qiáng)的超聲波輻射。利用常規(guī)雙壓電晶片元件振動(dòng)器的彎曲振動(dòng)，在頻率高于70kHz的情況下，是不可能達(dá)到此目的的。所以，在高頻率探測(cè)中，必須使用垂直厚度振動(dòng)模式的壓電陶瓷。在這種情況下，壓電陶瓷的聲阻抗與空氣的匹配就變得十分重要。壓電陶瓷的聲阻抗為2.6107kg/m2s，而空氣的聲阻抗為4.3102kg/m2s。 5個(gè)冪的差異會(huì)導(dǎo)致在壓電陶瓷振動(dòng)輻射表面上的大量損失。一種特殊材料粘附在壓電陶瓷上，作為聲匹配層，可實(shí)現(xiàn)與空氣的聲阻抗相匹配。這種結(jié)構(gòu)可以使超聲波傳感器在高達(dá)數(shù)百kHz頻率的情況下，仍然能夠正常工作。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料應(yīng)用4.1 應(yīng)用實(shí)例第二屆廣

9、西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料1.連續(xù)波的信號(hào)電平檢測(cè)用于計(jì)數(shù)器和近似開關(guān)，因?yàn)檫@些設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。2.用于諸如環(huán)境變化較大的自動(dòng)門等裝置。只有在檢測(cè)到一定數(shù)量反射脈沖的情況下，該裝置才會(huì)啟動(dòng)。同時(shí)，也用于測(cè)量與某個(gè)物體之間的距離，例如汽車的倒車傳感器。3.利用一種多普勒效應(yīng)的應(yīng)用。該現(xiàn)象是某個(gè)物體靠近或離開時(shí)，多普勒效應(yīng)可產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)制信號(hào)，這通常應(yīng)用于防盜報(bào)警系統(tǒng)。4.是利用隨氣體密度不同而發(fā)生聲音傳播速度變化的應(yīng)用?？梢岳枚嗥绽招?yīng)，檢測(cè)氣體的流速和流量。5.是一種用于統(tǒng)計(jì)相對(duì)于空氣流量而產(chǎn)生的卡門渦流數(shù)量的方法，同時(shí)也是利用了一種現(xiàn)象，即當(dāng)卡門渦流通過(guò)傳感器時(shí)，超聲信號(hào)電平會(huì)降

10、低。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料發(fā)射與接收電路發(fā)射與接收電路圖5 連續(xù)波發(fā)送電路第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料圖6 前置放大器電路第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料圖7 超聲脈沖發(fā)送電路第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料距離測(cè)量應(yīng)用距離測(cè)量應(yīng)用 測(cè)量距離的工作原理，被稱做“脈沖反射法”，可以統(tǒng)計(jì)參考脈沖的數(shù)量。本方法用于測(cè)量超聲波發(fā)送脈沖和物體之間、接收脈沖和物體之間的反射時(shí)間。對(duì)于距物體L的距離與發(fā)射時(shí)間T之間的關(guān)系，用下列公式表示： L=CT/2式中，C為聲音傳播速度。即，通過(guò)測(cè)量到達(dá)物體的反射時(shí)間，可以確定與物體之間的距離。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料第二屆廣西

11、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料48cm第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 1.發(fā)送超聲波脈沖，脈沖寬度約為125200 s，即在一個(gè)調(diào)制脈沖內(nèi)包含58個(gè)40 kHz的方波。 2.一般在發(fā)送后延時(shí)1ms才開始接收。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 以一塊單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)一個(gè)遙控器，以一塊單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)一個(gè)遙控器，另一塊單片機(jī)做接收系統(tǒng)，系統(tǒng)能被遙控另一塊單片機(jī)做接收系統(tǒng)，系統(tǒng)能被遙控操作。操作。u設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)1設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線遙控發(fā)射器。設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線遙控發(fā)射器。2設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線接收系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線接收系統(tǒng)。3接收系統(tǒng)能通過(guò)遙控的方式對(duì)步進(jìn)電機(jī)、接收系統(tǒng)能通過(guò)遙控的方式對(duì)步進(jìn)電機(jī)、指示

12、燈、接口電路等進(jìn)行操作。指示燈、接口電路等進(jìn)行操作。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料紅外線遙控原理及應(yīng)用紅外線遙控原理及應(yīng)用一、紅外線遙控原理一、紅外線遙控原理1.概述概述 紅外線遙控系統(tǒng)分成發(fā)送端和接收端兩個(gè)部紅外線遙控系統(tǒng)分成發(fā)送端和接收端兩個(gè)部分。發(fā)送端經(jīng)過(guò)紅外線發(fā)光分。發(fā)送端經(jīng)過(guò)紅外線發(fā)光LED，發(fā)射波長(zhǎng)為，發(fā)射波長(zhǎng)為940nm的紅外線不可見光來(lái)傳送信號(hào)，這些信號(hào)的紅外線不可見光來(lái)傳送信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)接收端的紅外線接收模塊接收進(jìn)來(lái)，并對(duì)其經(jīng)過(guò)接收端的紅外線接收模塊接收進(jìn)來(lái)，并對(duì)其進(jìn)行譯碼進(jìn)而使控制器做出相應(yīng)的動(dòng)作，完成遙進(jìn)行譯碼進(jìn)而使控制器做出相應(yīng)的動(dòng)作，完成遙控功能?？毓δ?。第

13、二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來(lái)進(jìn)行控制操作，如解碼專用集成電路芯片來(lái)進(jìn)行控制操作，如圖圖1所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。調(diào)、解碼電路。 鍵盤鍵盤編碼調(diào)制編碼調(diào)制信號(hào)放大信號(hào)放大LED光光/電放大電放大解調(diào)解調(diào)解碼解碼控制器控制器圖圖1 紅外線遙控系統(tǒng)框圖紅外線遙控系統(tǒng)框圖紅外線接收模塊紅外線接收模塊第二屆廣西大學(xué)生電子

14、設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 紅外線發(fā)射器的工作方塊圖如圖2所示。當(dāng)發(fā)射器上某一按鍵被按下時(shí)，發(fā)射器上的控制芯片便進(jìn)行編碼，產(chǎn)生一組代碼，結(jié)合載波電路的載波信號(hào)（一般用38KHz）組合成一個(gè)合成信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)功率放大后供給紅外線發(fā)射LED發(fā)射出去。單片機(jī)38KHz載波信號(hào)信號(hào)放大紅外線發(fā)射LED圖2 紅外線發(fā)射器的工作方塊圖與門單片機(jī)編程產(chǎn)生第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 接收部分的主要組件為紅外線接收模塊，其內(nèi)部接收部分的主要組件為紅外線接收模塊，其內(nèi)部含有高頻的濾波電路，專門用來(lái)過(guò)濾紅外線合成信號(hào)含有高頻的濾波電路，專門用來(lái)過(guò)濾紅外線合成信號(hào)中的載波信號(hào)（即中的載波信號(hào)（即38KHz）而解調(diào)出發(fā)

15、射器的控制信）而解調(diào)出發(fā)射器的控制信號(hào)。當(dāng)紅外線合成信號(hào)進(jìn)入接收模塊后，在其輸出端號(hào)。當(dāng)紅外線合成信號(hào)進(jìn)入接收模塊后，在其輸出端便可得到原先的數(shù)字控制編碼，直接可以送到單片機(jī)便可得到原先的數(shù)字控制編碼，直接可以送到單片機(jī)的的I/O口，經(jīng)單片機(jī)譯碼后，便可知道按下哪一個(gè)按口，經(jīng)單片機(jī)譯碼后，便可知道按下哪一個(gè)按鍵，而做出相應(yīng)的控制處理，進(jìn)而完成遙控的動(dòng)作。鍵，而做出相應(yīng)的控制處理，進(jìn)而完成遙控的動(dòng)作。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成脈沖寬度調(diào)制和脈沖相位調(diào)制兩大類，這里我分成脈沖寬度調(diào)制和脈沖相位調(diào)制兩大類

16、，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的脈沖寬度調(diào)制們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的脈沖寬度調(diào)制來(lái)加以說(shuō)明，現(xiàn)以來(lái)加以說(shuō)明，現(xiàn)以LC7461組成發(fā)射電路為例說(shuō)明編組成發(fā)射電路為例說(shuō)明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：下特征： （1）基于專用芯片的遙控器）基于專用芯片的遙控器第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔、間隔0.56ms、周期為、周期為1.125ms的組合表

17、示二進(jìn)制的的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為以脈寬為0.565ms、間隔、間隔1.685ms、周期為、周期為2.25ms的的組合表示二進(jìn)制的組合表示二進(jìn)制的“1” 。圖圖3 “0”的定義的定義0.565ms1.125ms0.565ms圖圖4 “1”的定義的定義0.565ms2.25ms1.685ms第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 上述上述“0”和和“1”組成的組成的42位二進(jìn)制碼經(jīng)位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線功耗的目的。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空

18、間發(fā)射，向空間發(fā)射，7461產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的42位二位二進(jìn)制碼組，其中前進(jìn)制碼組，其中前26位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。后紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。后16位為位為8位的操作碼和位的操作碼和8位的操作反碼用于核對(duì)數(shù)據(jù)是否位的操作反碼用于核對(duì)數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。接收準(zhǔn)確。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料當(dāng)遙控器上任意一個(gè)按鍵按下超過(guò)當(dāng)遙控器上任意一個(gè)按鍵按下超過(guò)36ms時(shí)，時(shí)，LC7461芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個(gè)芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個(gè)特定的同步碼頭，對(duì)于接收端而

19、言就是一個(gè)特定的同步碼頭，對(duì)于接收端而言就是一個(gè)9ms的低電平的低電平,和一個(gè)和一個(gè)4.5ms的高電平，這個(gè)同步碼的高電平，這個(gè)同步碼頭可以使程序知道從這個(gè)同步碼頭以后可以開始頭可以使程序知道從這個(gè)同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。接收數(shù)據(jù)。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料 解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和和“1”，從位的定義我們可以發(fā)，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)“0”、“1”均以均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，度不同，“0”為為0.56ms,“1”為為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別度區(qū)別“

20、0”和和“1”。如果從。如果從0.56ms低電平過(guò)后，開始延時(shí)，低電平過(guò)后，開始延時(shí)，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說(shuō)明該位為以后，若讀到的電平為低，說(shuō)明該位為“0”，反之則為，反之則為“1”，為了可靠起見，延時(shí)必須比，為了可靠起見，延時(shí)必須比0.56ms長(zhǎng)些，但又不能超過(guò)長(zhǎng)些，但又不能超過(guò)1.12ms,否則如果該位為否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因，讀到的已是下一位的高電平，因此?。ù巳。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取最為可靠，一般取0.84ms左右即可。左右即可。 根據(jù)紅外編碼的格式，程序應(yīng)該等待根據(jù)紅外編碼的格式，程序應(yīng)該等待9ms

21、的起始的起始碼和碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼。的結(jié)果碼完成后才能讀碼。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料（2）基于單片機(jī)的遙控器）基于單片機(jī)的遙控器 基于專用芯片的遙控器只適用于某一專用電器產(chǎn)基于專用芯片的遙控器只適用于某一專用電器產(chǎn)品，應(yīng)用范圍受到限制。而采用單片機(jī)設(shè)計(jì)的遙控器品，應(yīng)用范圍受到限制。而采用單片機(jī)設(shè)計(jì)的遙控器具有編程靈活多樣、操作碼個(gè)數(shù)可隨意設(shè)定等優(yōu)點(diǎn)。具有編程靈活多樣、操作碼個(gè)數(shù)可隨意設(shè)定等優(yōu)點(diǎn)。圖圖5所示即為基于單片機(jī)的遙控器原理框圖。所示即為基于單片機(jī)的遙控器原理框圖。單單片片機(jī)機(jī)電源電源行列式鍵盤行列式鍵盤發(fā)射發(fā)射電路電路發(fā)射發(fā)射指示燈指示燈圖圖5 基于單片機(jī)

22、的遙控器原理框圖基于單片機(jī)的遙控器原理框圖低功耗控制電路低功耗控制電路第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料u設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)單片機(jī)選型單片機(jī)選型 單片機(jī)型號(hào)可以選用單片機(jī)型號(hào)可以選用AT89C2051。該單片機(jī)具有寬。該單片機(jī)具有寬工作電壓范圍：工作電壓范圍：2.7V6V。是。是AT89C51的簡(jiǎn)化版。除的簡(jiǎn)化版。除了了I/O口比口比AT89C51少少P0和和P2外其他資源都一樣。選外其他資源都一樣。選用該型號(hào)單片機(jī)主要看中其體積小（封裝為用該型號(hào)單片機(jī)主要看中其體積?。ǚ庋b為DIP20）和）和寬電壓范圍?？梢杂脙晒?jié)寬電壓范圍?？梢杂脙晒?jié)1.5V的電池串聯(lián)供電。的電池串聯(lián)供電。鍵盤鍵盤 為節(jié)省

23、端口資源，采用行列式鍵盤。為配合低功為節(jié)省端口資源，采用行列式鍵盤。為配合低功耗工作方式，設(shè)計(jì)為中斷式行列式鍵盤。耗工作方式，設(shè)計(jì)為中斷式行列式鍵盤。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料低功耗工作方式低功耗工作方式 因?yàn)檫b控器大部分時(shí)間都處于空閑的狀態(tài)，如不對(duì)因?yàn)檫b控器大部分時(shí)間都處于空閑的狀態(tài)，如不對(duì)其電源進(jìn)行管理的話，將會(huì)造成電源的浪費(fèi)。因此，可其電源進(jìn)行管理的話，將會(huì)造成電源的浪費(fèi)。因此，可以結(jié)合鍵盤設(shè)置單片機(jī)為低功耗工作方式。即置以結(jié)合鍵盤設(shè)置單片機(jī)為低功耗工作方式。即置IDL1（PCON.01），當(dāng)沒有按鍵按下時(shí)單片機(jī)處于低功耗），當(dāng)沒有按鍵按下時(shí)單片機(jī)處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)有按鍵按下時(shí)

24、通過(guò)中斷喚醒單片機(jī)，使之退出狀態(tài)；當(dāng)有按鍵按下時(shí)通過(guò)中斷喚醒單片機(jī)，使之退出低功耗狀態(tài)，正常工作。這樣遙控器的功耗將會(huì)很低。低功耗狀態(tài)，正常工作。這樣遙控器的功耗將會(huì)很低。紅外發(fā)射和指示電路紅外發(fā)射和指示電路 遙控信息經(jīng)調(diào)制后通過(guò)單片機(jī)的遙控信息經(jīng)調(diào)制后通過(guò)單片機(jī)的I/O口輸出，再口輸出，再經(jīng)三極管經(jīng)三極管9014放大后再去驅(qū)動(dòng)發(fā)射管。為使操作比較放大后再去驅(qū)動(dòng)發(fā)射管。為使操作比較直觀，加入操作指示燈，指示按鍵的操作情況。直觀，加入操作指示燈，指示按鍵的操作情況。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料u應(yīng)用電路應(yīng)用電路圖圖6 遙控器電路圖遙控器電路圖第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料u程序設(shè)計(jì)

25、程序設(shè)計(jì)發(fā)射幀格式發(fā)射幀格式接收幀格式接收幀格式3ms1ms 1ms38KHztt圖圖7 自定義發(fā)射和接收幀格式圖自定義發(fā)射和接收幀格式圖 遙控器的編碼采用脈沖數(shù)編碼格式，即不同的脈沖遙控器的編碼采用脈沖數(shù)編碼格式，即不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的操作碼，最少為兩個(gè)脈沖。為使接個(gè)數(shù)代表不同的操作碼，最少為兩個(gè)脈沖。為使接收可靠，第一位碼寬為收可靠，第一位碼寬為3ms，其余為，其余為1ms。碼距。碼距1ms。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料u流程圖流程圖P1和和P3口復(fù)位口復(fù)位關(guān)遙控口輸出關(guān)遙控口輸出設(shè)置堆棧設(shè)置堆棧設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)定時(shí)器初始化定時(shí)器初始化開外部中斷和總中斷開外部中斷和

26、總中斷調(diào)用初始化程序調(diào)用初始化程序調(diào)用鍵盤程序調(diào)用鍵盤程序進(jìn)入低功耗工作方式進(jìn)入低功耗工作方式圖圖8 初始化程序流程圖初始化程序流程圖圖圖9 主程序流程圖主程序流程圖第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料裝載發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)裝載發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)發(fā)發(fā)3ms首脈沖首脈沖停發(fā)停發(fā)1ms碼間距碼間距發(fā)發(fā)1ms脈沖脈沖發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)減發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)減1等于等于0？停發(fā)停發(fā)1ms碼間距碼間距N返回返回Y圖圖10 發(fā)射程序流程圖發(fā)射程序流程圖第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料4接收器及解碼接收器及解碼 LT0038是塑封一體化紅外線接收器，它是一種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

27、路，不需集紅外線接收、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(hào)兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號(hào)時(shí)電平信號(hào)兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號(hào)時(shí)為高電平，收到紅外信號(hào)時(shí)為低電平，而體積和普通為高電平，收到紅外信號(hào)時(shí)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。紅外線數(shù)據(jù)傳輸。 （1）接收器）接收器u應(yīng)用電路應(yīng)用電路GNDVDDOUT1 2 3Vcc至至I/O口口圖6 紅外線接收電路100100uF第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽

28、培訓(xùn)材料 當(dāng)紅外接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時(shí)當(dāng)紅外接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時(shí)(紅外線接收器紅外線接收器輸出波形如圖所示輸出波形如圖所示)。第。第1位碼的下降沿觸發(fā)中斷程位碼的下降沿觸發(fā)中斷程序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀，并對(duì)第序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀，并對(duì)第1位位(起始位起始位)碼的碼寬碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證。若第進(jìn)行驗(yàn)證。若第1位低電平碼的脈寬小于位低電平碼的脈寬小于2mS，將作，將作為錯(cuò)誤幀處埋。當(dāng)間隔位的高電平脈沖寬大于為錯(cuò)誤幀處埋。當(dāng)間隔位的高電平脈沖寬大于3ms時(shí)，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器時(shí)，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖數(shù)，執(zhí)行中的脈沖數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的功能操作。相應(yīng)的功能操作。第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材

29、料首個(gè)低電脈寬首個(gè)低電脈寬2ms嗎？嗎？開始接收，并對(duì)脈沖個(gè)數(shù)加開始接收，并對(duì)脈沖個(gè)數(shù)加1高電平脈寬高電平脈寬1ms嗎？嗎？中斷返回中斷返回YNNY開始開始第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料編碼發(fā)射程序：編碼發(fā)射程序：SEND:MOV R1 , ASEND0:MOV R0,#0FAAJMP SEND2SEND1:MOV R0,#200SEND2:SETB ET1SETB TR1NOPDJNZ R0 ,SEND2MOV R0 , #100SENDOUT:CLRTR1CLRET1CLRP3.5DJNZ R0,SENDOUTDJNZ R1,SEND1CLR P3.0LCALL DELAY500MS

30、RETNOPNOPNOPLJMP START第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料（2）解碼）解碼 A. 把紅外遙控器每一個(gè)按鍵的鍵值讀出來(lái)，并且通過(guò)與P1口連接的8個(gè)LED顯示出來(lái)，在解碼成功的同時(shí)并且能發(fā)出“嘀嘀嘀”的提示音。 （使用現(xiàn)成的遙控器）ORG 0000H AJMP MAIN;轉(zhuǎn)入主程序ORG 0003H ;外部中斷P3.2腳INT0入口地址 AJMP INT ;轉(zhuǎn)入外部中斷服務(wù)子程序（解碼程序） ;以下為主程序進(jìn)行CPU中斷方式設(shè)置MAIN:SETB EA ;打開CPU總中斷請(qǐng)求SETB IT0 ;設(shè)定INT0的觸發(fā)方式為脈沖負(fù)邊沿觸發(fā)SETB EX0 ;打開INT0中斷請(qǐng)求 ;

31、以下對(duì)單片機(jī)的所有引腳進(jìn)行初始化，全部設(shè)置成高電平MOV P2,#11100111BAJMP $第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料;以下為進(jìn)入P3.2腳外部中斷子程序，也就是解碼程序INT: CLR EA ;暫時(shí)關(guān)閉CPU的所有中斷請(qǐng)求MOV R6,#10SB: ACALL YS1;調(diào)用882微秒延時(shí)子程序JB P3.2,EXIT;延時(shí)882微秒后判斷P3.2腳是否出現(xiàn)高電平如果有就退出 解碼程序DJNZ R6, SB;重復(fù)10次，目的是檢測(cè)在8820微秒內(nèi)如果出現(xiàn)高電平就 退出解碼程序 ;以上完成對(duì)遙控信號(hào)的9000微秒的初始低電平信號(hào)的識(shí)別。JNB P3.2, $ ;等待高電平避開9毫秒

32、低電平引導(dǎo)脈沖ACALL YS2 ;延時(shí)4.74毫秒避開4.5毫秒的結(jié)果碼MOV R7,#26;忽略前26位系統(tǒng)識(shí)別碼 JJJJA:JNB P3.2,$;等待地址碼第一位的高電平信號(hào)LCALL YS1;高電平開始后用882微秒的時(shí)間尺去判斷信號(hào)此時(shí)的高低電平狀態(tài)MOV C,P3.2;將P3.2引腳此時(shí)的電平狀態(tài)0或1存入C中JNC UUUA;如果為0就跳轉(zhuǎn)到UUUALCALL YS3;檢測(cè)到高電平1的話延時(shí)1毫秒等待脈沖高電平結(jié)束UUUA: DJNZ R7,JJJJA 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)材料MOV R1,#1AH ;設(shè)定1AH為起始RAM區(qū)MOV R2,#2;接收從1AH到1BH

33、的2個(gè)內(nèi)存,用于存放操作碼和操作反碼 PP: MOV R3,#8;每組數(shù)據(jù)為8位 JJJJ: JNB P3.2,$;等待地址碼第一位的高電平信號(hào)LCALL YS1;高電平開始后用882微秒的時(shí)間尺去判斷信號(hào)此時(shí)的高低電平狀態(tài)MOV C,P3.2;將P3.2引腳此時(shí)的電平狀態(tài)0或1存入C中JNC UUU;如果為0就跳轉(zhuǎn)到UUULCALL YS3;檢測(cè)到高電平1的話延時(shí)1毫秒等待脈沖高電平結(jié)束UUU: MOV A,R1;將R1中地址的給ARRC A;將C中的值0或1移入A中的最低位MOV R1,A;將A中的數(shù)暫時(shí)存放在R1數(shù)值的內(nèi)存中DJNZ R3,JJJJ;接收滿8位換一個(gè)內(nèi)存INC R1;對(duì)R1中的值加1，換下一個(gè)RAMDJNZ R2,PP ;接收完