基于單片機(jī)的遙控?zé)粝涞脑O(shè)計(jì)論文

1、 PAGE28 / NUMPAGES36 基于單片機(jī)的遙控?zé)粝涞脑O(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了意。作 者 簽 名：日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和

2、電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉咳荨Ｗ髡吆灻?日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定

3、，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 與格 不與格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 與格 不與格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力 優(yōu) 良 中 與格 不與格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案

4、的合理性 優(yōu) 良 中 與格 不與格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 與格 不與格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)？ 優(yōu) 良 中 與格 不與格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂與附件）？ 優(yōu) 良 中 與格 不與格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 與格 不與格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 與格 不與格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 與格 不與格建議成績(jī)：優(yōu) 良 中 與格 不與格（在所選等級(jí)前的畫(huà)“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月

5、日評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)？ 優(yōu) 良 中 與格 不與格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂與附件）？ 優(yōu) 良 中 與格 不與格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 與格 不與格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 與格 不與格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 與格 不與格建議成績(jī)：優(yōu) 良 中 與格 不與格（在所選等級(jí)前的畫(huà)“”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）與教學(xué)系意見(jiàn)教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯

6、過(guò)程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況 優(yōu) 良 中 與格 不與格2、對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 與格 不與格3、學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 與格 不與格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)？ 優(yōu) 良 中 與格 不與格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂與附件）？ 優(yōu) 良 中 與格 不與格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 與格 不與格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 與格 不與格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 與格 不與格評(píng)定成績(jī)：

7、優(yōu) 良 中 與格 不與格（在所選等級(jí)前的畫(huà)“”）教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見(jiàn)：系主任： （簽名）年 月 日摘要在日常使用電子產(chǎn)品中，由于單片機(jī)具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，它在各個(gè)領(lǐng)域的使用越來(lái)越廣泛，而單片機(jī)的發(fā)展也十分迅速。遙控?zé)粝涫怯脝纹瑱C(jī)根據(jù)接受信號(hào)，使直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止，其的突出優(yōu)點(diǎn)是具有外觀新穎，工作可靠，使用方便、靈活等特點(diǎn)，因此它在各個(gè)領(lǐng)域的使用也很普與。本課題將通過(guò)protel軟件來(lái)繪制原理圖與PCB圖然后進(jìn)行設(shè)計(jì)一個(gè)遙控?zé)粝?，使電子專業(yè)學(xué)生對(duì)單片機(jī)與直流電機(jī)的工作原理，外加紅外遙控等的實(shí)際應(yīng)用有系統(tǒng)的了

8、解，與學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格和教學(xué)計(jì)劃要求相一致的，對(duì)檢測(cè)學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)、理論、技能和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成基本科研任務(wù)的能力具有一定的效果和意義關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、直流電機(jī)、遙控AbstractElectronic products in everyday use, as a function of SCM ,small volume, low power consumption, cheap, reliable, easy to use features, if is more widely used in various fields, and the microcontroller also

9、 growing very rapidly. Remote light box is used microcontroller according to the accepted signal to the DC motor forward, reverse, stop,and its outstanding advantage is that with the appearance of new, reliable, easy to use and flexible features, so if is used in various fields is also very popular.

10、This topic will protel software to design both a remote light box, so that e-SCM and professional students working principle of DC motor, plus IR remote control the practical application of a systematic understanding, and studentstraining objectives, training requirements specifications and consiste

11、nt teaching programs, testing students on professional knowledge, theory, skills,and prepare students for independent ability to perform basic research tasks and significance of the effect of certain .Key words:microcontroller, motor, remote control目 錄TOC o 1-2 h z uHYPERLINK l _Toc290628666一、引言 PAG

12、EREF _Toc290628666 h 1HYPERLINK l _Toc290628667（一）選題背景 PAGEREF _Toc290628667 h 1HYPERLINK l _Toc290628668（二）研究目標(biāo)與意義 PAGEREF _Toc290628668 h 1HYPERLINK l _Toc290628669二、方案設(shè)計(jì)與論證 PAGEREF _Toc290628669 h 1HYPERLINK l _Toc290628670（一）電機(jī)的選擇 PAGEREF _Toc290628670 h 1HYPERLINK l _Toc290628671（二）控制器件的選擇 PAGE

13、REF _Toc290628671 h 1HYPERLINK l _Toc290628672（三）方案確定 PAGEREF _Toc290628672 h 2HYPERLINK l _Toc290628673三、硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc290628673 h 2HYPERLINK l _Toc290628674（一）單片機(jī) PAGEREF _Toc290628674 h 2HYPERLINK l _Toc290628675（二）直流電機(jī) PAGEREF _Toc290628675 h 5HYPERLINK l _Toc290628676（三） 紅外遙控 PAGEREF _Toc290

14、628676 h 9HYPERLINK l _Toc290628677四、軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc290628677 h 13HYPERLINK l _Toc290628678（一）程序流程圖 PAGEREF _Toc290628678 h 13HYPERLINK l _Toc290628679（二）按鍵設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc290628679 h 14HYPERLINK l _Toc290628680（三）紅外遙控 PAGEREF _Toc290628680 h 16HYPERLINK l _Toc290628681（四）程序 PAGEREF _Toc290628681 h

15、 16HYPERLINK l _Toc290628682五、結(jié)束語(yǔ) PAGEREF _Toc290628682 h 20HYPERLINK l _Toc290628683致 PAGEREF _Toc290628683 h 20HYPERLINK l _Toc290628684參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc290628684 h 20HYPERLINK l _Toc290628685附錄一主原理圖 PAGEREF _Toc290628685 h 21HYPERLINK l _Toc290628686附錄二紅外遙控原理圖 PAGEREF _Toc290628686 h 22HYPERLINK

16、l _Toc290628687附錄三主PCB圖 PAGEREF _Toc290628687 h 23HYPERLINK l _Toc290628688附錄四紅外遙控PCB圖 PAGEREF _Toc290628688 h 24一、引言（一）選題背景電機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換的裝置，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要作用，無(wú)論是在工農(nóng)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防宇航、醫(yī)療衛(wèi)生、商務(wù)與辦公設(shè)備，還是日常生活中的家用電器，都大量的使用著各種各樣的電機(jī)，如汽車(chē)、電視機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)等等也離不開(kāi)電機(jī)。同時(shí)，在越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)合，只能旋轉(zhuǎn)的電機(jī)己無(wú)法滿足要求，而是要求能夠?qū)崿F(xiàn)快速加速、減速或反轉(zhuǎn)以與準(zhǔn)確停止等功能。 傳統(tǒng)的燈箱一般只能

17、實(shí)現(xiàn)其正轉(zhuǎn)，沒(méi)有反轉(zhuǎn)、停止等功能，遙控?zé)粝涓y見(jiàn)。遙控?zé)粝洳粌H解決了以往燈箱的死板、單一的特點(diǎn)，而且其使用方便、簡(jiǎn)單，更能適應(yīng)生活的需求，也更具有新鮮感。（二）研究目標(biāo)與意義此次課題設(shè)計(jì)一個(gè)遙控直流電機(jī)系統(tǒng)：用單片機(jī)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)以鍵盤(pán)或紅外遙控接受器作為輸入，單片機(jī)根據(jù)接受到的信號(hào)發(fā)出一定脈沖從而控制直流電機(jī)的開(kāi)、關(guān)，正、反轉(zhuǎn)動(dòng)，停止，以達(dá)到遙控?zé)粝涞幕竟δ?。二、方案設(shè)計(jì)與論證（一）電機(jī)的選擇電機(jī)分類很多，比如有：直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)等，直流電機(jī)易于控制，平滑調(diào)節(jié)，且成本低，而步進(jìn)電機(jī)價(jià)格昂貴，控制精度要求高，一般用于數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)繪圖儀等設(shè)備中，本課題對(duì)電機(jī)的要求不是很高，使用直流電機(jī)完全可以

18、，充分利用了元器件也節(jié)約了成本。而且直流電動(dòng)機(jī)數(shù)字化已經(jīng)走向?qū)嵱没?，其主要特點(diǎn)是： (1)常規(guī)的晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)量硬件可用軟件代替，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了電子元件虛焊、接觸不良和漂移等引起的一些故障，而且維修方便； (2)動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整方便； (3)系統(tǒng)可以方便的設(shè)計(jì)監(jiān)控、故障自診斷、故障自動(dòng)復(fù)原程序，以提高系統(tǒng)的可靠性； (4)可采用數(shù)字濾波來(lái)提高系統(tǒng)的抗干擾性能；(5)可采用數(shù)字反饋來(lái)提高系統(tǒng)的精度；(6)容易與上一級(jí)計(jì)算機(jī)交換信息；(7)具有信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信的功能。（二）控制器件的選擇方案一：通過(guò)輸入電壓的大小來(lái)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以與停止、開(kāi)關(guān)；只要使輸入電動(dòng)機(jī)的相互轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)電

19、機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。但是電壓的改變是連續(xù)的，不可以跳躍，這樣就會(huì)使電機(jī)在進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生不穩(wěn)定，電機(jī)也容易破損。方案二：采用單片機(jī)進(jìn)行控制電機(jī)。本設(shè)計(jì)需要使用的軟件資源比較簡(jiǎn)單，只需要完成紅外線接收部分、鍵盤(pán)控制部分以與輸出驅(qū)動(dòng)功能。運(yùn)用單片機(jī)進(jìn)行控制比較簡(jiǎn)單、易控制、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、精度高且體積大大減小。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器.具有4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器,可擦除的的只讀存儲(chǔ)器(PEROM), ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器. AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉。鑒于上面分析

20、，方案一只能自以為改變所給電壓值而能使電動(dòng)機(jī)的改變正、反轉(zhuǎn)動(dòng)，其不穩(wěn)定性太大。方案二只是把理想的電壓脈沖送動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)其放大驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)動(dòng)以與停止、開(kāi)關(guān)。其更具有穩(wěn)定也容易操作，選用方案二。（三）方案確定綜上所述，電機(jī)采用直流電機(jī)，而主要的控制器件則采用AT89C51單片機(jī)，總的設(shè)計(jì)框圖見(jiàn)圖2-1。紅外接受AT89C51電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路直流電機(jī)紅外發(fā)射鍵盤(pán)圖2-1 系統(tǒng)框圖三、硬件設(shè)計(jì)（一）單片機(jī)1AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89C51有PDIP，PLCC，TQFP三種封裝方式，其中最常見(jiàn)的就是采用40PIN封裝的雙列直接PDIP封裝，下面有AT89C51的基本結(jié)構(gòu)圖（見(jiàn)圖3-1）。

21、芯片共有40個(gè)引腳（見(jiàn)圖3-1），引腳的排列順序?yàn)閺目啃酒娜笨谧筮吥橇心鏁r(shí)針數(shù)起，依次為1，2，3，440，其中芯片的1腳頂上有一個(gè)凹點(diǎn)（見(jiàn)圖3-1）。在單片機(jī)的40 個(gè)引腳中，電源引腳2根，外接晶體振蕩器引腳2根，控制引腳4根以與4組8為可編程I/O引腳32根。主電源引腳（2根）(1) VCC:電源輸入，接+5V電源(2) GND：接地線外接晶振引腳（2根）振蕩與定時(shí)電路4KB程序存儲(chǔ)器128B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器CPU并行端口總線控制串行端口系 統(tǒng) 總 線時(shí)鐘源P0 P1 P2 P3TXD RXD128B特殊功能寄存器內(nèi)部中斷信號(hào)外部中斷信號(hào)控制信號(hào)兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0 T1圖3-1 AT

22、89C51基本結(jié)構(gòu)圖(1) XTAL1：片晶振電路的輸入端(2) XTAL2：片晶振電路的輸出端圖3-2 AT89C51單片機(jī)引腳配置圖控制引腳（4根）(1) RST/VPP：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。(2) ALE/PROG：地址所存允許信號(hào)。(3) PSEN：外部存儲(chǔ)器讀選通訊信號(hào)。(4) EA/VPP：程序存儲(chǔ)器的外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從部程序存儲(chǔ)器讀指令。可編程輸入/輸出引腳（32根）AT89C51單片機(jī)有4組8為可編程I/O口，分別為P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。每一根引腳都可以編程，比如

23、用來(lái)控制電機(jī)、交通燈等，開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)就是利用這些可編程引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)我們想要的功能。（1）P0口：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0-P0.7（2）P1口：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0-P1.7（3）P2口：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0-P2.7（4）P3口：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0-P3.72時(shí)鐘電路XTAL1和XTAL2引腳分別為單片機(jī)反相放大器的輸入/輸出端，其頻率圍為1.212MHz。XTAL2又是部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，這個(gè)部反相器可與外部元件組成的振蕩器（見(jiàn)圖3-3）。采用石英晶體振蕩器時(shí)，C=（3010）pF；在任何情況下，振蕩器始終驅(qū)動(dòng)部時(shí)鐘發(fā)生器向主機(jī)提供

24、時(shí)鐘信號(hào)，因?yàn)闀r(shí)鐘發(fā)生器的輸入是個(gè)二分頻觸發(fā)器，所以對(duì)外部振蕩信號(hào)的脈寬無(wú)特殊要求，但必須保證高低電平的最小寬度。圖3-3 單片機(jī)振蕩電路3復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位電路都是靠外部電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要單片機(jī)的復(fù)位引腳（RET）上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，單片機(jī)就實(shí)行初始化復(fù)位，其復(fù)位電路見(jiàn)圖3-4。復(fù)位脈沖信號(hào)使PC指針指向0000H單元；復(fù)位脈沖信號(hào)使SFR得到固定的初始值。圖3-4 單片機(jī)復(fù)位電路（二）直流電機(jī)1直流電機(jī)原理直流電動(dòng)機(jī)是根椐電磁力定律而工作的。電刷兩端外加一直流電，通過(guò)換向器和電刷的作用變換成電樞元件中的交流電，從而產(chǎn)生單方向的電磁轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。直流電機(jī)由定子和

25、轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成，定子包括：主磁極、換向極、機(jī)座和電刷裝置，其主要作用是產(chǎn)生主磁場(chǎng)（見(jiàn)圖3-5）。轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯、電樞繞組、換向器和轉(zhuǎn)軸，其主要作用是產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩T，是直流電機(jī)能量轉(zhuǎn)換的核心。圖3-5 電刷兩端的電勢(shì)波型直流斬波器又稱直流調(diào)壓器，是利用開(kāi)關(guān)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)通斷控制，將直流電源電壓斷續(xù)加到負(fù)載上，通過(guò)通、斷時(shí)間的變化來(lái)改變負(fù)載上的直流電壓平均值，將固定電壓的直流電源變成平均值可調(diào)的直流電源，亦稱直流直流變換器。它具有效率高、體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于地鐵、電力機(jī)車(chē)、城市無(wú)軌電車(chē)以與電瓶搬運(yùn)車(chē)等電力牽引設(shè)備的變速拖動(dòng)中。圖3-6為直流斬波器的原理電路和輸出電壓

26、波型，圖中VT代表開(kāi)關(guān)器件。當(dāng)開(kāi)關(guān)VT接通時(shí)，電源電壓U。加到電動(dòng)機(jī)上；當(dāng)VT斷開(kāi)時(shí)，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)電樞端電壓為零。圖3-6 斬波器原理電路與輸出電壓波型 （a）原理圖（b）電壓波型這樣，電動(dòng)機(jī)電樞端電壓的平均值為：（3.1）式中，T開(kāi)關(guān)器件的通斷周期；開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間；占空比；開(kāi)關(guān)頻率。由式（3.1）可知，直流斬波器的輸出電壓平均值可以通過(guò)改變占空比，即通過(guò)改變開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)，常用的改變輸出平均電壓的調(diào)制方法有以下三種：(1) 脈沖寬度調(diào)制（pulse width modulation，簡(jiǎn)稱PWM）。開(kāi)關(guān)器件的通斷周期T保持不變，只改變器件每次導(dǎo)通的時(shí)間，也就是

27、脈沖周期不變，只改變脈沖的寬度，即定頻調(diào)寬。(2) 脈沖頻率調(diào)制（pulse frequency modulation，簡(jiǎn)稱PFM）。開(kāi)關(guān)器件每次導(dǎo)通的時(shí)間不變，只改變通斷周期T或開(kāi)關(guān)頻率，也就是只改變開(kāi)關(guān)的關(guān)斷時(shí)間，即定寬調(diào)頻，稱為調(diào)頻。(3) 兩點(diǎn)式控制。開(kāi)關(guān)器件的通斷周期T和導(dǎo)通時(shí)間均可變，即調(diào)寬調(diào)頻，亦可稱為混合調(diào)制。當(dāng)負(fù)載電流或電壓低于某一最小值時(shí)，使開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通；當(dāng)電流或電壓高于某一最大值時(shí)，使開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷。導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)間以與通斷周期都是不確定的。構(gòu)成直流斬波器的開(kāi)關(guān)器件過(guò)去用得較多的是普通晶閘管和逆導(dǎo)晶閘管，它們本身沒(méi)有自關(guān)斷的能力，必須有附加的關(guān)斷電路，增加了裝置的體積和復(fù)雜

28、性，增加了損耗，而且由它們組成的斬波器開(kāi)關(guān)頻率低，輸出電流脈動(dòng)較大，調(diào)速圍有限。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，電力電子器件迅速發(fā)展，研制并生產(chǎn)了多種既能控制其導(dǎo)通又能控制其關(guān)斷的全控型器件，如門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力電子晶體管（GTR）、電力場(chǎng)效應(yīng)管（P-MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）等，這些全控型器件性能優(yōu)良，由它們構(gòu)成的脈寬調(diào)制直流調(diào)速系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱PWM調(diào)速系統(tǒng)）近年來(lái)在中小功率直流傳動(dòng)中得到了迅猛的發(fā)展。2直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)中，主要考慮以下幾點(diǎn)：(1) 功能：電機(jī)是單向還是雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，需不需要調(diào)速？對(duì)于單向的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，只要用一個(gè)大功率三極管或場(chǎng)效應(yīng)管或繼電

29、器直接帶動(dòng)電機(jī)即可，當(dāng)電機(jī)需要雙向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以使用由4個(gè)功率元件組成的H橋電路或者使用一個(gè)雙刀雙擲的繼電器。如果不需要調(diào)速，只要使用繼電器即可，但如果需要調(diào)速，可以使用三極管，場(chǎng)效應(yīng)管等開(kāi)關(guān)元件實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速。(2) 性能：對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，主要有以下性能指標(biāo)：(a) 輸出電流和電壓圍，它決定著電路能驅(qū)動(dòng)多大功率的電機(jī)。(b) 效率，高的效率不僅意味著節(jié)省電源，也會(huì)減少驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)熱。要提高電路的效率，可以從保證功率器件的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)和防止共態(tài)導(dǎo)通入手。(c) 對(duì)控制輸入端的影響。功率電路對(duì)其輸入端應(yīng)有良好的信號(hào)隔離，防止有高電壓大電流進(jìn)入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離。

30、(d) 對(duì)電源的影響。共態(tài)導(dǎo)通可以引起電源電壓的瞬間下降造成高頻電源污染，打的電流可能導(dǎo)致地線電位浮動(dòng)。(e) 可靠性。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該盡可能做到無(wú)論加上何種控制信號(hào)、何種無(wú)源負(fù)載電路都是安全的。采用橋結(jié)構(gòu)，以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。見(jiàn)圖3-7從圖中可以看出，其形狀類似于字母“H”，而作為負(fù)載的直流電機(jī)是像“橋”一樣架在上面的，所以稱之為“ H 橋驅(qū)動(dòng)”。4個(gè)開(kāi)關(guān)所在位置就稱為“橋臂”。圖3-7 H橋電路從電路中不難看出，假設(shè)開(kāi)關(guān) A、D接通，電機(jī)為正向轉(zhuǎn)動(dòng)，則開(kāi)關(guān)B、C接通時(shí)，直流電機(jī)將反向轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的正反向驅(qū)動(dòng)。以上只是從原理上描述了H 橋驅(qū)動(dòng)，而實(shí)際應(yīng)用中很少用開(kāi)關(guān)構(gòu)成橋臂，通

31、常使用晶體管，因?yàn)榭刂聘鼮榉奖?，速度壽命都長(zhǎng)于有接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)（繼電器）。雙極性晶體管構(gòu)成的 H 橋：（見(jiàn)圖3-8）圖3-8 晶體管H橋電路MOS管構(gòu)成的 H 橋：(見(jiàn)圖3-9)圖3-9 MOS管H橋電路以下就分析一下這些電路的性能差異。幾種典型 H 橋驅(qū)動(dòng)電路分析,分析之前，首先要確定 H 橋要關(guān)注那些性能：(1) 效率 所謂驅(qū)動(dòng)效率高，就是要將輸入的能量盡量多的輸出給負(fù)載，而驅(qū)動(dòng)電路本身最好不消耗或少消耗能量，具體到H橋上，也就是4個(gè)橋臂在導(dǎo)通時(shí)最好沒(méi)有壓降，越小越好。(2) 安全性 不能同側(cè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通；(3) 電壓 能夠承受的驅(qū)動(dòng)電壓；(4) 電流 能夠通過(guò)的驅(qū)動(dòng)電流。大致如此，仔細(xì)考量，

32、指標(biāo)(2)似乎不是H橋本身的問(wèn)題，而是控制部分要考慮的,而后兩個(gè)指標(biāo)通過(guò)選擇合適參數(shù)的器件就可以達(dá)到，只要不是那些特別大的負(fù)載需求，每種器件通常都能選擇到。而且直流電機(jī)應(yīng)用中所能遇到的電流、電壓更是有限。只有指標(biāo)(1)是由不同器件的性能所決定的，而且是運(yùn)行中最應(yīng)該關(guān)注的指標(biāo)，因?yàn)樗苯佑绊懥穗姍C(jī)驅(qū)動(dòng)的效率。所以，經(jīng)分析的重點(diǎn)放在效率上，也就是橋臂的壓降上。為了使分析簡(jiǎn)單，便于比較，將 H 橋的驅(qū)動(dòng)電流定位在 2A 水平上，而電壓在 5 - 12V 之間。選擇三個(gè)我所涉與到的器件：(a)雙極性晶體管:D772、D882(b)MOS管:2301、2302(c)集成電路H橋:L298根據(jù)查閱的資料可

33、知，如果均心2A電流驅(qū)動(dòng)計(jì)算，三種驅(qū)動(dòng)自身消耗的功率如下：D772、D882 ：（0.5+0.5）* 2 = 2 W2301、2302： (0.26+0.12) * 2 = 0.76 W L298：4.9 * 2 = 9.8 W 如果以驅(qū)動(dòng)一個(gè) 4.5V 、2A 的直流電機(jī)為例：電機(jī)得到的功率是： 4.5 *2 = 9W；用 D772、D882 則需要供電 5.5V，效率為： 9/（5.5*2）= 81% ；用 2301、2302 則需要供電 4.88V， 效率為：9 /（4.88*2）= 92% 用 L298 則需要供電 9.4V ，效率為： 9/（9.4*2） = 48 %綜合考慮，運(yùn)用M

34、OS管驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)其性能最好。3PWM控制電機(jī)由單片機(jī)發(fā)出PWM信號(hào)輸入電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)而控制電機(jī)。一般電機(jī)運(yùn)用PWM都是用來(lái)實(shí)現(xiàn)其調(diào)速功能，而本設(shè)計(jì)中并沒(méi)有涉與其調(diào)速，那為什么還要用PWM來(lái)控制呢？主要原因是其穩(wěn)定性高且容易調(diào)節(jié)。只要改變其輸出電壓的大小就可以控制直流電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)動(dòng)與停止。由按鍵發(fā)出信號(hào)，進(jìn)行編碼送往發(fā)射器并發(fā)出信號(hào)，接受器接受信號(hào)解碼并送往主單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)輸入信號(hào)發(fā)出相應(yīng)的PWM脈沖以控制直流電機(jī)的開(kāi)、關(guān)，正、反轉(zhuǎn)，停止。PWM的產(chǎn)生主要利用CPU部的雙計(jì)數(shù)器T0，T1來(lái)分別控制PWM信號(hào)的振蕩周期和脈寬。（見(jiàn)圖3-10）u+5VtT0T1圖3-10 脈沖圖由于T0的

35、計(jì)數(shù)時(shí)間總是小于或是等于T1的計(jì)數(shù)時(shí)間。因此，T0必先產(chǎn)生中斷，而由CPL指令來(lái)改變波形，同時(shí)關(guān)斷T0計(jì)數(shù)器TR0，等待T1產(chǎn)生中斷，重新開(kāi)啟TR0，重新計(jì)數(shù)。PWM系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 采用全控型器件的PWM系統(tǒng)，其脈寬調(diào)制電路的開(kāi)關(guān)頻率高，一般在幾kHz，因此系統(tǒng)的頻帶寬，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。(2) 由于開(kāi)關(guān)頻率高，僅靠電動(dòng)機(jī)電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速圍寬，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的損耗和發(fā)熱都較小。(3) PWM系統(tǒng)中，主回路的電力電子器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，損耗小，裝置效率高，而且對(duì)交流電網(wǎng)的影響小，沒(méi)有晶閘管整流器對(duì)電

36、網(wǎng)的“污染”，功率因數(shù)高，效率高。(4) 主電路所需的功率元件少，線路簡(jiǎn)單，控制方便。紅外遙控1紅外遙控原理紅外線是一種電磁波，具有與無(wú)線電波與可見(jiàn)光一樣的本質(zhì)。人的眼睛能看到的可見(jiàn)光按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。其中紅光的波長(zhǎng)圍為0.620.76m；紫光的波長(zhǎng)圍為0.380.46m。比紫光波長(zhǎng)還短的光叫紫外線，比紅光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光叫紅外線。紅外線的波長(zhǎng)在0.76100m之間，位于無(wú)線電波與可見(jiàn)光之間。紅外線遙控就是利用波長(zhǎng)為0.761.5m之間的近紅外線來(lái)傳送控制信號(hào)的。紅外線遙控器是以紅外線發(fā)光LED，發(fā)射波長(zhǎng)940nm的紅外線不可見(jiàn)光，來(lái)傳送信號(hào)。整個(gè)遙控器系統(tǒng)分為

37、發(fā)射端與接收端兩部分，發(fā)射端經(jīng)過(guò)紅外線發(fā)射LED送出紅外線控制信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)紅外線接收模塊接收端接收進(jìn)來(lái)，并對(duì)其控制信號(hào)做譯碼而做相對(duì)的動(dòng)作輸出完成遙控的功能。紅外線遙控器已被廣泛使用在各種類型的家電產(chǎn)品上，它的出現(xiàn)給使用電器提供了很多的便利。紅外遙控系統(tǒng)一般由紅外發(fā)射裝置和紅外接收設(shè)備兩大部分組成。紅外發(fā)射裝置又可由鍵盤(pán)電路、紅外編碼芯片、電源和紅外發(fā)射電路組成。紅外接收設(shè)備可由紅外接收電路、紅外解碼芯片、電源和應(yīng)用電路組成。通常為了使信號(hào)能更好的被傳輸發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為脈沖串信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射。常用的有通過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過(guò)脈沖串之間的時(shí)間

38、間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（PPM）兩種方法。在同一個(gè)遙控電路常要使用實(shí)現(xiàn)不同的遙控功能或區(qū)分不同的機(jī)器類型，這樣就要求信號(hào)按一定的編碼傳送，編碼則會(huì)由編碼芯片或電路完成。對(duì)應(yīng)于編碼芯片通常會(huì)有相配對(duì)的解碼芯片或包含解碼模塊的應(yīng)用芯片。在實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)或業(yè)余電子制作中，編碼芯片并一定能完成我們要求的功能，這時(shí)我們就需要了解所使用的編碼芯片到底是如何編碼的。只有知道編碼方式，我們才可以使用單片機(jī)或數(shù)字電路去定制解碼方案。下面收集整理的一些常用遙控編碼芯片的編碼方式和常用一體化接收芯片的引腳示意圖(見(jiàn)圖3-11)。圖3-11 常見(jiàn)的紅外接收器數(shù)據(jù)格式.數(shù)據(jù)格式包括了引導(dǎo)碼、用戶碼、數(shù)據(jù)碼和數(shù)據(jù)碼

39、反碼，編碼總占32 位。數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼反相后的編碼，編碼時(shí)可用于對(duì)數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)。注意：第二段的用戶碼也可以在遙控應(yīng)用電路中被設(shè)置成第一段用戶碼的反碼(見(jiàn)圖3-12)。圖3-12 數(shù)據(jù)格式2編碼與解碼(1) 0和1的編碼遙控器發(fā)射的信號(hào)由一串O和1的二進(jìn)制代碼組成不同的芯片對(duì)0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-p.htm target=_blank title=TC9012貨源和PDF資料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1所示(以遙控接收輸出的波形為例)。O碼由O56ms低電平和056ms高電平組合而成脈沖寬度為112ms

40、1碼由056ms低電平和169ms高電平組合而成脈沖寬度為225ms。在編寫(xiě)解碼程序時(shí)通過(guò)判斷脈沖的寬度，即可得到0或1。(2) 按鍵的編碼當(dāng)我們按下遙控器的按鍵時(shí)，遙控器將發(fā)出如圖2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(shí)均是低位在前。高位在后。由圖2分析可以得到引導(dǎo)碼高電平為45ms，低電平為45ms。當(dāng)接收到此碼時(shí)表示一幀數(shù)據(jù)的開(kāi)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(shuō)明本幀數(shù)據(jù)有錯(cuò)應(yīng)丟棄。不

41、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(huì)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(gè)遙控器中所有按鍵發(fā)出的地址碼都是一樣的。數(shù)據(jù)碼為8位，可編碼256種狀態(tài)，代表實(shí)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(guò)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(gè)遙控器上所有按鍵的數(shù)據(jù)碼均不一樣。在圖2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。(3)單片機(jī)遙控接收電路紅外遙控接收可采用較早的紅外接收二極管加

42、專用的紅外處理電路的方法。如CXA20106，此種方法電路復(fù)雜，現(xiàn)在一般不采用。較好的接收方法是用一體化紅外接收頭，它將紅外接收二極管、放大、解調(diào)、整形等電路做在一起，只有三個(gè)引腳分別是+5V電源、地、信號(hào)輸出。常用的一體化接收頭的外形與引腳見(jiàn)圖3-11。紅外接收頭的信號(hào)輸出接單片機(jī)的INTO或INTl腳。平時(shí)，遙控器無(wú)鍵按下。紅外發(fā)射二極管不發(fā)出信號(hào)，遙控接收頭輸出信號(hào)1。有鍵按下時(shí)O和1編碼的高電平經(jīng)遙控頭倒相后會(huì)輸出信號(hào)O由于與單片機(jī)的中斷腳相連，將會(huì)引起單片機(jī)中斷(單片機(jī)預(yù)先設(shè)定為下降沿產(chǎn)生中斷)。單片機(jī)在中斷時(shí)使用定時(shí)器0或定時(shí)器1開(kāi)始計(jì)時(shí)到下一個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，即再次產(chǎn)生中斷時(shí)，先將計(jì)

43、時(shí)值取出。清零計(jì)時(shí)值后再開(kāi)始計(jì)時(shí)通過(guò)判斷每次中斷與上一次中斷之間的時(shí)間間隔。便可知接收到的是引導(dǎo)碼還是O和1。如果計(jì)時(shí)值為9ms。接收到的是引導(dǎo)碼，如果計(jì)時(shí)值等于112ms，接收到的是編碼O。如果計(jì)時(shí)值等于2 25ms接收到的是編碼1。在判斷時(shí)間時(shí)，應(yīng)考慮一定的誤差值。因?yàn)椴煌倪b控器由于晶振參數(shù)等原因，發(fā)射與接收到的時(shí)間也會(huì)有很小的誤差。3電路設(shè)計(jì)由于紅外發(fā)射部分不止發(fā)射一種信號(hào)，其有正、反轉(zhuǎn)，開(kāi)、關(guān)，停止5 種工作狀態(tài)故采用集成電路T9148，T9148是通用紅外線遙控發(fā)射集成電路（與TC9148P兼容）。部電路由鍵盤(pán)輸入電路、振蕩電路、分頻電路、單拍/連續(xù)指令控制電路、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路、

44、指令數(shù)據(jù)控制電路和調(diào)制電路等組成，其特點(diǎn)為：（1）采用CMOS工藝，功耗極低。（2）電源電壓圍為2.2-5.5V。（3）外圍元件少。（4）外接晶振，LC或瓷濾波器。（5）配套使用型號(hào)為T(mén)9149A與各種單片機(jī)接收電路。（6）16腳雙列直插與貼片封裝。（7）典型振蕩頻率為455KHz，發(fā)射載波頻率為38KHz。引腳配置（見(jiàn)圖3-13）圖3-13 T9148引腳圖其中2、3腳為外接振蕩電路，49腳為鍵盤(pán)輸入端，10、11、12腳為時(shí)序輸出端，13腳為用戶碼設(shè)定，14腳為測(cè)試端，15腳為信號(hào)輸出端，1腳接地，16腳外接電源。而紅外接收電路只需要選用常用的紅外接收器即可（見(jiàn)圖3-11）。四、軟件設(shè)計(jì)（

45、一）程序流程圖掃描鍵盤(pán)或紅外輸入口開(kāi) 始初始化直流電機(jī)結(jié)束電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單片機(jī)輸出相應(yīng)的PWM脈沖是解 碼開(kāi)關(guān)停止正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)是否有紅外遙控信號(hào)輸入否圖4-1 程序流程圖開(kāi)機(jī)時(shí)單片機(jī)進(jìn)行初始化操作，一切都回歸到原始位置，這時(shí)單片機(jī)開(kāi)始掃描是否有紅外遙控信號(hào)輸入，如果有，單片機(jī)則進(jìn)行接受信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的解碼，通過(guò)P1口輸出相應(yīng)的PWM脈沖波形給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路控制直流電機(jī)的動(dòng)作。其程序流程圖見(jiàn)圖4-1（二）按鍵設(shè)計(jì)鍵碼識(shí)別是指矩陣結(jié)構(gòu)的鍵盤(pán)識(shí)別被按鍵的方法。一般有行掃描法、行列反轉(zhuǎn)法和行列掃描法。行掃描法的工作原理是這樣的：CPU首先向所有行輸出低電平，如果沒(méi)有按鍵按下，則所有列線輸出為高電平。如果有某一

46、鍵按下，則該鍵所在的列因?yàn)榕c行線低電平短該列線變?yōu)榈碗娖?。CPU在此時(shí)通過(guò)讀取列線的值即可判斷有無(wú)鍵按下。 在有鍵按下的情況下，CPU再來(lái)確定是哪一個(gè)鍵按下，采用的方法是行掃描法。先向第0行輸出低電平，其余行輸出高電平，然后讀取所有列線的電平值。如果有某一列為低電平，則說(shuō)明0行和該列跨接位置的那個(gè)鍵被按下了。確定了鍵的位置就可以退出掃描了。如果列線全為高電平，說(shuō)明本行沒(méi)有鍵按下，則繼續(xù)將下一行輸出低電平，其余行輸出高電平，然后讀取所有列線的電平值。依此類推，直到找到按下鍵的位置，則退出掃描。找到按下鍵的位置，即該鍵的行號(hào)和列號(hào)，就可以獲得該鍵的鍵碼。這種通過(guò)行列位置表示的鍵碼稱為行列碼或掃描碼

47、，也稱為鍵盤(pán)掃描碼。 行列反轉(zhuǎn)法也是常用的識(shí)別閉合鍵的方法。其工作原理是：首先對(duì)所有行線輸出低電平，列線輸出高電平，同時(shí)讀入列線。如果有鍵按下，則該鍵盤(pán)所在的列線為低電平，而其它列線為高電平。由此獲得列號(hào)。然后向所有列線輸出低電平，行線輸出高電平，讀行線，確定按鍵的行號(hào)。通過(guò)行號(hào)和列號(hào)確定按鍵的位置和編碼。 行列掃描法也是鍵盤(pán)使用的主要鍵碼識(shí)別方法。其工作原理如下：首先向每一行依次輸出低電平，其余各行為高電平，每掃描一行，讀取一次列線。如果列線全為高電平，說(shuō)明沒(méi)有鍵按下，如果有一列為低電平，則說(shuō)明有鍵按下，此時(shí)可以確定行號(hào)和列號(hào)。行掃描完成。接下來(lái)依次向每一列輸出低電平，讀行線，再次確定按鍵的

48、行號(hào)和列號(hào)。兩次獲得的行號(hào)和列號(hào)一樣，則鍵碼正確，即獲得按下鍵的行列掃描碼。 綜上所述，在鍵盤(pán)設(shè)計(jì)中，采用行列掃描法，可以節(jié)省I/O，操作也方便、簡(jiǎn)單。除了識(shí)別有無(wú)鍵按下，按下鍵的行列掃描碼以外，還要解決抖動(dòng)和重鍵問(wèn)題。一個(gè)鍵按下和釋放的時(shí)候，按鍵開(kāi)關(guān)會(huì)在閉合和斷開(kāi)位置間跳動(dòng)幾次后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這就是抖動(dòng)問(wèn)題。抖動(dòng)的存在會(huì)使得脈沖的開(kāi)頭和尾部出現(xiàn)一些毛刺波，持續(xù)時(shí)間一般小于10ms。如果不處理抖動(dòng)問(wèn)題，就可能被誤作多次按鍵。抖動(dòng)的消除可以通過(guò)硬件方法，采用RC濾波電路消除抖動(dòng)的波形。也可以采用軟件方法，在讀取鍵碼的時(shí)候延時(shí)一段時(shí)間，等信號(hào)穩(wěn)定后再去識(shí)別鍵碼。重鍵問(wèn)題是指由于誤操作，兩個(gè)或以上的

49、鍵被同時(shí)按下，此時(shí)行列掃描碼中就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的行列值。重鍵處理的方法有連鎖法和順序法。連鎖法是不停地掃描鍵盤(pán)，僅承認(rèn)最后一個(gè)閉合鍵。順序法是識(shí)別到一個(gè)閉合鍵后，直到該鍵被釋放后再去識(shí)別其他按鍵，詳情見(jiàn)其流程圖4-2。否是開(kāi)始是否有鍵按下延時(shí)10ms是否有鍵按下編碼并發(fā)出紅外信號(hào)初始化是否圖4-2 按鍵流程圖T9148其鍵盤(pán)輸入端K1K6和時(shí)序輸出端T1T3構(gòu)成63矩陣（見(jiàn)圖4-3）。T1列的6鍵（16）可以任意組合，共有63種狀態(tài)。當(dāng)有鍵按下時(shí)，輸出端TxOUT產(chǎn)生連續(xù)輸出脈沖直至松開(kāi)鍵為止。T2和T3兩列的12個(gè)鍵（718）只能單件使用，每按一次鍵且無(wú)論按下多長(zhǎng)時(shí)間，TxOUT端只發(fā)射一組脈沖

50、（兩個(gè)周期）。同一行上的鍵（例如1、7、13）無(wú)多鍵功能。若同時(shí)按下數(shù)鍵，則只有一個(gè)鍵起作用，其優(yōu)先次序?yàn)?、7、13。T2和T3列上的鍵也無(wú)多鍵功能。圖4-3 鍵盤(pán)矩陣圖（三）紅外遙控由于紅外發(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。因此在紅外線發(fā)射端紅外線信號(hào)加載在一個(gè)38kHz載波上發(fā)射出去，這樣即增加了信號(hào)強(qiáng)度，也增強(qiáng)了信號(hào)的傳輸距離，使用起來(lái)更加方便。圖4-4 紅外遙控流程圖（四）程序#include#includesbit hw=P32;sbit fmq=P36;sbit zheng=P20;sbit fa

51、n=P21;#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar data a4;uint HighTime,LowTime;/*函數(shù)功能：延時(shí)1毫秒*/void delay1ms()uint i=1000;uint j;while(i-)for(j=0;j125;j+);/*函數(shù)功能：紅外解碼*/bit Decode()uchar i,j;uchar temp=0 x00;for(i=0;i4;i+)for(j=0;j1;TH0=0;TL0=0;TR0=1;while(hw=0);TR0=0;LowTime=TH0*256+TL0

52、;TH0=0;TL0=0;TR0=1;while(hw=1);TR0=0;HighTime=TH0*256+TL0;if(LowTime620)return 0; if(HighTime420)&(HighTime1300)&(HighTime7800)&(LowTime3600)&(HighTime4700) if(Decode()=1) beep(); if(a2=0 xb0) beep(); zheng=0; /控制直流電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) fan=1; if(a2=0 xa0) beep(); /控制直流電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) zheng=1; fan=0; if(a2=0 x4c) beep();

53、 /直流電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng) zheng=0; fan=0; 五、結(jié)束語(yǔ)轉(zhuǎn)眼間我的課題設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成?；叵脒@幾個(gè)月的寫(xiě)作過(guò)程，我遇到了很多問(wèn)題，有些是在自己能力所在圍之外，每當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時(shí)候，我就會(huì)出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒(méi)有放棄，而是適時(shí)地調(diào)節(jié)自己的心態(tài)，在同學(xué)老師的幫助下，完成了初次的設(shè)計(jì)。越是不懂的東西才要去學(xué)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中你會(huì)收獲很多，其中一點(diǎn)就是互相學(xué)習(xí)是最好的學(xué)習(xí)途徑，在學(xué)習(xí)之后你會(huì)感覺(jué)到很有成就感。 真正經(jīng)歷之后才發(fā)現(xiàn)，任何在你認(rèn)為難得事情都是因?yàn)槟銢](méi)有很好把握或者是準(zhǔn)備工作沒(méi)有做好。在整個(gè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的過(guò)程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做

54、學(xué)問(wèn)要一絲不茍，對(duì)于出現(xiàn)的任何問(wèn)題和偏差都不要輕視，要通過(guò)正確的途徑去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問(wèn)題的。在工作中要學(xué)會(huì)與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽(tīng)取別人的意見(jiàn)，這樣做起事情來(lái)就可以事倍功半。此次設(shè)計(jì)不僅重溫了過(guò)去所學(xué)知識(shí)，而且學(xué)到了很多新的容。相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我今后的工作會(huì)有一定的幫助。所以，我很用心的把它完成。在設(shè)計(jì)中體味艱辛，在艱辛中體味快樂(lè)。本設(shè)計(jì)在硬件上采用了基于PWM技術(shù)的驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)電路，在軟件上也采用較為合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與算法，提高了單片機(jī)的使用效率。本文提出了一種利用單片機(jī)作為主控芯片，利用程序設(shè)置紅外遙控編/解碼

55、來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)遙控器控制直流電機(jī)的方法。它具有一定的可行性和很廣闊的市場(chǎng)前景。致 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，宇峰老師對(duì)該論文從選題、構(gòu)思、資料收集到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo)，使我對(duì)電子方面有了深刻的認(rèn)識(shí)，使我得以最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心感。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度、積極進(jìn)取的科研精神以與誨人不倦的師者風(fēng)是我終生學(xué)習(xí)的楷模。同時(shí)感我的同學(xué)和朋友他們?cè)诒疚膶?xiě)作的各個(gè)階段給出了許多寶貴意見(jiàn)。老師的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。在三年的大學(xué)生涯里，還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是論文

56、得以完成的基礎(chǔ)。 在此，謹(jǐn)向老師們致以衷心的感和崇高的敬意!參考文獻(xiàn)1郝云鵬. AVR單片機(jī)C語(yǔ)言總綱.師學(xué)院學(xué)報(bào),2008, 第4期2 永生，王立紅匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)清華大學(xué)3丹.C語(yǔ)言程序與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn)教程.清華大學(xué)4任志敏.基于AVR單片機(jī)的舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路研究.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2008, 第6期5瑤.基于GCC編譯器的AVR單片機(jī).學(xué)院學(xué)報(bào),2008, 第3期6江力.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù).清華大學(xué)7 三恒星科技.AT89原理與應(yīng)用設(shè)計(jì).電子工業(yè)8 維成. 單片機(jī)原理與應(yīng)用與C51程序設(shè)計(jì).清華大學(xué)9HYPERLINK javascript:WriterSearch(陳祥濤);祥濤, 前進(jìn)

57、.基于單片機(jī)與CPLD的步進(jìn)電機(jī)PWM驅(qū)動(dòng)技術(shù).現(xiàn)代電子技術(shù),2008, 第5期10王衛(wèi)紅, 徐揚(yáng)法,HYPERLINK javascript:WriterSearch(顧東袁);顧東袁.基于AVR單片機(jī)的多外圍設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,2008, 第2期11杭和平, 罡,HYPERLINK javascript:WriterSearch(楊芳);芳.單片機(jī)ATtiny25的特點(diǎn)以與在直流無(wú)刷風(fēng)扇上的應(yīng)用.聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2007, 第4期12周春明：AT89S51多功能遙控器的設(shè)計(jì)與制作， HYPERLINK :/ 電子制作2007年第6期。13朱清慧.Proteus教程電子線路設(shè)計(jì)制版與仿真. 清華大學(xué)14 HYPERLINK :/ tushucheng /author/e1t26ydm8a/ 靖武. HYPERLINK :/ tushucheng /book/1818440.html 單片機(jī)系統(tǒng)的PROTEUS設(shè)計(jì)與仿真.電子工業(yè)附錄一 主原理圖附錄二 紅外遙控原理圖附錄三 主PCB圖附錄四 紅外遙控PCB圖學(xué)位論文原創(chuàng)性聲