红外遥控设计毕业设计论文

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1、 摘 要对于无线遥控技术,当前基本上通过以下几种方式实现:红外遥控方式,无线电遥控方式,超声波遥控方式。红外技术出现比较早,成本低,价格也具有优势。红外遥控具有以下优点:控制内容多,抗干扰能力比较强,不会发生任何误动作;响应速度快,不会对其他电器产生干扰从而影响用户使用;体积小,成本低,功耗小,与其他方式比可以降低功耗90%。目前红外遥控、遥测技术在彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃、遥控汽车路牌以及防盗等其它小型装上得到了广泛的应用。采用红外线做通信媒介, 经实验证明, 在没有阻碍的有限范圈内(例如一个房间, 车间或实验室)具有无线电无法比拟的优势。所以对本课题的研究是很有必要的。通过

2、对设计要求的认真分析和研究,拿出了几种可行方案,最终选定了一个最佳方案。该方案是采用先进的单片机技术实现遥控的主要手段。电路主要由发送电路和接收电路组成。发送端主要由AT89C2051单片机,红外发射电路,红外发射指示灯以及键盘输入等构成,发射出红外信号;接收端主要由AT89C52单片机,红外接收电路,状态指示电路,可控硅调光电路以及+5V电源等组成。我们所设计的遥控器能控制5个电器的电源开关,并且可对一路电灯进行亮度的调节。 关键字:遥控电路,红外发射,红外接收,单片机ABSTRACTFor wireless remote control technology, we mainly use

3、several ways below: Infrared remote, Wireless remote control, Ultrasonic control. Infrared remote technology appears earlier and its cost is lower. Infrared remote has several advantages below: The content it controls is more than others, its anti-interference ability is stronger and it can avoid an

4、y wrong action; it realizes faster and it will never influence other electrical equipment. In additional, the volume of the infrared remote system is small, the cost is low and the power is lower 90% than other ways.At this time, infrared remote control and test technology is applied to many small d

5、evices just like color TV, video tape recorder VCR, audio equipment, air-condition, toys, doorbell, billboards of remote cars, Anti-theft device, and so on. Using infrared rays as communication media has unmatched advantages among a unencumbered space like a room, a workshop or a lab, which is prove

6、d by many experiments. So the research of this subject is very necessary.After analyzing and researching on the request of the design, we take several blue print and we selected the best one in the end. The project makes use of advanced SCM to realize the remote control. This circuit is made up of s

7、ending circuit and receiving circuit. The sending end is made up of SCM AT89C2051, infrared sending circuit, a pilot lamp for infrared sending, keyboard entry, and so on while the receiving end is made up of SCM AT89C52, infrared receiving circuit, a pointing circuit for status, the SCR dimming circ

8、uit, a power supply for +5V, and so onRemote controller we designed can dominate 5 electrical source switches and adjust the brightness of one light. KEY WORDS: Remote controlling circuit, Infrared emission, Infrared receiving, SCM毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得

9、的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期: 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分

10、或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 日期:年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影

11、印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年 月 日 导师签名:日期:年 月 日目 录第一章 绪 论11.1 课题背景及研究意义11.2 国内外研究现状21.3 课题研究内容和研究方法3第二章 红外遥控系统组成以及工作原理52.1 红外遥控系统组成52.1.1 发射电路组成52.1.2 接收电路组成52.2 工作原理62.3 红外遥控系统特点6第三章 红外遥控系统硬件部分方案设计83.1红外发送电路83.2红外接收电路103.2.1红外接收电路指示灯113.2.2红外接收电源电路113.3红外遥控调光电路12第四章 红外遥控系统软件部分方案设计1

12、34.1红外遥控初始化程序和主程序134.2红外遥控键盘扫描、红外发射程序144.3红外遥控接收部分外部中断程序15第五章 红外遥控系统调试175.1 Keil uVision2 软件简介175.2 软件调试175.3 硬件调试19第六章 结论与展望216.1 结论216.2 展望22参考文献23致谢25附录A26附录B27第一章 绪 论1.1 课题背景及研究意义 当今社会科学技术的发展与日俱增,人们生活水平也是日益提高,为了减少人们的工作量,所以对各种家用电器、电子器件的非人工控制的要求也是越来越高,针对这种情况,设计出一种集成度比较高的控制体系是必然的。 单片机的集成度很高,它具有体积小、

13、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化、使用方便等突出特点,尤其耗电少,又可使供电电源体积小、质量轻。所以特别适用与“电脑型产品”,它的应用已深入到工业、农业、国防、科研、教育以及日常生活用品家电、玩具等各种领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机特别适合于把它做到产品的内部,取代部分老式机械、电子零件或元器件。可使产品缩小体积,增强功能,实现不同程度的智能化。 红外线又称红外光波,在电磁波谱中,光波的波长范围为0.01um1000um。根据波长的不同可分为可见光和不可见光,波长为0.38um0.76um的光波可为可见光,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。光波为0.01um0.

14、38um的光波为紫外光线,波长为0.76um1000um的光波为红外光线。红外光按波长范围分为近红外、中红外、远红外、极红外4类。红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的,波长为0.76um1.5um。用近红外作为遥控光源,是因为目前红外发射器件红外发光管与红外接收器件光敏二极管、三极管及光电池的发光与受光峰值波长一般为0.8um0.94um,在近红外光波段内,二者的光谱正好重合,能够很好地匹配,可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。 红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波;红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成,它们将红外发射器发射雕红外光转换为相应的电信号

15、,再送后置放大器。 发射机一般由指令键或操作杆、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时,指令编码电路产生所需的指令编码信号,指令编码信号对载体进行调制,再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定指令编码信号。 接收电路一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路机构等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来,并进行放大后送解调电路,解调电路将已调制的指令编码信号解调出来,即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码,最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制(机构)。 由于红外线遥

16、控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力,所以,在设计家用电器的红外线遥控器时,不必要像无线电遥控器那样,每套发射器和接收器要有不同的遥控频率或编码否则,就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器,所以同类产品的红外线遥控器,可以有相同的遥控频率或编码,而不会出现遥控信号“串门”的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方面。由于红外线为不可见光,因此对环境影响很小,再由红外光波动波长远小于无线电波的波长,所以红外线遥控不会影响其他家用电器,也不会影响临近的无线电设备。 目前红外遥控、遥测技术在彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃、遥控汽车路牌以及防盗等其它小型

17、装上得到了广泛的应用。采用红外线做通信媒介, 经实验证明, 在没有阻碍的有限范圈内(例如一个房间, 车间或实验室)具有无线电无法比拟的优势。所以对本课题的研究是很有必要的。 本次设计的主要任务是利用单片机技术,结合红外发射、接收电路,并将数字电子技术、模拟电子技术和红外学相关知识相结合,设计一款可以实现灯泡的开关和调光(或者电机启动和调速)控制的红外遥控电路。通过设计红外遥控电路来巩固和加强对四年来所学的理论知识和锻炼自己的动手能力,熟悉和掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术,熟悉传感器的使用,提高电子电路的设计和动手能力,加深对单片机软硬件知识的理解,获得初步的应用经验,为以后从事生

18、产和科研工作打下一定的基础。1.2 国内外研究现状 对于无线遥控技术,当前基本上通过以下几种方式实现:红外遥控方式,无线电遥控方式,超声波遥控方式。红外技术出现比较早,成本低,价格也具有优势。红外遥控具有以下优点:控制内容多,抗干扰能力比较强,不会发生任何误动作;响应速度快,不会对其他电器产生干扰从而影响用户使用;体积小,成本低,功耗小,与其他方式比可以降低功耗90%。超声波遥控方式中的超声传感器频带窄,能携带的信息量少,易于瘦干扰而引误动作,同时该种方式作用距离短,通用性强可以互换因而不适合在灯具遥控中运用。声音遥控方式通用性强,作用距离短,声音携带的信息量少,具有绕射和穿透特性,只要在有效

19、工作范围之内,无线设备就可以不受角度,方向和障物的限制而自由使用。并且采用特定的编码解码技术可以防止无线电波的相互干扰,抗干扰能力强。 红外通信由来已久,但是进入90年代,这一通信技术又有新的发展,应用范围更加广泛。 1995年,一个由部件、计算机系统、外围设备和电信厂商组成的大型集团?红外数据协会IrDA就红外通信的一套标准达成一致。现在约有120 家以上的厂商支持红外通信标准。其中的许多厂商已推出符合红外通信标准并支持Windows 95的产品。 红外数据协会开发的这种新的无线通信标准还得到PC机产业的有力支持。主要的开发厂商,如微软、苹果、东芝和惠普公司,已推出了在计算机之间采用这种高速

20、红外数据通信的PC机、笔记本计算机、打印机和手持式个人数字助理PDA设备。 此外,红外通信的连通性已用在大多数新的笔记本计算机中,并成为一种最具成本效益和便于使用的无线通信技术而问鼎市场。 1.3 课题研究内容和研究方法 主要研究内容:设计一款红外遥控电路,该遥控电路可以实现灯泡的开关和调光(或者电机启动和调速)控制。该遥控电路结构简单,分为两部分:发射电路和接收电路。发射电路以AT89C2051为控制中心发射信号, 接收电路以AT89C51为控制中心接收信号,驱动双向晶闸管实现电灯的开关及亮度的控制。 设计方案及思路:目前市场?一般设备系统采用专用的遥控编码及解码集成电路。此方案具有制作简单

21、、容易等特点,但由于功能键数及功能受到特定的限制,只适合用于某一专用电器产品的应用,应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计,具有编程灵活多样、操作码个数可随意设定等优点。本单片机遥控应用采用红外线脉冲个数编码、单片机软件解码实现了对电灯的开关/亮度调节。 本设计要求红外遥控电路实现以下功能: (1)利用红外接收和发射探头发送和接收红外线; (2)该遥控系统可以实现灯泡的开关和调光(或者电机启动和调速)控制; (3)能够按键启动/停止,使用单片机进行设计或者纯数字模拟电路设计。 第二章 红外遥控系统组成以及工作原理2.1 红外遥控系统组成 红外遥控系统由红外发射部分和红外接收部分组

22、成,发射电路部分主要实现红外信号的编码产生以及发射,接收电路部分主要实现红外信号的接收、解码以及控制可控调光电路,完成灯泡的开关及亮度调节。2.1.1 发射电路组成 红外遥控电发射器主要由单片机、操作键盘和红外发射电路三部分组成。红外发射部分结构图如图2.1所示: 图2.1 红外遥控电路发射设计原理框图当按下遥控按钮时,单片机产生相应的控制脉冲,由红外发光二极管发射出去。控制系统采用3V电源电压,并具有低功耗空闲和掉电方式控制。红外遥控电发射器主要由单片机、指示电路和红外接收电路三部分组成。红外电路发射部分是按键信号转化为红外信号的电路,它是通过利用单片机的汇编实现的红外编码技术,来完成的。红

23、外编码通过红外电路发射部分,将不同的按键信号转化为不同的红外信号,并由红外发送端口发送出去,它发出的红外信号严格遵守红外发送/接收协议,而且在没有障碍物阻碍的情况下,可以直线传播。2.1.2 接收电路组成红外接收部分结构如图2.2所示: 图2.2 红外遥控电路接收设计原理框图当红外接收器接收到控制脉冲后,经单片机处理由显示设备显示出当前受控电器的序号,并判断是否对电灯进行调光,如需调光则经调光电路处理后实现调光功能。系统采用5V单电源电压供电,能满足低功耗空闲状态,并具有掉电记忆控制功能。2.2 工作原理 红外发射电路采用3V电池供电,单片机平时都处于低功耗空闲状态,当有按键被按下,遥控器信息

24、码由AT89C2051单片机的定时器1中断产生38KHZ的红外线信号,由P3.5口输出?,经过三极管9013放大,由红外发射管发送。待发送完毕,单片机再次处于低功耗空闲状态。电路采用LED发光二极管来实现按键的操作指示。遥控器采用按键中断扫描方式(按键部分电路图如图2.2)。按键K1控制开灯与关灯;当按下按键K2时,灯光将调到第一档最亮;当按下按键K3时,灯光将调到第四档;当按下按键K4时,灯光将调到第二档;当按下按键K5时,将灯光调到第五档;当按下按键K6时,灯光将调到第三档。 当红外接受接收到遥控器发射的信号后,将信号传给AT89C2051单片机,AT89C2051单片机根据收到的信息码的

25、不同,完成相应的调光操作以及进行相应的状态指示。2.3 红外遥控系统特点 目前红外遥控器已经在各类电器上得到了广泛应用。市场上一般设备系统均采用专用的遥控编码及解码集成电路,具有制作简单等特点,但由于这些芯片价格较贵,功能键数及功能受到特定的限制,且相互之间采用的遥控编码格式互不兼容。所以各机型的遥控器通常只能针对各自的遥控对象而无法通用,只适用于某一专用电器产品的应用,应用范围受到限制。采用单片机进行遥控系统的应用设计,具有硬件接口简单方便。编程灵活多样,操作码个数可随意设定等优点。此方案不仅可用控制键实现对电器的控制,而且可对一路电灯进行亮度控制,方便实用。且本设计用到的元器件较少,电路相

26、对简单实用。 第三章 红外遥控系统硬件部分方案设计 单片机遥控发射器原理图如图3.1所示,单片机遥控发射器主要由AT89C2051单片机、操作键盘和红外发射电路等组成。 图3.1 红外发射原理图 单片机部分主要完成遥控发射器发射过程的控制、键盘扫描的管理和显示。其中P3.3用于输出控制红外发射电路的工作的信号,P1.0到P1.5连接键盘,用于接受键盘的信号。电路采用3V电池供电,单片机平时都处于低功耗空闲状态,当有按键被按下,遥控器信息码由AT89C2051单片机的定时器1中断产生38KHZ的红外线信号,由P3.5口输出?,经过三极管9013放大,由红外发射管发送。待发送完毕,单片机再次处于低

27、功耗空闲状态。电路采用LED发光二极管来实现按键的操作指示。由电路特点,应选择单片机AT89C2051,原因如下。AT89C2051是一个功能强大的单片机,但它只有20个引脚,15个双向输入/输出(I/O)端口,其中P1是一个完整的8位双向I/O口,两个外中断口,两个16位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口,一个模拟比较放大器。同时AT89C2051的时钟频率可以为零,即具备可用软件设置的睡眠省电功能,系统的唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外中断口,系统唤醒后即进入继续工作状态。省电模式中,片内RAM将被冻结,时钟停止振荡,所有功能停止工作,直至系统被硬件复位方可继续运行。主要功能

28、特性: ? 兼容MCS51指令系统 ? 2k可反复擦写1000次)Flash ROM ? 15个双向I/O口 ? 6个中断源 ? 两个16位可编程定时/计数器? 2.7-6.V的宽工作电压范围 ? 时钟频率0-24MHz ? 128x8bit内部RAM ? 两个外部中断源? 两个串行中断 ? 可直接驱动LED ? 低功耗睡眠功能 ? 内置一个模拟比较放大器 ? 可编程UARL通道 ? 软件设置睡眠和唤醒功能由上可见,89C2051芯片的功能强大,因此本设计决定选用芯片89C2051作为红外发射电路核心芯片。遥控器采用按键中断扫描方式(按键部分电路图如图3.2)。 图3.2 按键部分电路按键K1

29、控制开灯与关灯;当按下按键K2时,灯光将调到第一档最亮;当按下按键K3时,灯光将调到第四档;当按下按键K4时,灯光将调到第二档;当按下按键K5时,将灯光调到第五档;当按下按键K6时,灯光将调到第三档。单片机遥控接收器原理图如图3.3所示,单片机遥控接收器主要由AT89C52单片机、红外线接收电路和电灯亮灭及调光控制电路等组成。 图3.3 红外接收原理图当红外接受接收到遥控器发射的信号后,将信号传给AT89C52单片机,AT89C52单片机根据收到的信息码的不同,完成相应的调光操作以及进行相应的状态指示。本电路所用AT89C-52单片机为红外接收电路的主控芯片,既方便也很实用。下面对AT89C-

30、52做一下简单的介绍:AT89C-52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM?Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C-52是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 主要特性:?与MCS-51 兼容?4K字节可编程闪烁存储器寿命:1000写/擦循环数据保留时间:10年

31、?全静态工作:0Hz-24Hz?三级程序存储器锁定?128*8位内部RAM?32可编程I/O线?两个16位定时器/计数器?5个中断源?可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式?片内振荡器和时钟电路 由上可见,89C52芯片的功能强大,其震荡特性能很好的满足本设计的要求,与同类52芯片相比,其引脚较多,在满足对控制方式的选择的同时,还可加入调光控制电路,这更能符合本设计的需要。因此本设计决定选用芯片89C52作为红外接收电路核心芯片。电路指示灯由三部份(电路如图3.4所示),即电源指示灯、故障指示灯、控制输出指示灯。 图3.4 状态指示电路原理图电灯的状态指示用LED发光二极管,共有6个电灯状态指示

32、灯,其中2个为电灯开、关状态,另4个为五档亮度指示(最亮一档四个亮度指示灯均不亮)。红外接收电路如图3.5所示。 图3.5 红外接收电源电路电源电路由桥式整流、滤波电容、7805稳压器及电源指示灯组成。利用二极管的单向导电性交流电经过桥式整流成直流电,再经过大小电容滤波,7805集成稳压器稳压成为稳定的+5V电源,用一个发光二极管指示灯指示电源状态。红外遥控调光电路采用可控硅光亮控制电路,电路图如图3.6示。 图3.6 可控硅调光电路可控硅控制的移相脉冲,移相角的改变实现导通角的改变,即当移相角较可控硅的导通脚较小,输出电压较低,电灯较暗;当移相角较小时,可控硅的导通角较大,输出电压较高,电灯

33、较亮,导通角不为0时,电灯开;导通角为0时,电灯灭。第四章 红外遥控系统软件部分方案设计红外遥控发射部分初始化流程图如图4.1所示,红外遥控发射部分主流程图如图4.2所示:红外遥控发射部分初始化程序,初始化程序主要是使P1口和P2口复位,即为将P1口和P2口为高电平状态,关闭遥控输出口P3.5口,设置中断优先级IP,选择定时器/计数器1和设置操作模式为自动8位重载模式。红外遥控发射部分主程序,先调用初始化程序,再完成调用键盘程序和进入低功耗空闲待机方式。系统完成键盘查询程序后进入空闲节电方式,直到外部中断1中断或硬件复位而退出,CPU再次转向循环部分调用键盘程序。图4.1 发射初始化程序流程图

34、图4.2 发射主程序流程图 红外接收部分初始化流程图如图4.3所示,红外接收部分主流程图如图4.4所示:红外遥控接收部分初始化程序,初始化程序主要是使P1口和P2口复位,即为将P1口和P2口为高电平状态,设置堆栈sp,选择工作寄存器区,设置中断优先级IP,开外部中断0,设置电机默认停机标志位。红外遥控接收部分主程序,先调用初始化程序,初始化程序完毕,进入主程序循环状态。程序在循环中主要任务是检测调光电路接通和调用移相角控制的延时程序。 图4.3 接收初始化流程图 图4.4 接收主程序流程图4.2红外遥控键盘扫描、红外发射程序红外遥控键盘扫描程序流程图如图4.5所示,红外信号发射程序如图4.6所

35、示。键盘扫键过程:首先判断控制键是否按下,若有控制键按下则进行逐行扫描,按照P口值查找键号。最后按照键号转至相应的发射程序。红外信号发射过程:首先装入发射脉冲个数(发射时为3ms脉冲,停发时为1ms脉冲),此时若发射脉冲个数为1则返回主程序;若不为1则发1ms脉冲,然后停发1ms脉冲,这样便结束整个发射过程。在实践中,采用红外线遥控方式时,由于受遥控距离,角度等影响,使用效果不是很好,如采用调频或调幅发射接收码,可提高遥控距离,并且没有角度影响。 图4.5 键盘扫描程序流程图 图4.6 红外信号发射流程图中断过程:首先判断低电平脉冲宽度是否大于2ms,因为根据红外编解码的协议规定,低电平脉宽大

36、于2ms则视为发送开始信号,反之不到2ms则视为无动作。若脉宽不到2ms,则中断返回;若低电平大于2ms,则接收并地低电平脉冲计数,接下来看判断高电平脉冲宽度是否大于3ms,因为红外通信协议规定,高电平脉宽大于3ms视为有效脉冲,脉宽不到3ms则视为没有脉冲信号。若脉宽不到3ms,则返回上一接收计数过程;若高电平脉宽大于3ms,则按照脉冲个数至对应功能程序,此时中断返回。若脉冲宽度大于3ms,而且脉冲数加一后位2,则为3档亮度;若脉冲数不是2则继续判断是否为3,若是则为1档亮度;若脉冲数不是3则继续判断是否为4,若是则为4档亮度;若脉冲数不是4则继续判断是否为5,若是则判断为2档亮度;如果脉冲

37、数不是5则继续判断脉冲数是否为6,若是则为5档亮;若脉冲数不是6则继续判断是否为7,如果是则为开/关操作。 图4.7 外部中断0中断服务程序流程图第五章 红外遥控系统调试5.1 Keil uVision2 软件简介单片机开发中除必要的硬件外,同样离不开软件,我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法,一种是手工汇编,另一种是机器汇编,目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码,用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51,随着单片机开发技术的不断发展,从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发,单片机的开发软件也在不断发展,Keil软件是目前最流

38、行开发MCS-51系列单片机的软件,这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU,16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的,如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选(目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件),即使不使

39、用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。5.2 软件调试 本次设计使用的芯片主要是单片机AT89C2051和AT89C52,所以编译软件应该使用Keil uVision2。调试前应先编写好发射和接收的程序,这里使用单片机汇编语言(祥见附录B)。 认真审查程序,输入软件运行,发现错误后查找并改正,一步步完善程序。最后得出相对简洁并容易理解的程序结构。 软件调试的过程大致如下: (1)打开Keil uVision2软件,新建工程“”,然后选择AT89C2051芯片; (2)点击File,新建一个编译界面,将提前编辑好的发射程序粘贴进去,另存为“”;

40、 (3)右键点击“Source Group 1”,点击“Add files to GroupSource Group1”,然后选择刚才保存的“”; (4)点击保存键然后点击“Translate current files”进行编译。 运行结果如下: 图5.1 红外发射程序编译结果 红外接收程序调试的步骤与上面发射的步骤类似,只是要新建另外的工程和文件,程序为接收的程序,其调试结果如下: 图5.2 红外接收程序编译结果5.3 硬件调试控制电路板的安装与调试在整个系统研制中占有重要位置,它是把理论付诸实践的过程,也是把纸面设计转变位实际产品的必经阶段。对试验阶段的电路板的安装一般有两种方式即焊接方

41、式和面包板插接方式。使用面包板焊接更加方便,容易更换线路和器件,而且可以多次使用。但在多次使用的面包板中弹簧片会变松,弹性变差,容易造成接触不良,这是需要注意的。实验和调试常用的仪器有:万用表、稳压电源、示波器、信号发生器等。调试的主要步骤。对照电路图和实际线路检查连线是否正确,包括错接、少接、多接等;用万用表电阻档检查焊接和接插是否良好;元器件引脚之间有无短路,连接处有无接触不良,二极管、三极管、集成电路和电解电容的极性是否正确;电源供电包括极性、信号源连线是否正确;电源端对地是否存在短路(用万用表测量电阻)。若电路经过上述检查,确认无误后,可转入静态检测与调试。断开信号源,把经过准确测量的

42、电源接入电路,用万用表电压档监测电源电压,观察有无异常现象:如冒烟、异常气味、手摸元器件发烫,电源短路等,如发现异常情况,立即切断电源,排除故障;如无异常情况,分别测量各关键点直流电压,如静态工作点、数字电路各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系、放大电路输入、输出端直流电压等是否在正常工作状态下,如不符,则调整电路元器件参数、更换元器件等,使电路最终工作在合适的工作状态;对于放大电路还要用示波器观察是否有自激发生。动态调试是在静态调试的基础上进行的,调试的方法地在电路的输入端加上所需的信号源,并循着信号的注射逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标是否满足设计要求,如必要,要对电路参数作进一

43、步调整。发现问题,要设法找出原因,排除故障,继续进行。我们所设计的遥控器电路是采用码分制遥控方式,我们用示波器对发射电路输出端及接收电路输入端的信号波型的进行了检查,发现当按下不同的开关按钮时所显示的波型是不同的。这说明了此电路是工作在正常状态的。(1)正确使用测量仪器的接地端,仪器的接地端与电路的接地端要可靠连接;(2)在信号较弱的输入端,尽可能使用屏蔽线连线,屏蔽线的外屏蔽层要接到公共地线上,在频率较高时要设法隔离连接线分布电容的影响,例如用示波器测量时应该使用示波器探头连接,以减少分布电容的影响。(3)测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。(4)测量仪器的带宽必须大于被测

44、量电路的带宽。(5)正确选择测量点和测量(6)认真观察记录实验过程,包括条件、现象、数据、波形、相位等。(7)出现故障时要认真查找原因第六章 结论与展望6.1 结论毕业设计是学生即将完成学业的最后一个重要环节,它既是对学校所学知识的全面总结和综合应用,又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好的开端。所以在此有必要对这次的毕业设计作一个系统的总结。这次毕业设计,我选择了实做的题目,这不仅是对我的一种锻炼,也是对我大学四年所学知识的综合检查。从开始设计到设计的完成,我感觉收获很多,不仅在理论上有了很大的升华,并且还在实践中锻炼了自己。使自己成长了许多。本文首先对整个系统的工作原理和实现方法进行

45、了简单的介绍,给出了系统工作的整体框图。在此基础上,介绍了系统设计用到的各个模块的功能特性,并进性了方案比较,选择出了最优越的方案。在理论上对整个系统有一定了解的情况下,进行了系统模块的电路的设计,充分利用各方面的资料,发挥我所学的特长。整个系统的开发过程是曲折的,首先在硬件设计上,由于以前所学课程有一定的基础,我多方查阅资料,不断的向老师、同学学习请教,以确保设计的电路系统完整,并能实现最完美的系统功能。经过几个月学习,我设计出了各个部分的电路图,并实现了电路图的组合。经过测试与修改,最终完善了硬件电路的设计,并能够比较理想的完成本次毕业设计功能?红外遥控电路。对于软件设计,因为以前的编程经

46、验不够,因此,在这方面花费了很多的精力和时间。尽管过程很艰难,但是在真正意义上学到了知识,为以后的工作和学习积累了宝贵的经验。在研制过程中注重先进、适用的原则,注重科技与应用结合,来用产、学、研结合,侧重于科研技术转化为生产力。本系统经过了设计阶段、开发实现阶段以及最后的应用测试阶段。经过2个月的努力,核心问题已经全部解决,所有功能均已基本实现,只是在通用性上还有待提高。这次毕业设计的经历使我对51单片机的一些特征、性能,以及应用及原理有了深刻的了解,真正做到了学有所得、学有所用,可以说获益匪浅。但是,总的说来,由于我在理论和实践方面存在一定的不足,所以在设计思路和实现功能上难免有不足之处,请

47、各位老师多多批评指正。6.2 展望 本设计主要完成红外遥控以及对灯泡亮度的控制及开关。分为发射部分和接收部分。发射部分用的是单片机AT89C2051作主要芯片,接外围电路组成;接收电路用单片机AT89C52作为主控芯片,加上外围电路组成。红外编码解码都是通过单片机的汇编完成的。所以本设计具有电路相对简单,方便使用,技术成熟的特点。 然而本设计使用的都是相对落后的8位单片机,加上单片机汇编语言的相对繁琐,所以还有许多可以改进的地方。 例如可以使用FPGA代替单片机和一部分外围电路,这样可以使电路更加简单,红外编解码的方式更简洁,而且可以实现更加强大的功能。红外遥控不仅可以控制简单灯泡的亮度,还可

48、以在工业控制,家电控制等领域广泛的应用。 随着网络及通信技术的飞速发展,无线通信以其特有的抗干扰能力强、可靠性高、安全性好、受地理条件限制较少、安全施工简便灵活等特点,在许多领域都有着广阔的应用前景。同样基于单片机技术的红外遥控,相信随着无线通信的不断壮大,也将得到广泛的应用,不仅是工业领域,还有医学领域、生物领域等方面。参考文献1 李军. 检测技术及其仪表. 中国轻工业出版社2 贺红娟 等. 汇编语言程序设计教程. 清华大学出版社3 孙亮 杨鹏. 自动控制技术. 北京工业大学出版社4 刘守义 钟苏. 数字电子技术. 西安电子科技大学出版社5 周雪. 模拟电子技术. 西安电子科技大学出版社6

49、杨宏丽 王静霞. 单片机基础教程. 人民邮电出版社9 刘慧银Motorola 单片机原理及其嵌入式应用 .清华大学出版社,200110 麦山. 基于单片机协议红外遥 控系统. 电子技术,1998.511 孙景琪.遥控彩色电视机集成电路及应用M.北京:人民邮电出版社,1996.12何立民.单片机应用系统设计M.北京:北京航空航天大学出版社,1990.15 Yang. Y., Yi. J., Woo, Y.Y., and Kim. B.: Optimum design for linearityand efficiency of microwave Doherty amplifier using

50、a new loadmatching technique, Microw. J., 2001, 44, 12, pp. 20?3616 Vizimuller, P.: RF design guide-systems, circuits, and equations Artech House, Boston, MA, 199517谢自美,电子线路设计实验侧试.华中科技大学出版社, 2000.18 郑郁正。单片机原理及应用。 四川大学出版社.2003.19 蔡美琴等.MCS-51系列单片机系统极其应用.北京:高等教育出版社,2004.20 张毅刚.单片机原理极其应用.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,

51、2004.致谢 毕业设计是我大学学习生活的最后一项学习任务,是对我大学四年学习的综合考核。而也为了使我的综合素质技能可以有一个很大的提高,这次毕业设计,我选择了薛谦老师所带的这个比较具有实用性的有意思的课题?红外遥控电路设计。在为期三个多月的毕业设计过程中,我不仅较为系统的复习了以前学的知识,而且又学习了许多新知识,使我的知识结构更加系统化,也更加完善。同时,也提高了我独立分析问题、解决问题的能力。本次毕业设计能够顺利地完成,首先要感谢我的指导老师薛谦老师。薛老师严谨的治学态度,深厚的学术造诣以及忘我的工作精神给我留下了深刻的印象。薛老师的严格要求和孜孜不倦的教导是我完成这次毕业设计的重要保证

52、,他给予了我很大的帮助和支持,在课题研究期间,薛老师提供了很多指导性的意见,对存在的问题给予细心的分析并提出许多宝贵的意见,使我受益匪浅。在此谨向导师表示衷心的感谢!同时我要感谢给予我帮助和支持的同组同学们,感谢信息工程系的老师为我们做毕业设计提供的各方面的帮助! 同时,我要感谢我的母校?西安工程大学,特别是在我即将踏上工作岗位时,给了我这样一个锻炼、学习的机会,使我加深了对以前知识的理解,拓宽了知识面,也提高了我对所学知识的综合的应用能力。 在整个设计制作过程当中,我感觉收获非常大,我获得的不仅是理论上的收获,还有实践中的丰收,同时还有的就是同学们之间的合作精神。在此,祝愿我院日后蓬勃发展,

53、成为一所独具风格的综合性大学。祝愿母校的将来更美好! 最后,我要再一次感谢所有在此期间帮助过我的人,我衷心的祝福你们!附录A原理图:附录B程序:基本程序:;*;遥控器系统软件程序;*;*;* org 0000h ;复位地址ljmp startorg 0030h ;外部中断0中断入口地址retiorg 000bh ;定时器T0中断入口地址retiorg 0013h ;外中断1中断入口地址ljmp int1serveorg 001bh ;定时器T1中断入口地址ljmp t1serveorg 0023h ;串行口中断入口地址retiorg 002bh ;定时器T2中断入口地址reti;*;*clea

54、r:mov p1,#0FFH ;P1、P2口位置mov p3,#0ffhclr p3.5 ;关遥控输出 mov sp,#70h;设堆栈 mov ie,#00h;关总中断mov ip,#04h;设优先级mov tmod,#20h ;设定时器2自动重装模式mov th1,#0f3h ;定时13usmov tl1,#0f3hsetb ex1 ;开外部1setb it1setb ea ;开总中断ret;*;*start: lcallclear ;调初始化程序main:lcallkeywork;调键盘程序orl pcon,#01h ;进入低功耗待机状态ljmp mainnop ;设置软件陷阱nopnopljmp start;*;* int1serve:clr ie1anl pcon,#00h ;触发待机状态苏醒reti;*