【電氣設(shè)計(jì)自動(dòng)化論文】遙控照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【電氣設(shè)計(jì)自動(dòng)化論文】遙控照明系統(tǒng)設(shè)計(jì),電氣設(shè)計(jì),自動(dòng)化,論文,遙控,照明,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）手冊(cè)( 2015 屆) 遙控照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名 指導(dǎo)教師 職 稱 助 教 等 級(jí) 碩 士 學(xué)號(hào)：1108441078附件 42目 錄本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………X本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告………………………………X本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中期報(bào)告………………………………X本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)記錄………………………………X本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))答辯記錄………………………………X本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))成績(jī)?cè)u(píng)定表……………………………X3本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書（指導(dǎo)教師、學(xué)生共同簽訂）學(xué)號(hào) 1108441078 姓名 指導(dǎo)教師題目 遙控照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目來源 A.實(shí)驗(yàn) B.實(shí)習(xí) C.工程實(shí)踐 D.社會(huì)調(diào)查 E.教研 F.科研 G.其它類別 A.論文 B.設(shè)計(jì) C.其它 性質(zhì) A. 理論研究 B. 應(yīng)用研究 C. 綜合研究 D.其它一、指導(dǎo)教師責(zé)任。（一）指導(dǎo)教師應(yīng)端正思想，把培養(yǎng)人才放在首位,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。嚴(yán)格要求學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和實(shí)事求是的作風(fēng)。（二）指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范教育，對(duì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)（不少于 8 次），對(duì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是否由其獨(dú)立完成進(jìn)行審查。（三）指導(dǎo)教師在指導(dǎo)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間請(qǐng)假應(yīng)事先布置學(xué)生任務(wù)，或委托他人代為指導(dǎo)。請(qǐng)假 2 周以上者，須經(jīng)院系批準(zhǔn)；請(qǐng)假超過 4 周者，應(yīng)及時(shí)向院（系）申請(qǐng)調(diào)整指導(dǎo)教師。（四）接受并并執(zhí)行院系指導(dǎo)教師遴選和評(píng)價(jià)具體辦法以及學(xué)校、院系相關(guān)考核。二、學(xué)生責(zé)任。（一）學(xué)生應(yīng)按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案規(guī)定，參加畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）與綜合訓(xùn)練。（二）學(xué)生應(yīng)重視畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），嚴(yán)格遵守學(xué)校、院系相關(guān)制度；按照要求參加院系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）集中指導(dǎo)；在校外撰寫畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的，要遵守所在單位的有關(guān)規(guī)章制度。（三）學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，查閱文獻(xiàn)、搜集資料、實(shí)地調(diào)研，撰寫文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告、論文（設(shè)計(jì)說明書）等；經(jīng)常、主動(dòng)向指導(dǎo)教師匯報(bào)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)展情況，接受指導(dǎo)。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）完成后，應(yīng)按規(guī)范要求提交材料，并按時(shí)參加答辯。（四）學(xué)生應(yīng)按時(shí)完成各階段任務(wù)，保證畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量；應(yīng)恪守學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成論文，不得抄襲；嚴(yán)禁弄虛作假、請(qǐng)人代替完成；否則，任何時(shí)候一經(jīng)發(fā)現(xiàn)均取消成績(jī)，并追究當(dāng)事人責(zé)任。教師簽名： 學(xué)生簽名： 年 月 日指導(dǎo)小組(教研室)意見：組長(zhǎng)簽名:院(系)意見：負(fù)責(zé)人簽名：4本 科 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 開 題 報(bào) 告（學(xué)生填寫）學(xué) 號(hào) 1108441078 姓 名 指 導(dǎo) 教 師題目 遙控照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題內(nèi)容：（研究現(xiàn)狀、目標(biāo)、意義等，空白不足可增加頁面）研究現(xiàn)狀運(yùn)用紅外遙控技術(shù)還有 AT89C51 單片機(jī)另外還有許多與之有關(guān)的程序等來實(shí)現(xiàn)控制的智能遙控控制開關(guān)等構(gòu)成的遙控照明系統(tǒng)。像這一類都智能遙控照明系統(tǒng)有許多特點(diǎn)。包括有很強(qiáng)的適應(yīng)性即這類系統(tǒng)可以應(yīng)用在很多場(chǎng)合。除此之外還有比較強(qiáng)的靈敏度也就是這個(gè)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)控制的時(shí)候反應(yīng)速度快且準(zhǔn)確無誤最后像這類系統(tǒng)更具有良好的先進(jìn)性。在人類日常工作學(xué)習(xí)以及生活之中。像這類先進(jìn)的遙控照明系統(tǒng)應(yīng)用廣泛而又具有多樣性.與此同時(shí)讓人類的日常生活也變得更加的豐富多彩以及給人們的生活也帶來極大的方便等。此次課程設(shè)計(jì)包括許多組成部分，其中有硬件部分及其組成還有軟件部分的相關(guān)設(shè)計(jì)還包括與解碼有關(guān)的一些簡(jiǎn)易原理圖還有與之相關(guān)的程序圖。為了達(dá)到一定都控制精確度，由三個(gè)與之相關(guān)的部分可以很好地解決這一問題。而這三個(gè)部分構(gòu)成了脈沖發(fā)射部分。這三個(gè)部分分別是連接段，控制段，結(jié)束段。當(dāng)然這個(gè)遙控照明系統(tǒng)最重要的組成部分還是他的發(fā)射部分和他的結(jié)收部分另外要進(jìn)行校驗(yàn)的話，應(yīng)選擇在接收口。發(fā)射裝置的組成比較復(fù)雜包括矩陣鍵盤，編碼調(diào)試ＬＥＤ紅外發(fā)射器。而接收的部分則有由ＬＥＤ紅外光和解調(diào)以及解碼電路等構(gòu)成的。這類遙控照明系統(tǒng)有非常大的使用價(jià)值而且有較少都花費(fèi)就可以大量生產(chǎn)，日常生活的許多方面都可以用到這類系統(tǒng)比方說小區(qū)樓道里的照明燈，地下室照明，車庫(kù)等照明意義當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)迅速發(fā)展的社會(huì)，科技日新月異，第三次科技革命的成果普惠大眾。人們的生活環(huán)境有很大的改善，生活水平也不斷的有所提高。與此同時(shí)，人們的現(xiàn)代城市房屋的購(gòu)買與居住的環(huán)境也隨之有很大的提高，人均居住面積越來越大，而總的居住面積也有所擴(kuò)增，對(duì)于整個(gè)家庭室內(nèi)的的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及電氣設(shè)備等還是和以前一樣，大多數(shù)還是由傳統(tǒng)過時(shí)的手段的并且非常機(jī)械的開關(guān)進(jìn)行控制。而這類開關(guān)有非常多的缺陷，比如人們經(jīng)常需要接觸這些開關(guān)很容易讓這些開關(guān)磨損，另外由于居住的房屋面積可能比較大，如果有什么事情需要在夜間去啟動(dòng)這些開關(guān)的話，會(huì)給人們的日常生活帶來極大的不便?；谝陨线@些原因，本論文相應(yīng)的設(shè)計(jì)出了一種相對(duì)而言比較低廉的成本，另外工作性能也有所保證，運(yùn)用了單片機(jī)的一些原理的一種家庭要開智能照明開關(guān)。此系統(tǒng)一單片機(jī)為載體，可以運(yùn)用無限通信的方式來遠(yuǎn)距離的實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)家庭的所有照明電燈，還有電氣設(shè)備的控制。這樣就給人們的生活帶來的便捷，同樣也更加安全，這樣也就完全不用親自用手去接觸這些帶有高電壓的這些開關(guān)。本設(shè)計(jì)的核心是單片機(jī)，通過本次設(shè)計(jì)加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)的相關(guān)功能的理解，更好的在以后的工作中去運(yùn)用單片機(jī)。應(yīng)用根據(jù)單片機(jī)的有關(guān)原理以及紅外遙控開關(guān)所控制的一些比較特殊的開關(guān)系統(tǒng)等等來完成這一課題的研究。當(dāng)然，這些控制系統(tǒng)在人們的日常生活和工作以及國(guó)家的現(xiàn)代化建設(shè)有非常重要的作用。比如在一家現(xiàn)代化的工廠里，完全可以采用這個(gè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種車床，機(jī)器的控5制?；谶@種控制系統(tǒng)的很多的優(yōu)越性，包括它的先進(jìn)的功能，靈活的功能，以及適用性強(qiáng)的功能等。這種控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的全面應(yīng)用也使得生產(chǎn)生活效率大大提高，繼續(xù)推進(jìn)各方面技術(shù)的發(fā)展。為國(guó)家的建設(shè)做出貢獻(xiàn)。也能夠很好的說明科技的進(jìn)步讓人們的生活豐富多彩。課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn)：1，單片機(jī)的的基本原理的應(yīng)用2，信號(hào)發(fā)射端的組成及其發(fā)射原理。3，信號(hào)接收端的組成及其發(fā)射原理。4.數(shù)據(jù)的傳遞以及接收的過程。擬采取的方式、方法及計(jì)劃進(jìn)程安排（主要技術(shù)路線）：對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說。其構(gòu)成是由兩個(gè)部分，包括發(fā)射部分以及接收部分。對(duì)于發(fā)射部分則是運(yùn)用脈沖個(gè)數(shù)編碼?？梢詫?zhǔn)備發(fā)射的部分的信號(hào)調(diào)制成 38khz 載波信號(hào)。再通過紅外發(fā)射管發(fā)射這種信號(hào)。對(duì)于接收部分則是由紅外接收管構(gòu)成，發(fā)射部分會(huì)發(fā)射出一些信號(hào)，這些信號(hào)會(huì)被紅外接收管所接受，然后對(duì)其解碼。而這些接收的信號(hào)經(jīng)由單片機(jī)的仔細(xì)分析從而由輸出端輸出與之對(duì)應(yīng)的輸出控制信號(hào)，與發(fā)射部分有關(guān)按下的按鍵號(hào)會(huì)被數(shù)碼管以及發(fā)光二極管顯示出來的。6參考文獻(xiàn)：[1] ：韓太林．單片機(jī)原理和應(yīng)用［M］ ．北京：2004，電子信息工業(yè)出版社．[2]：張毅剛．單片機(jī)原理及其應(yīng)用［M］ ．北京：2003，高等教育出版社，[3]：盧飛躍．紅外遙控多路的設(shè)計(jì)以及搶答器的設(shè)計(jì)［Ｊ］ ．2004，番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),[4]：黃尊熹．單片機(jī)原理的接口及其應(yīng)用［M］ ．2001，西北工業(yè)大學(xué)出版社,. [5]：樓然苗,李光飛,8951 單片機(jī)的設(shè)計(jì)以及實(shí)例［M］ ．北京：2007，北航空出版社, [6]：李必紅,王忠魁．基于單片機(jī)控制機(jī)床數(shù)控改造［J］ ．山西工學(xué)院學(xué)報(bào)。[7]：高建榮.基于單片機(jī)控制紅外線遙控的編碼實(shí)現(xiàn)［M］.2004 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì).[8]：劉曉明，王軍.兩種紅外解碼技術(shù)的探討[M].2002,測(cè)控技術(shù).[9]：肖圣兵，和徐清源．有關(guān)紅外遙控信號(hào)的解碼以及方法［J］ ．2002，蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)【自然科學(xué)】.[10]：付家才.與單片機(jī)有關(guān)的控制工程實(shí)踐方法［J］.北京：2003，北京化學(xué)工業(yè)出版社，[11]：周立功.增強(qiáng)型 AT89C51 單片機(jī)速成與實(shí)戰(zhàn)[M].北京：2003，北京理工大學(xué)出版社.[12]：嚴(yán)天峰.單片機(jī)仿真調(diào)試以及應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā) [J].北京：北京理工出版社，2005.[13]：馮建華.與單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)[J].北京：2005，西北工業(yè)大學(xué)出版社 。7[14]：裴彥純.以單片機(jī)系統(tǒng)的為基礎(chǔ)的紅外遙控器應(yīng)[J].北京：2006，北京理工出版社。指導(dǎo)教師意見：教師簽名： 年 月 日指導(dǎo)小組(教研室)意見：組長(zhǎng)簽名： 年 月 日本 科 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 中 期 報(bào) 告（學(xué)生填寫）學(xué) 號(hào) 1108441078 姓 名 指 導(dǎo) 教 師題目 遙控照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8（簡(jiǎn)述開題以來工作進(jìn)展和成效、存在的問題、下一步計(jì)劃與安排）收集與論文相關(guān)的一些材料，通過篩選有用的一些信息，再學(xué)校相關(guān)的一些知識(shí)，可以開始動(dòng)手做論文，了解一些關(guān)于單片機(jī)的知識(shí)。(1)微處理器 CPU：有一個(gè) 8 位的 CPU，跟一般的 CPU 是差不多的，也包含了運(yùn)算器以及控制器兩個(gè)部分，使得面向控制的出路功能更加強(qiáng)大，一方面能夠處理字節(jié)數(shù)據(jù)，另一方面也可以進(jìn)行變量的處理。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM：片內(nèi)的內(nèi)存是 128B，片外則可以外擴(kuò)到 64KB。能夠增加單片機(jī)的運(yùn)行的速度，更重要的是這種結(jié)果的 RAM 能夠減小功耗。(3)程序存儲(chǔ)器 ROM/EPROM：作用是可以用來存儲(chǔ)程序，而 8031 是沒有此部件的，對(duì)于8051 的是為 4KB 的 ROM；而 8751 是為 4KBEPROM。片外則最多能夠擴(kuò)到 64KB。(4)4 個(gè) 8 位并行 I/O 口包括 P0 和 P1 以及 P2 還有 P3。(5)有 1 個(gè)串行口：還有 1 個(gè)全雙工的串行口，包括四種工作的方式。能夠進(jìn)行串行通信以及擴(kuò)展并行 I/O 口，還可以跟多個(gè)單片機(jī)相連，從而組成多機(jī)的系統(tǒng)，這樣的話使單片機(jī)功能也就更加強(qiáng)大還可以有更廣的運(yùn)用。(6)還包括 2 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。(7)中斷系統(tǒng)組成有：五個(gè)中斷源，兩級(jí)的中斷優(yōu)先權(quán)。(8)特殊功能寄存器 SFR：總計(jì)共有二十一個(gè)、可以用在 CPU 對(duì)片內(nèi)各功能部件進(jìn)行管理和控制以及監(jiān)視。當(dāng)然存在的問題也不少，包括對(duì)發(fā)射端以及接收端的原理還不夠了解，下一步的計(jì)劃是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的了解。指導(dǎo)教師意見：教師簽名：月 日指導(dǎo)小組(教研室)意見：組長(zhǎng)簽名：月 日本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)教師、學(xué)生共同填寫）學(xué) 號(hào) 1108441078 姓 名 指 導(dǎo) 教 師9題目第 次指導(dǎo) 時(shí)間： 地點(diǎn)： 指導(dǎo)形式：（可根據(jù)記錄內(nèi)容需要調(diào)整頁面大??；指導(dǎo)形式指面談、郵件等形式）學(xué)生簽名： 教師簽名： （指導(dǎo)記錄可連續(xù)填寫，每 2 次指導(dǎo)記錄之間空兩行，時(shí)間、地點(diǎn)、簽名、指導(dǎo)形式等格式相同）本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯記錄學(xué)號(hào) 1108441078 姓名 指導(dǎo)教師題目 遙控照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10答辯組成員組長(zhǎng) 職稱 職務(wù)成員 職稱 成員 職稱成員 職稱 成員 職稱成員 職稱 成員 職稱答 辯 秘 書 答辯時(shí)間 月 日 時(shí)陳述、提問及回答情況記錄：答辯秘書簽名： 答辯組長(zhǎng)簽名： 年 月 日本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)號(hào) 1108441078 姓名 指導(dǎo)教師11題目 遙控照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容提要及指導(dǎo)教師意見評(píng)分：（百分制） 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日12評(píng)閱教師評(píng)閱意見評(píng)分：（百分制） 評(píng)閱教師簽名： 年 月 日答辯小組答辯意見評(píng)分：（百分制） 組長(zhǎng)簽名： 年 月 日答辯委員會(huì)意見總評(píng)分?jǐn)?shù)：（百分制） 論文等級(jí)：（五級(jí)制） 評(píng)定人簽名： 負(fù)責(zé)人簽名： ﹡總評(píng)成績(jī)=指導(dǎo)教師評(píng)分*25%+評(píng)閱教師評(píng)分*25%+答辯小組評(píng)分*50%2015 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）(2015 屆)遙控照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)院 系 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名 指導(dǎo)教師 講師 學(xué)號(hào)：2015 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文摘 要運(yùn)用紅外遙控技術(shù)還有 AT89C51 單片機(jī)另外還有許多與之有關(guān)的程序等來實(shí)現(xiàn)控制的智能遙控控制開關(guān)等構(gòu)成的遙控照明系統(tǒng)。像這一類都智能遙控照明系統(tǒng)有許多特點(diǎn)。包括有很強(qiáng)的適應(yīng)性即這類系統(tǒng)可以應(yīng)用在很多場(chǎng)合。除此之外還有比較強(qiáng)的靈敏度也就是這個(gè)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)控制的時(shí)候反應(yīng)速度快且準(zhǔn)確無誤最后像這類系統(tǒng)更具有良好的先進(jìn)性。在人類日常工作學(xué)習(xí)以及生活之中。像這類先進(jìn)的遙控照明系統(tǒng)應(yīng)用廣泛而又具有多樣性.與此同時(shí)讓人類的日常生活也變得更加的豐富多彩以及給人們的生活也帶來極大的方便等。此次課程設(shè)計(jì)包括許多組成部分，其中有硬件部分及其組成還有軟件部分的相關(guān)設(shè)計(jì)還包括與解碼有關(guān)的一些簡(jiǎn)易原理圖還有與之相關(guān)的程序圖。為了達(dá)到一定都控制精確度，由三個(gè)與之相關(guān)的部分可以很好地解決這一問題。而這三個(gè)部分構(gòu)成了脈沖發(fā)射部分。這三個(gè)部分分別是連接段，控制段，結(jié)束段。當(dāng)然這個(gè)遙控照明系統(tǒng)最重要的組成部分還是他的發(fā)射部分和他的結(jié)收部分另外要進(jìn)行校驗(yàn)的話，應(yīng)選擇在接收口。發(fā)射裝置的組成比較復(fù)雜包括矩陣鍵盤，編碼調(diào)試ＬＥＤ紅外發(fā)射器。而接收的部分則有由ＬＥＤ紅外光和解調(diào)以及解碼電路等構(gòu)成的。這類遙控照明系統(tǒng)有非常大的使用價(jià)值而且有較少都花費(fèi)就可以大量生產(chǎn)，日常生活的許多方面都可以用到這類系統(tǒng)比方說小區(qū)樓道里的照明燈，地下室照明，車庫(kù)等照明。關(guān)鍵詞： AT89C51 芯片 智能遙控開關(guān)2015 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文AbstractThe design of an infrared remote-control multi-line switch is introduced.This switch is based on principle of intellected remote-control and AT89C51 single chip microcomputer controlling .This system has strong applicability,flexibility and advancement.People's life is improved greatly by Its apply. Its system composition and design of hardware and software are presented. The basic structure and chart of control decode program are also expounded. In order to achieve exact remote-control, the transmitted signal is divided into 3 parts:the connecting section, the controlling section and the ending section, then the receiver will verify it.The whole system is composed by the launches partially and the receives partially two parts.Launches partially including the keyboard matrix,the coded modulation,the LED infrared transmitter;Receives partially including the LED infrared light launch,the demodulation,decodes the electric circuit. It was proved that this kind of remote-control is convenient, reliable and practical after using in remote-control system.Key words: the chip of AT89C51; intellected remote-control switch2015 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目 錄1 緒 論 .11.1 設(shè)計(jì)背景 11.2 應(yīng)用前景 .12 設(shè)計(jì)方案 .22.1 本設(shè)計(jì)方案和及其比較 .22.2 機(jī)型及元器件選擇 32.2.1 有關(guān)單片機(jī)的一些選擇 .32.2.2 AT89C51 單片機(jī)的相關(guān)硬件結(jié)構(gòu) 42.3 軟、硬件功能劃分 .52.4 總體的方案的設(shè)計(jì) 53 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .73.1 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) .73.1.1 硬件要求 .73.1.2 鍵盤接口 .103.1.3 LED 顯示器的介紹 113.1.4 發(fā)射部分 .133.1.5 接收部分 .133.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .143.2.1 發(fā)射部分的工作原理 .143.2.2 接收部分工作原理 .143.3 遙控系統(tǒng)的編碼及解碼 153.3.1 遙控發(fā)射編碼格式 .153.3.2 數(shù)據(jù)幀的接收處理 .163.4 遙控發(fā)射及接收控制程序流程圖 163.4.1 遙控發(fā)射控制流程圖 .163.4.2 遙控接收控制流程圖 .184 系統(tǒng)調(diào)試 .21結(jié)束語 23附 錄 24合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)1 11 緒 論1.1 設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)迅速發(fā)展的社會(huì)，科技日新月異，第三次科技革命的成果普惠大眾。人們的生活環(huán)境有很大的改善，生活水平也不斷的有所提高。與此同時(shí)，人們的現(xiàn)代城市房屋的購(gòu)買與居住的環(huán)境也隨之有很大的提高，人均居住面積越來越大，而總的居住面積也有所擴(kuò)增，對(duì)于整個(gè)家庭室內(nèi)的的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及電氣設(shè)備等還是和以前一樣，大多數(shù)還是由傳統(tǒng)過時(shí)的手段的并且非常機(jī)械的開關(guān)進(jìn)行控制。而這類開關(guān)有非常多的缺陷，比如人們經(jīng)常需要接觸這些開關(guān)很容易讓這些開關(guān)磨損，另外由于居住的房屋面積可能比較大，如果有什么事情需要在夜間去啟動(dòng)這些開關(guān)的話，會(huì)給人們的日常生活帶來極大的不便?；谝陨线@些原因，本論文相應(yīng)的設(shè)計(jì)出了一種相對(duì)而言比較低廉的成本，另外工作性能也有所保證，運(yùn)用了單片機(jī)的一些原理的一種家庭要開智能照明開關(guān)。此系統(tǒng)一單片機(jī)為載體，可以運(yùn)用無限通信的方式來遠(yuǎn)距離的實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)家庭的所有照明電燈，還有電氣設(shè)備的控制。這樣就給人們的生活帶來的便捷，同樣也更加安全，這樣也就完全不用親自用手去接觸這些帶有高電壓的這些開關(guān)。本設(shè)計(jì)的核心是單片機(jī)，通過本次設(shè)計(jì)加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)的相關(guān)功能的理解，更好的在以后的工作中去運(yùn)用單片機(jī)?！?.2 相關(guān)應(yīng)用根據(jù)單片機(jī)的有關(guān)原理以及紅外遙控開關(guān)所控制的一些比較特殊的開關(guān)系統(tǒng)等等來完成這一課題的研究。當(dāng)然，這些控制系統(tǒng)在人們的日常生活和工作以及國(guó)家的現(xiàn)代化建設(shè)有非常重要的作用。比如在一家現(xiàn)代化的工廠里，完全可以采用這個(gè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種車床，機(jī)器的控制?；谶@種控制系統(tǒng)的很多的優(yōu)越性，包括它的先進(jìn)的功能，靈活的功能，以及適用性強(qiáng)的功能等。這種控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的全面應(yīng)用也使得生產(chǎn)生活效率大大提高，繼續(xù)推進(jìn)各方面技術(shù)的發(fā)展。為國(guó)家的建設(shè)做出貢獻(xiàn)。也能夠很好的說明科技的進(jìn)步讓人們的生活豐富多彩。合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)2 22 設(shè)計(jì)方案2.1 課題相關(guān)的方案及其有關(guān)的比較根據(jù)單片機(jī)有關(guān)原理來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的遙控照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。運(yùn)用不同的器件和原理有以下兩種方案可供選擇。1方案一：紅外遙控電路及其相關(guān)設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)知識(shí)，由單通道構(gòu)成紅外遙控電路?？梢詮膱D 2.1 看出?？梢栽O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的常規(guī)集成電路來實(shí)現(xiàn)。用這種方法設(shè)計(jì)的電路，相應(yīng)的成本會(huì)比較少，也無需使用專門的譯碼器，而通常這種譯碼器比較昂貴。圖 2.1 與紅外發(fā)射有關(guān)的圖示通常會(huì)有振蕩頻率是通過紅外發(fā)光的一個(gè)二極管來完成。而這個(gè)具有控制功能的震蕩頻率是電路直接產(chǎn)生的。同樣，一個(gè)單通道的遙控器正是和這個(gè)電路一樣。通過此過程完成頻率的發(fā)射。紅外發(fā)光二極管發(fā)射一個(gè)震蕩頻率，而這個(gè)頻率被紅外接收頭接收到，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路對(duì)接收的頻率解碼，解碼完成后電路就會(huì)完成有關(guān)的控制方案二：與遙控開關(guān)有關(guān)的電路的設(shè)計(jì)我們需要完成紅外遙控器，這需要由單片機(jī)的功能來完成。而這個(gè)遙控器可以控制多個(gè)電源開關(guān)。通過按鍵控制實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射。遙控按鈕被按下時(shí)，此時(shí)單片機(jī)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖信號(hào)，而此信號(hào)通過紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去。由此完成信號(hào)的發(fā)送。有關(guān)的受到控制的電器的對(duì)應(yīng)序號(hào)會(huì)被顯示出來，在控制脈沖發(fā)射出去，被紅外接收器所接收是，這時(shí)顯示設(shè)備顯就會(huì)顯示對(duì)應(yīng)的序號(hào)。 兩種方案的對(duì)較：總的來說，對(duì)于方案一所描述的方法，沒有運(yùn)用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制。其功能也不夠強(qiáng)大，也就只能夠來完成對(duì)某些電路進(jìn)行很簡(jiǎn)單的控制。對(duì)比之下，對(duì)于方案二來說，是完全運(yùn)用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制的，雖然電路非常簡(jiǎn)單，但是卻有較強(qiáng)的實(shí)用性。因此，本次設(shè)計(jì)采用方案二的方法。2.2 相關(guān)的元器件的和需要的機(jī)型選擇本課題需要用到一種單片機(jī)，被稱為 AT89C51，可以通過這種單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的控制。在發(fā)射部分的電路中我所采用的元器件有 AT89C51 芯片、產(chǎn)生振蕩頻率紅外發(fā)射合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)3 3另外還有發(fā)光二極管以及三極管還有警惕振蕩器等所構(gòu)成。當(dāng)然紅外接收部分也很重要，由 ST188 的紅外接收器以及帶有 LED 數(shù)碼管的顯示器等相關(guān)元器件組成。 、2.2.1 單片機(jī)的選擇單片機(jī)的主要性能指標(biāo)有：字長(zhǎng)、主頻、指令執(zhí)行時(shí)間、電源功耗等。選擇單片機(jī)不僅要考慮其主要的性能指標(biāo)，更要考慮單片機(jī)的中斷能力、接口、片內(nèi)存儲(chǔ)器大小、抗干擾能力等。本次設(shè)計(jì)所選的單片機(jī)為 AT89C51，其功能足以完成本次課題的設(shè)計(jì)。它的具體的引腳及其功能由于篇幅有限在此不做介紹。 2.2.2 AT89C51 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)(1)微處理器 CPU：有一個(gè) 8 位的 CPU，跟一般的 CPU 是差不多的，也包含了運(yùn)算器以及控制器兩個(gè)部分，使得面向控制的出路功能更加強(qiáng)大，一方面能夠處理字節(jié)數(shù)據(jù)，另一方面也可以進(jìn)行變量的處理。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM：片內(nèi)的內(nèi)存是 128B，片外則可以外擴(kuò)到 64KB。能夠增加單片機(jī)的運(yùn)行的速度，更重要的是這種結(jié)果的 RAM 能夠減小功耗。(3)程序存儲(chǔ)器 ROM/EPROM：作用是可以用來存儲(chǔ)程序，而 8031 是沒有此部件的，對(duì)于 8051 的是為 4KB 的 ROM；而 8751 是為 4KBEPROM。片外則最多能夠擴(kuò)到 64KB。(4)4 個(gè) 8 位并行 I/O 口包括 P0 和 P1 以及 P2 還有 P3。(5)有 1 個(gè)串行口：還有 1 個(gè)全雙工的串行口，包括四種工作的方式。能夠進(jìn)行串行通信以及擴(kuò)展并行 I/O 口，還可以跟多個(gè)單片機(jī)相連，從而組成多機(jī)的系統(tǒng)，這樣的話使單片機(jī)功能也就更加強(qiáng)大還可以有更廣的運(yùn)用。(6)還包括 2 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。(7)中斷系統(tǒng)組成有：五個(gè)中斷源，兩級(jí)的中斷優(yōu)先權(quán)。(8)特殊功能寄存器 SFR：總計(jì)共有二十一個(gè)、可以用在 CPU 對(duì)片內(nèi)各功能部件進(jìn)行管理和控制以及監(jiān)視?？紤]到 AT89C51 單片機(jī)具有以上所提到的優(yōu)點(diǎn)，因此我就確定選擇了它作為系統(tǒng)硬件所選單片機(jī)類型。2.3 軟、硬件功能劃分本次設(shè)計(jì)的硬件部分包括紅外發(fā)射和紅外遙控接收兩個(gè)部分的電路。關(guān)于電路的工作原理將在相應(yīng)的章節(jié)介紹，在次就不做贅述。系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計(jì)就要求在紅外遙控發(fā)射端對(duì)紅外信號(hào)進(jìn)行編碼，在合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)4 4接收端對(duì)所讀取的編碼進(jìn)行解碼，這就要求編譯顯影的功能程序執(zhí)行各自操作，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件電路的智能控制的目的。軟件部分的程序包括鍵盤掃描程序、剪號(hào)處理程序、38KHz 載波及編碼脈沖發(fā)射程序、遙控接收及處理程序、延遲子程序。2.4 總體方案設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說。其構(gòu)成是由兩個(gè)部分，包括發(fā)射部分以及接收部分。對(duì)于發(fā)射部分則是運(yùn)用脈沖個(gè)數(shù)編碼?？梢詫?zhǔn)備發(fā)射的部分的信號(hào)調(diào)制成38khz 載波信號(hào)。再通過紅外發(fā)射管發(fā)射這種信號(hào)。對(duì)于接收部分則是由紅外接收管構(gòu)成，發(fā)射部分會(huì)發(fā)射出一些信號(hào)，這些信號(hào)會(huì)被紅外接收管所接受，然后對(duì)其解碼。而這些接收的信號(hào)經(jīng)由單片機(jī)的仔細(xì)分析從而由輸出端輸出與之對(duì)應(yīng)的輸出控制信號(hào)，與發(fā)射部分有關(guān)按下的按鍵號(hào)會(huì)被數(shù)碼管以及發(fā)光二極管顯示出來的，系統(tǒng)組成如圖 2.6 所示。圖 2.6 紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)組成錯(cuò)誤！未找到引用源。Equation Chapter (Next) Section 11113 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1.1 硬件要求對(duì)于系統(tǒng)的硬件的設(shè)計(jì)的要求，通常由兩大部分構(gòu)成。做簡(jiǎn)單如下介紹。(1)對(duì)于與單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展部分有關(guān)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)這部分的時(shí)候，要設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器擴(kuò)展以及 I/O 接口擴(kuò)展，也要知道存儲(chǔ)器的擴(kuò)展大體由 RPROM 的擴(kuò)展以及EEPROM 的擴(kuò)展還有 RAM 的擴(kuò)展。這些擴(kuò)展也都是歸于單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展的最主要合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)5 5內(nèi)容。(2)與實(shí)現(xiàn)功能有關(guān)的對(duì)應(yīng)模塊的設(shè)計(jì)。其中主要包括與通信功能有關(guān)的模塊還有與信號(hào)測(cè)量有關(guān)的功能模塊、以及與信號(hào)控制功能相應(yīng)的模塊、另外也包括與人機(jī)對(duì)話功能相關(guān)的模塊等，最好可以根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的作用以及功能的相關(guān)要求進(jìn)行與之配置相應(yīng)的 A/D、D/A、鍵盤、顯示器、打印機(jī)等外圍設(shè)備。兩個(gè)部分構(gòu)成紅外發(fā)射電路，其中有一個(gè)是 HRM5700B 紅外先發(fā)射管，還有一個(gè)是與之相關(guān)元件組成。在這種電路之中的紅外信號(hào)最終經(jīng)由 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)行處理，另外對(duì)與這種電路的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的相應(yīng)工作方式的選擇會(huì)產(chǎn)生極大的干擾，也會(huì)造成偏差。重要的是需要在整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行前了知道 AT89C51單片機(jī)的硬件的設(shè)計(jì)與之有關(guān)的但又不可以沒有的相關(guān)步驟。同時(shí)更需要清楚的知道單片機(jī)的 4 種工作的方式。圖 3-1 89C51 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)框圖對(duì)于寄存器 TH0 和 TL0 需要特別注意，因?yàn)樗鼈冇休^為特殊的作用，對(duì)于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0 也是由這兩個(gè)部分構(gòu)成的。對(duì)于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T1 而言，它的構(gòu)成就是 TH1,TL1 這兩個(gè)有特別功能的寄存器。 。對(duì)于具有特定作用的寄存器TMOD，就可以使用它去選定相應(yīng)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0、T1 的一般工作方式以及工作的模式等。同樣，具有特別用處的寄存器 TCON 可以把他作為控制 T0、T1的啟動(dòng)計(jì)數(shù)以及停止計(jì)數(shù)，當(dāng)然這個(gè)寄存器也具有 T0、T1 的兩種形態(tài)。通過軟件部分的設(shè)計(jì)可以完成 TMOD、TCON 這兩個(gè)寄存器的內(nèi)容再由單片機(jī)通過復(fù)位，使得這兩個(gè)特殊的寄存器的任何的一個(gè)位數(shù)都是處于 0 的狀態(tài)。合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)6 6現(xiàn)在先介紹一下定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的幾種具有重要作用的相關(guān)的工作方法：(1)方法一：由一種 LX(X=0,1)的低 5 位以及一種 THX 的高 8 位而組成一種特殊的 13 位計(jì)數(shù)器。對(duì)于這種工作方式的解釋是，如果 TLX 低 5 位會(huì)產(chǎn)生溢出的話，則它就會(huì)自動(dòng)的向 THX 進(jìn)一位，但也要注意的是，假如 THX 計(jì)數(shù)出現(xiàn)溢出的話，也會(huì)置位于 TCON 中溢出的標(biāo)志位 TFX 上面。由以上描述可得定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的等效框圖如圖 3-2 所表示。圖 3-2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式 0 邏輯圖示如圖所示，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)的方法是會(huì)受到 C/T 位控制的電子開關(guān)的強(qiáng)烈的影響的。1 當(dāng) C/T 為零時(shí)，電子開關(guān)就會(huì)處于偏于向上的地方。T1 為定時(shí)器工作模式，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘振蕩器 12 分頻以后，就會(huì)發(fā)出一種特定的信號(hào)，就把這種信號(hào)用于計(jì)數(shù)信號(hào)，以上就是，2 當(dāng).C/T 為一時(shí)，電子開關(guān)就會(huì)處于偏于向下的地方，T1 位計(jì)數(shù)器工作模式，P3.5 引角上的脈沖是外部輸入脈沖，這些構(gòu)成計(jì)數(shù)器的脈沖。如果計(jì)數(shù)器的屏幕顯示是一的話，則表明 P3.5 引腳上此時(shí)發(fā)生負(fù)跳變。GATE 位的狀態(tài)非常重要，而對(duì)于定時(shí)器/計(jì)時(shí)器運(yùn)行控制有所影響。這通常會(huì)包含兩個(gè)不同的條件。其中有一個(gè)是 TRX 以及 INTX 引腳這兩件而構(gòu)成的，對(duì)于另外一個(gè)而言就是 TRX 一個(gè)條件。(2)方式二：假設(shè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作于方式一的時(shí)候，其含義就可以表示 M1 和 M0 這時(shí)的狀態(tài)是 01，在這個(gè)時(shí)候定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的等效電路如圖 3-3所表示。合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)7 7圖 3.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式 1 邏輯結(jié)構(gòu)圖(3)方式 2：對(duì)于方式 0 和方式 1 的一些特點(diǎn)也要注意，就當(dāng)它們的計(jì)數(shù)溢出以后，計(jì)數(shù)器的表示都是 0.由于這些原因，當(dāng)循環(huán)定時(shí)或者循環(huán)計(jì)數(shù)用時(shí)，相應(yīng)的就會(huì)存在反復(fù)裝入計(jì)數(shù)初值的一些問題。這不但會(huì)僅定時(shí)的精數(shù)有大的影響，而且對(duì)于程序設(shè)計(jì)而言同意也會(huì)帶來許多麻煩。方式 2 就是針對(duì)此問題而設(shè)置的。如果 M1 以及 M2 是 10 的時(shí)候，這時(shí)候定時(shí)器/計(jì)數(shù)器就會(huì)處于工作方式 2 的狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候定時(shí)器/計(jì)數(shù)器得等效框圖如圖 3-4 所表示。這種工作方式有比較好優(yōu)勢(shì)可以省略去用戶的軟件之中得重裝初值的一些程序，進(jìn)一步簡(jiǎn)化定時(shí)初值的計(jì)算方法等，也可以相當(dāng)精確的確定定時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)短。圖 3-4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式 2 邏輯結(jié)構(gòu)圖示對(duì)于紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)的硬件電路而言，其組成也包括紅外發(fā)射電路以及接收電路這兩部分。3.1.2 鍵盤接口合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)8 8關(guān)于鍵盤其功能比較多，包括在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中可以能完成向單片機(jī)輸入一些數(shù)據(jù)以及傳送一些命令等任務(wù)，通過它的這些功能呀，我們就可以人為的對(duì)單片機(jī)進(jìn)行干預(yù)。而鍵盤作用本質(zhì)其實(shí)上就是把一組案件開關(guān)集合在一起。在通常情況下，鍵盤開關(guān)的原理是根據(jù)機(jī)械觸點(diǎn)的斷開以及閉合一些功能而完成的。假如行線輸出電壓上會(huì)表示出高電平或者低平的話 ，表示這個(gè)時(shí)候鍵是開還是閉合的。 規(guī)定高電平代表鍵斷開，而低電平代表鍵閉合話，在進(jìn)一步對(duì)行線電平高低狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，就可以輕而易舉的確認(rèn)案鍵是不是被按下。同時(shí)為了達(dá)到 CPU 對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次案件的有效性，抖動(dòng)期的干擾一定要把它消除掉。通常情況下鍵盤接口分可以由獨(dú)立式以及行列式鍵盤接口構(gòu)成。對(duì)于獨(dú)立式鍵盤而言的話，比較適用于一些按鍵比較少或者操作的速度比較高的情況下。而行列式，也稱矩陣式鍵盤，則多被用于按鍵數(shù)目比較多的情況下，對(duì)于它的組成來說，就是由行線以及列線在一起，按鍵的位置比較特別，在行和列的交叉點(diǎn)的上面。這次設(shè)計(jì)所運(yùn)用的鍵盤接口就是以上所描述的這種。關(guān)于行和列鍵盤的結(jié)構(gòu)如圖 3-5 所表示。圖 3-5 行列式鍵盤結(jié)構(gòu)圖示有關(guān)行列式鍵盤的工作原理比較復(fù)雜，可以簡(jiǎn)單的介紹一點(diǎn)，按鍵設(shè)置比較特殊，行以及列線會(huì)被分別的連在按鍵開關(guān)的兩端。行線會(huì)經(jīng)過上拉電阻被合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)9 9接到正 5V 上面。如果沒有按鍵按下的時(shí)候，行線就會(huì)處于高電平的狀態(tài)，如果有按鍵被按下的時(shí)候，則行線的電平狀態(tài)就會(huì)由這一行線相連的列線的電平的高低所決定。假如列線的電平是低的話，就表示行線電平是低的;假如列線的電平是為高的話，就表示行線的電平也是高的。以上這個(gè)條件可以幫助識(shí)別行列式鍵盤是不是按下了鍵。對(duì)于行列式鍵盤中行線以及列線來說，大多數(shù)都是許多多鍵在一起共用的，每一個(gè)按鍵也都會(huì)均影響這一個(gè)鍵所處的行以及列的電平。這樣每一個(gè)按鍵都會(huì)彼此的產(chǎn)生影響，為了避免這些，可以把行以及列的信號(hào)進(jìn)行有效配合，而且做進(jìn)一步的優(yōu)化，這樣就可以明確閉合鍵的位置所在。3.1.3 LED 顯示器同常所用的 LED 顯示器有的也有 8 段 7 段的，8 段要比比 7 段的多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)“dp”段。每一個(gè)段與之對(duì)應(yīng)的一個(gè)發(fā)光二極管。顯示器構(gòu)成是共陽極以及共陰極這兩種方式。如圖 3-6 所示。共陰極的 LED 顯示器發(fā)光二極管的陰極被連接起來，一般情況下共陰極是接地的。如果某個(gè)發(fā)光二極管的陽極是高電平的時(shí)候，就會(huì)使發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，與之對(duì)應(yīng)的段就會(huì)被實(shí)現(xiàn)的。同樣的道理，如果共陽極的 LED 顯示器發(fā)光二極管的陽極被連接起來的話，通常情況下這個(gè)公共陽極就會(huì)接正的電壓，如果某一個(gè)發(fā)光二極管的陰極被接低在電平的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候發(fā)光二極管就會(huì)被點(diǎn)亮，與之對(duì)應(yīng)的段同樣會(huì)被顯示。如果我們將不相同的段二極管點(diǎn)亮?xí)r，就會(huì)使 LED 顯示器上顯示出不同的符號(hào)以及數(shù)字，這樣做的話是要為 LED 顯示器提供相關(guān)代碼的，理由是這些代碼的作用可讓 LED 相應(yīng)的段被點(diǎn)亮，以此來顯示出不同的字型，就因?yàn)檫@個(gè)原因這個(gè)代碼就被稱為段碼或者稱為字型代碼也可以。將 7 段的發(fā)光二極管上加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)以后，一共有 8 段。所以提供給 LED 顯示器的段碼剛剛好就是 1B。每一段的字節(jié)中各位對(duì)應(yīng)的關(guān)系如下圖 3-6 所表示。合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)10 10圖 3-6 8 段 LED 結(jié)構(gòu)及外形圖圖 3-7 發(fā)射部分的電路圖3.1.4 發(fā)射部分發(fā)射部分電路的原理圖就如 3-7 所表示那樣。在圖中是以 AT89C51 單片機(jī)為主要原件，換一句話說就是這個(gè)控制最重要的部分，P0 鍵是這個(gè)系統(tǒng)掃描的合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)11 11端口，包括十六個(gè)操作鍵，因此就分別對(duì)于控制單片機(jī)發(fā)出十六種不一樣脈沖，進(jìn)行 16 個(gè)不同操作。第 9 腳是單片機(jī)的一個(gè)特殊腳(具有復(fù)位的功能)，RC 上有一個(gè)電復(fù)位的電路可以被利用，而第 14 個(gè)引腳是被用于紅外遙控發(fā)射編碼的輸出腳，作用是輸出 38KHz 的載波編碼信號(hào)。而脈沖通過 T1 被放大以后，就會(huì)通過紅外發(fā)射管(HRM5700B)輸出。第 18 以及 19 腳接的 12M 的晶振。需要特別注意的問題是單片機(jī)的 P0.0－P0.7 口一定要外接一個(gè)上拉的電阻，不然的話發(fā)射的部分也就沒有辦法運(yùn)行。3.1.5 接收部分接受部分的電路原理圖如圖 3-8 所示。控制的核心依然是 AT89C51(2)單片機(jī)，整個(gè)數(shù)碼管的一個(gè) 2 進(jìn)制的輸出需要依靠 P1.0-P1.7 口來完成。以此用著數(shù)碼管的一個(gè) 2 進(jìn)制數(shù)據(jù)的輸出，再經(jīng)過數(shù)碼管顯示發(fā)射出終端的按鍵號(hào)，與此同時(shí) P0 口以及 P2 口相對(duì)應(yīng)的二極管就會(huì)顯出亮被點(diǎn)亮燈；P3.0 以及 P3.3口先接收后進(jìn)行調(diào)解紅外遙控信號(hào)，同樣需要注意說明的有：圖 3-8 接收部分電路的原理圖(1)出于對(duì)開機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí)的時(shí)候燈是否應(yīng)全滅的考慮，P0 以及 P2 口在系統(tǒng)上經(jīng)過電初始化以后，就會(huì)一直保持在高的電平上，直到接收到了發(fā)射部分所控制的信號(hào)時(shí)候，它的狀態(tài)也就隨之而改變；(2)有一體化接收器 HRM5700B（它的解調(diào)頻率為 38KHz）會(huì)得到紅外接收頭合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)12 12的運(yùn)用，如果 38KHz 的紅外脈沖信號(hào)會(huì)被 HRM5700B 所接收到的話，這個(gè)時(shí)候就會(huì)把時(shí)低電平輸出，與之相反高電平就會(huì)被輸出。它的功能可以把光探測(cè)器以及前置放大器比較完整的封裝起來，可以通過這個(gè)方式來完成脈沖編碼信號(hào)的調(diào)制，以及完成紅外光信號(hào)的接收。當(dāng)處在系統(tǒng)的工作的時(shí)候，HRM5700B 對(duì)會(huì)把接收到的脈沖編碼信號(hào)進(jìn)行處理，也就解調(diào)，接下來的信號(hào)會(huì)輸入到單片機(jī)的 P3.0 以及 P3.3 口。3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)對(duì)于本設(shè)計(jì)的軟件而言，它包括兩部分，發(fā)射部分，接收部分。3.2.1 發(fā)射部分的工作原理當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)處于電初始化的時(shí)候，就會(huì)將鍵掃描的方法來對(duì)子程序進(jìn)行加工處理。在沒有把按鍵開關(guān)按下的時(shí)候，整個(gè)系統(tǒng)就相當(dāng)于在一個(gè)等待的過程；在把按鍵的開關(guān)向下按的時(shí)候，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)利用按鍵檢查的子程序，來完成對(duì)按鍵號(hào)的確認(rèn)，與此同時(shí)在傳入有相的發(fā)射子程序。對(duì)于這些發(fā)射的子程序，需要把這些等待發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行處理，將其調(diào)制為 38 千赫茲的載波信號(hào)，再通過 89c51 單片機(jī)的引腳進(jìn)行輸出，最后再通過三極管 9013 進(jìn)一步放大，就可以驅(qū)動(dòng)起紅外發(fā)射管，以此可以發(fā)射出調(diào)制脈沖的信號(hào)。用脈沖個(gè)數(shù)編碼對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)然，不同的一些編碼可以由許多不同的脈沖個(gè)數(shù)來表示。其范圍比較廣，從 6 個(gè)脈沖到 21 個(gè)脈沖不等，而遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔通常是 8 毫秒。為達(dá)到控制準(zhǔn)確的目的，一般可知發(fā)射脈沖可以分為三個(gè)部分，分別連接段和控制段以及結(jié)束段。對(duì)于連接段而言，其發(fā)射信號(hào)的前三個(gè)脈沖的寬度有明確的規(guī)定，而對(duì)于脈沖的間隔也有規(guī)定是 1ms。結(jié)束段充當(dāng)作用是，成為發(fā)射信號(hào)的最后的兩個(gè)脈沖，對(duì)于脈沖寬度而言也分別有要求為 2ms 和 4ms，脈沖間隔與前者對(duì)應(yīng)是 1ms。在這個(gè)圖形的中間是它的控制段，脈沖寬度以及賣出那個(gè)間隔都是 1ms。從 3-9 中可以看出，其波形為八個(gè)編碼所發(fā)射出的輸出信號(hào)的有關(guān)波形。對(duì)于最前面的其三個(gè)脈沖是連接段。最中的三個(gè)脈沖是控制段，還有最后的兩個(gè)脈沖是結(jié)束段。圖 3-9 發(fā)射八個(gè)編碼時(shí)的輸出信號(hào)的波形圖3.2.2 接收部分工作原理當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)處于電初始化的時(shí)候，需要檢測(cè)一下單片機(jī)的 P3.3 口。確定其合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)13 13是否是高電平還是低電平。如果是高電平話，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)在等待的一種狀態(tài)。如果是低電平話，則中斷服務(wù)程序就會(huì)被開啟，以此可以完成對(duì)數(shù)據(jù)幀的接收。需要注意的問題也有許多，其中就有數(shù)據(jù)幀要運(yùn)用中斷的方式來接收，單片機(jī)的工作的方式也要在一定的條件下（在外中斷 1 方式下） 。當(dāng)數(shù)據(jù)幀被接收的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)把接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是驗(yàn)證前三碼寬，如果有其中的任何一位的碼寬不符合設(shè)計(jì)的需要的話，一律會(huì)被當(dāng)作錯(cuò)誤碼對(duì)待，如果這個(gè)系統(tǒng)接收到的是一個(gè)脈寬大于 5ms 的高電平的時(shí)候，就會(huì)立即結(jié)束此脈沖的接收。接下來這個(gè)系統(tǒng)就會(huì)將所接收脈沖進(jìn)行處理，目的是驗(yàn)證的最后兩位的脈寬。確定其值的大小應(yīng)分別為 2ms 還有 4ms，如果不是也會(huì)被看著是錯(cuò)誤碼來對(duì)待，控制系統(tǒng)也要統(tǒng)計(jì)累加器 A 中的脈沖到底有幾個(gè)，再根據(jù)這個(gè)個(gè)數(shù)來確定單片機(jī) P0 或者 P2 口的特定輸出的控制信號(hào)，與此同時(shí)，P1 口相應(yīng)會(huì)輸出一個(gè)的 2進(jìn)制數(shù)據(jù)。以上整個(gè)過程是一次比較完整的接收過程。HRM5700B 接收八個(gè)編碼時(shí)的輸出信號(hào)波形如圖 3-10。圖 3-10 ST188 接收八個(gè)編碼時(shí)的輸出信號(hào)波形3.3 遙控系統(tǒng)的編碼及解碼3.3.1 與遙控有關(guān)發(fā)射編碼的格式需要運(yùn)用到脈寬調(diào)制的串行碼，用一組合來表示二進(jìn)制的零，這種組合有脈寬為 0.565ms 和間隔 0.56ms 以及周期為 1.125ms 而構(gòu)成。與其對(duì)應(yīng)的是一個(gè)組合來表示一，包括脈寬是 0.565ms 和間隔 1.685ms 以及周期是 2.25ms 這些要素的組成， 它的波形如圖 3-11 所表示。合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)14 14圖 3-11 遙控碼的零和一以上所描述的零和一可以由它們構(gòu)成一個(gè) 32 位二進(jìn)制碼，再通過一個(gè)38kHz 的載頻進(jìn)行第二次的調(diào)制，這樣可以讓發(fā)射頻率得到提高，以此可以把電源功耗降到很低。最后，紅外發(fā)射二極管會(huì)產(chǎn)生一種紅外線，這個(gè)紅外線可以對(duì)著空間任意發(fā)射，如圖 3-12 所表示。圖 3-12 遙控信號(hào)的編碼波形當(dāng)遙控器的按鍵被按下以后，這時(shí)會(huì)有三十二位二進(jìn)制碼被發(fā)出，且是按周期性的發(fā)出。它的周期大概是 108ms。對(duì)于二進(jìn)制碼來說，它能夠的持續(xù)時(shí)間是變化的，會(huì)根據(jù)它所包含的二進(jìn)制零以及一的個(gè)數(shù)不一樣而變化，其時(shí)間大概是從 45ms 到 63ms 之中，圖 3-13 為發(fā)射的波形圖。圖 3-13 遙控連發(fā)信號(hào)的波形圖3.3.2 數(shù)據(jù)幀的接收處理隨著脈沖幀數(shù)據(jù)被紅外線接收器輸出以后，它的中斷程序會(huì)被啟動(dòng)，這一任務(wù)是由第一位碼的低電平完成的。數(shù)據(jù)幀也會(huì)在此時(shí)被接收。當(dāng)數(shù)據(jù)被接收的時(shí)候，起始位碼的碼寬會(huì)得到驗(yàn)證的。如果被檢驗(yàn)的起始位碼的碼寬在 2ms以內(nèi)的話，會(huì)被認(rèn)為是錯(cuò)誤碼，而對(duì)其進(jìn)行處理；不然的話會(huì)被當(dāng)作是起始碼，合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)15 15自然累加器 A 自動(dòng)加 1.如果間隔位的高電平比 3ms 還要大的時(shí)候，就會(huì)停止接收數(shù)據(jù)，最后通過統(tǒng)計(jì)累加器 A 中的脈沖個(gè)數(shù)的多少，以此來進(jìn)行與之對(duì)應(yīng)的輸出操作。圖 3-14 為紅外線接收器輸出的一幀遙控碼的波形圖。圖 3.14 一幀遙控碼波形圖3.4 遙控發(fā)射和接收控制程序的流程圖3.4.1 與遙控發(fā)射有關(guān)的控制的流程圖圖 3-15 遙控發(fā)射程序的控制流程圖示以上左邊的圖是把遙控發(fā)射作為主程序的，在一開始進(jìn)行初始化的程序，接著子程序會(huì)被調(diào)用。以上右邊圖是整個(gè)掃鍵的全過程，第一步是要搞清楚控制鍵有沒有被按下，如果真有控制鍵被按下的話，就會(huì)通過一行一行的掃描，再根據(jù) P 口值，來尋找相應(yīng)的鍵號(hào)，將其轉(zhuǎn)到對(duì)于應(yīng)的發(fā)射程序之中。合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)16 16Y YN圖 3-16 遙控發(fā)射控制流程圖研究紅外信號(hào)是如何發(fā)射的，需要在一開始的時(shí)候就把發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)裝入其中，注意發(fā)射的時(shí)候是 3ms 脈沖，停止發(fā)射的時(shí)候是 1ms 脈沖，在這個(gè)時(shí)候如果發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)是 1 個(gè)的話，就會(huì)返回到主程序當(dāng)中去，如果不是 1 個(gè)的話，就會(huì)發(fā)射一個(gè) 1ms 的脈沖，接著就會(huì)停止發(fā)射一個(gè) 1ms 的脈沖，以上的描述便是結(jié)束了一個(gè)完整的發(fā)射過程。在日常生活和實(shí)踐中，用紅外線遙控的方式進(jìn)行控制時(shí)，會(huì)受到比較多因素的影響，包括距離的大小以及角度的問題等，實(shí)際看來其效果會(huì)大打折扣，若運(yùn)用調(diào)頻或者調(diào)幅的方式發(fā)射接收碼話，就會(huì)大大提高遙控的距離，當(dāng)然也不會(huì)被角度所影響到。發(fā)射開始裝入發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)（R1）發(fā) 3ms 脈沖停發(fā) 1ms（R1） -1=0發(fā) 1ms 脈沖停發(fā) 1ms返回合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)4 系統(tǒng)調(diào)試對(duì)于一個(gè)整體的基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)有好幾個(gè)部分組成。首先是總體的設(shè)計(jì)，當(dāng)然還有硬件的設(shè)計(jì)以及軟件的設(shè)計(jì)。在經(jīng)過制板以及元器件安裝以后。再設(shè)計(jì)一個(gè)寫好的程序，安裝在這個(gè)系統(tǒng)存儲(chǔ)器當(dāng)中。這個(gè)系統(tǒng)就可以開始運(yùn)行了。但是，整個(gè)設(shè)計(jì)中不可避免會(huì)有些問題，要想第一次就完成有點(diǎn)困難。所以要運(yùn)用調(diào)試的方法，以此來找到錯(cuò)誤的原因，然后進(jìn)行修改。調(diào)試的過程需要用到一些儀器，包括穩(wěn)壓電源和示波器以及萬用表，另外還有信號(hào)發(fā)生器。調(diào)試步驟：(1)在調(diào)試以前，整個(gè)系統(tǒng)不加電源檢查先根據(jù)電路圖，來觀察實(shí)際線路的連線的準(zhǔn)確。需要檢查線路有沒有把線接錯(cuò)了，有沒有少接一根線。另外，還要注意焊接以及接插是不是可以正常工作，這需要萬用表來檢查。也還要注意二極管和集成電路的極性有沒有安裝對(duì)。最后，還要檢查一下電源的正負(fù)極有沒有接對(duì)，與信號(hào)源的接線有沒有接對(duì)。可以用萬用表來測(cè)量電阻看電源對(duì)地有沒有短路。采取以上措施的檢驗(yàn)，可以知道還有許多問題有待解決，其中包括電源正負(fù)極的問題，接觸不良的問題等。由于進(jìn)一步的糾正，大部分的問題得到解決，電路可以正常運(yùn)行。(2)靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試首先要把信號(hào)源斷開，然后在電路中接入測(cè)量好的電源。同時(shí)需要測(cè)量電源電壓，這是萬用表的電壓檔派上用場(chǎng)。通過觀察整個(gè)電路的運(yùn)行情況，看看有沒有特別的情況。包括有沒有看到煙和聞到怪味以及有些元器件的溫度是否過高。如果有這些特殊的情況發(fā)生，就應(yīng)該馬上把電源斷開，進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。在靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試中，并無以上所描述的特殊現(xiàn)象。然后還需要注意其他的一些地方，包括在各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓。另外，也需要觀察包括靜態(tài)工作點(diǎn)和放大電路輸入以及輸出端直流電壓等有沒有處在正常工作狀態(tài)下。通過檢查發(fā)現(xiàn)還是有些電路不符合情況的。采取一些方法包括改變有關(guān)元器件的參數(shù)，把有些元器件換掉。這樣才會(huì)然電路的運(yùn)行在最佳狀態(tài)。當(dāng)然，我們需要對(duì)于放大電路進(jìn)行進(jìn)一步的觀察。這要用到示波器，看看合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)有沒有自激的情況發(fā)生，通過檢查，并無此種情況。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與調(diào)試：通過靜態(tài)調(diào)試所得到的一些結(jié)果可以有助于動(dòng)態(tài)調(diào)試。是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，動(dòng)態(tài)調(diào)試有一定的方法，具體的做法是把信號(hào)源加在電路的輸入端。接著根據(jù)并信號(hào)的注射情況，來逐步觀察各有關(guān)點(diǎn)波的形狀以及參數(shù)的大小，相關(guān)性能的指標(biāo)是不是都符合設(shè)計(jì)需要。若是有這個(gè)需要，還應(yīng)該對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。一旦問題出現(xiàn)，要通過一系列的方法發(fā)現(xiàn)根源。進(jìn)行糾正，解決問題。遙控器電路的設(shè)計(jì)主要是通過碼分制遙控的方式進(jìn)行的。通過檢查發(fā)射電路輸出端和接收電路輸入端的信號(hào)波形（用示波器檢查） ，可以注意到，不同的開關(guān)按鈕被按下時(shí)，對(duì)發(fā)射電路輸出端及接收電路輸入端的信號(hào)波形進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下不同的開關(guān)按鈕時(shí)示波器所顯示的波形是不一樣的。這一點(diǎn)充分表明這個(gè)電路工作狀態(tài)是處在正常情況下的。調(diào)試注意事項(xiàng)：通過親自對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試檢查，可以發(fā)現(xiàn)一些需要注意的問題，在此適當(dāng)做出歸納，值得以后保持警惕。(1)對(duì)于一些的儀器的接地的一端需要注意，要把電路的接地端和儀器的接地端正確的連接起來。 (2) 而在處理有些比較弱的信號(hào)時(shí)，需要用的一些屏蔽線進(jìn)行相關(guān)的連接。另外，這些屏蔽線需要接到比較特殊的地方，就是公共地線，當(dāng)然，輸入的頻率有時(shí)候會(huì)很高，要想辦法去消除連接線分布電容的干擾。當(dāng)需要采用示波器進(jìn)行檢查的時(shí)候，最好將示波器的探頭連接起來，從而消除一些不良的干擾。(3) 對(duì)于有些測(cè)量電壓所用儀器而言，其相關(guān)的輸入阻抗有特殊的要求，一定要保證其對(duì)于被測(cè)處的等效阻抗來說是足夠大的。(4) 對(duì)于測(cè)量?jī)x器的帶寬也有要求，被測(cè)電路的帶寬應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于測(cè)量?jī)x器的帶寬。 。(5)還有測(cè)量點(diǎn)以及測(cè)量檔的選取需要仔細(xì)考慮。(6) 對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程需要注意，記錄相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象還有波形相位的變化。(7) 最后，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)也要仔細(xì)的探究根源。合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)（1）PCB 原理圖及打印的圖紙：(2)整體的實(shí)物圖照片：合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)5 結(jié)束語此次 畢業(yè)設(shè)計(jì)所運(yùn)用的是紅外發(fā)射以及接收的方式，這樣的話可以確保傳出的信號(hào)有較強(qiáng)的可靠性。保證了信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕硗獠僮鞅容^容易，花費(fèi)的材料比較少。發(fā)射端發(fā)出控制信號(hào)，被接收部分所接受，并且可以進(jìn)行對(duì)其他部分的控制。由連接段和控制段以及結(jié)束段構(gòu)成發(fā)射脈沖，另外接收端有校驗(yàn)的功能。正如現(xiàn)實(shí)生活的運(yùn)用以及實(shí)驗(yàn)，以此可以實(shí)現(xiàn)比較準(zhǔn)確的控制。又通過接收發(fā)射端得控制信號(hào)，在接收部分實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的控制，為達(dá)到控制準(zhǔn)確的目的，將發(fā)射脈沖分為連接段、控制段和結(jié)束段，并在接收端進(jìn)行校驗(yàn)。通過開發(fā)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明，此次課題設(shè)計(jì)的方案具有較好的性能，而且具有較好的工作的性能，對(duì)于生活中的各種與電源有關(guān)的遙控控制都可以采用此方法。不過，這種方法也有局限性，會(huì)受到比如距離還有方向的影響。這個(gè)控制系統(tǒng)在 10 米內(nèi)效果良好，另外按遙控時(shí)要注意角度的問題，若傳輸過程中有阻擋物的話，比如墻壁，門等。當(dāng)然，要想使控制更加精確的話，可以考慮用調(diào)幅以及調(diào)頻的方式來發(fā)射和接收編碼。這樣可以從任意角度，較遠(yuǎn)的距離發(fā)射信號(hào)。合肥師范學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[1] ：韓太林．單片機(jī)原理和應(yīng)用［M］ ．北京：2004，電子信息工業(yè)出版社．[2]：張毅剛．單片機(jī)原理及其應(yīng)用［M］ ．北京：2003，高等教育出版社，[3]：盧飛躍．紅外遙控多路的設(shè)計(jì)以及搶答器的設(shè)計(jì)［Ｊ］ 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