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基于单片机的红外遥控自动窗帘毕业设计.doc

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上传者: 李至公 2017-09-18 评分1 评论0 下载0 收藏0 阅读量191 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《基于单片机的红外遥控自动窗帘毕业设计doc》,可适用于高等教育领域,主题内容包含基于单片机的红外遥控自动窗帘毕业设计目录中文摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„符等。

基于单片机的红外遥控自动窗帘毕业设计目录中文摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„选题意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„窗帘红外遥控设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„窗帘红外遥控完成的功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„智能家居的现状与发展„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章设计基础„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„单片机的简介、原理及引脚功能„„„„„„„„„„„„„„„单片机的现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„红外控制的工作原理和应用„„„„„„„„„„„„„„„„„第章总体方案设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章硬件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„红外遥控电路原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„红外遥控解码原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„红外编码及接收电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„单片机时钟电路和复位电路„„„„„„„„„„„„„„„„„电机的驱动及ATBP的使用„„„„„„„„„„„„„„„第章软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主程序设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„数据处理子程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章安装和调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„随着电子技术产业结构调整生产工艺的飞速发展人们生活水平的不断提高家用电器逐渐普及市场对于红外遥控控制系统的需求也越来越大。高精度、多功能、低功耗是现代科技发展的趋势。在这种趋势下窗帘的数字化、智能化已经成为现代生产研究的主导设计方向。万用遥控器存储有很多家电遥控器的编码最大缺点是灵活性差即使是采用同一遥控芯片的遥控器可以选取不同的识别码(客户码)和命令码(数据码)从而构成几乎无数种具体的用法。新的遥控编码组合随新的家电机型层出不穷导致采用专用集成电路(ASIC)或掩模型单片列单片机就采用了这种技术。、低噪声布线技术及驱动技术在传统的单片机中电源及地线是在集成电路外壳的对称引脚上一般是在左上、右下或右上、左下的两对对称点上。这样就使电源噪声穿过整块芯片对单片机的内部电路造成干扰。现在很多单片机都把地和电源引脚安排在两条相邻的引脚上。这样不仅降低了穿过整个芯片的电流另外还在印制电路板上容易布置去耦电容从而降低系统的噪声。现在为了适应各种应用的需要很多单片机的输出能力都有了很大提高Motorola公司的单片机IO口的灌拉电流可达mA以上而Microchip公司的单片机可达mA。其它公司:AMDFujitsuNECInfineonHitachiAtemlTosbiba等基本上可达~mA的水平。这些电流较大的驱动电路集成到芯片内部在工作时带来了各种噪声为了减少这种影响现在单片机采用多个小管子并联等效一个大管子的方法并在每个小管子的输出端串上不同等效阻值的电阻以降低didt这也就是所谓"跳变沿软化技术"从而消除大电流瞬变时产生的噪声。、采用低频时钟高频外时钟是噪声源之一不仅能对单片机应用系统产生干扰还会对外界电路产生干扰令电磁兼容性不能满足要求。对于要求可靠性较高的系统低频外时钟有利于降低系统的噪声。在一些单片机中采用内部琐相环技术则在外部时钟较低时也能产生较高的内部总线速度从而保证了速度又降低了噪声。Motorola公司的MCHC系列及其位单片机就采用了这种技术以提高可靠性。单片机在目前的发展形势下表现出几大趋势:可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向。所集成的部件越来越多NS(美国国家半导体)公司的单片机已把语音、图象部件也集成到单片机中也就是说单片机的意义只是在于单片集成电路而不在于其功能了如果从功能上讲它可以讲是万用机。原因是其内部已集成上各种应用电路。功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高单片机还会不断产生新的变化和进步最终人们可能发现:单片机与微机系统之间的距离越来越小甚至难以辨认。在许多基于单片机的应用系统中系统需要实现遥控功能而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点是一种较为常用的通信方式。在许多基于单片机的应用系统中系统需要实现遥控功能而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点是一种较为常用的通信方式。红外线通信是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案主要应用于近距离的无线数据传输也有用于近距离无线网络接入。从早期的IRDA规范(bps)到ASKIR(Mbps)再到最新的FASTIR(Mbps)红外线接口的速度不断提高使用红外线接口和电脑通信的信息设备也越来越多。红外线接口是使用有方向性的红外线进行通讯由于它的波长较短对障碍物的衍射能力差所以只适合于短距离无线通讯的场合进行"点对点"的直线数据传输因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。红外通信的基本原理红外通信是利用nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。简而言之红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调以便利用红外信道进行传输红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。红外通讯技术的特点红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术被众多的硬件和软件平台所支持:通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发主要是用来取代点对点的线缆连接新的通讯标准兼容早期的通讯标准小角度(度锥角以内)短距离点对点直线数据传输保密性强传输速率较高目前M速率的FIR技术已被广泛使用M速率的VFIR技术已经发布。红外数据通讯技术的用途红外通讯技术常被应用在下列设备中:笔记本电脑、台式电脑和手持电脑打印机、键盘鼠标等计算机外围设备电话机、移动电话、寻呼机数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表工业设备和医疗设备网络接入设备如调制解调器。红外数据通讯技术的缺点通讯距离短通讯过程中不能移动遇障碍物通讯中断目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低(kbits)红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输功能单一扩展性差。红外通信技术对计算机技术的冲击红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰包括历史悠久的调制解调器。预计执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到Mbs红外通信标准规定的发射功率很低因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前惠普移动计算分公司正在开发内置式端口所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户可以把计算机放在电话机的旁边遂行高速呼叫可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的故不需要调制解调器。红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。红外通信技术开辟数据通信的未来目前符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用建立和保持对无线PCS系统的连接扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机以提供红外数据通信。而且由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机在这些地方掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。预计在不久的将来红外技术将在通信领域得到普遍应用数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性保密性强故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述它还将对计算机技术产生冲击对未来数据通信产生重大影响。这次设计题目为单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛在很多的电子产品中也用到了红外控制。随着窗帘红外控制器应用范围的日益广泛和多样各种适用于不同场合的窗帘控制器应运而生。实现这种控制目的的方案有个。方案(一)自动控制系统。(采用AD转换器)方案(二)模拟集成控制器自动控制系统。(采用VF转换电路)这二个方案都是采用单片机控制液晶显示模块LCD显示。方案(一)的系统框图如图:ATS是一款采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造与工业标准的MCS指令集和输出管脚相兼容的单片机其主要性能特点有:()高性能、低功耗的Byte微控制器RISC精简指令集机构指令功能强大且多数为单周期指令具有低功耗的闲置和掉电控制模式、个中断源、两个位定时器计数器等功能。()片内集成KB可编程闪烁存储器可进行次以上写擦循环操作数据保留时间可达年支持三级程序存储器锁定。()丰富强大的外部接口性能:可编程IO线可编程串行通道片内振荡器和时钟电路。采用LG显示模块BH数码管动态扫描三极管位选驱动ATS微处理器P口直接段选实现小时、分钟显示具有显示亮度强、稳定性能好、显示误差少等优点。方案(二)的框图如图:该窗帘控制器采用S单片机的最小系统设计控制一个v的可逆、变速电动机控制窗帘的拉开和关闭。窗帘控制器可以使用红外遥控器进行远程手动开、手动关和手动停控制还可以根据室外环境亮度实现环境亮度光控。以及光控状态下环境亮度的控制参数的调整等等都可以通过遥控器进行设置。该红外遥控窗帘可谓是一款多功能的窗帘控制器窗帘控制器原理图。、基本电路原理通常红外遥控系统由发射和接收两部分组成应用编解码电路专用集成电路芯片来进行控制操作如图所示发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。红外发送每次编码的发送是一个键值即一个十六进制的数据。为了达到一次能发送一组数据(如车次号通常为三位十进制数)我们可以采用C的软件编码解码的方法先一次性输入一组车号按下发送键后全部发送出同时在接收时用连续接收方法一次性解码所有数据。图控制系框图遥控发射器及其编码现在专用的发射与接收器件越来越多在这就不做过多的介绍。下面介绍一款用ATC单片机来实现的遥控装置。工作原理:图为红外线发射电路原理图K至K为遥控按钮单片机P端口控制红外线的发射。T作为发射时间控制器T作为红外线发射频率控制器。当有按键按下时控制软件启动定时器T、TT定时溢出中断程序使P端口状态反转一次写入定时器的初值不同在输出端口就可得到不同的发射频率。T定时溢出中断程序关闭T定时器停止红外线发射。程序见清单。软件设计参数为:T定时时间为msK至K按钮所对应的红外线发射频率分别为、、、、、、、Hz。图红外线发射电路原理图程序清单见附录。下面介绍另外一种编码方法:遥控发射器专用芯片很多根据编码格式可以分成脉冲宽度调制和脉冲相位调制两大类。当发射器按键按下后即有遥控码发出所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征:采用脉宽调制的串行码以脉宽为ms、间隔ms、周期为ms的组合表示二进制的“”以脉宽为ms、间隔ms、周期为ms的组合表示二进制的“”其波形如图所示。图波形图上述“”和“”组成的位二进制码经kHz的载频进行二次调制以提高发射效率达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射如图所示。图图发射波形图UPDG产生的遥控编码是连续的位二进制码组其中前位为用户识别码能区别不同的电器设备防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制H后位为位操作码(功能码)及其反码。UPDG最多额种不同组合的编码。遥控器在按键按下后周期性地发出同一种位二进制码周期约为ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“”和“”的个数不同而不同大约在~ms之间图为发射波形图。当一个键按下超过ms振荡器使芯片激活将发射一组ms的编码脉冲,这ms发射代码由一个起始码(ms),一个结果码(ms),低位地址码(ms~ms),高位地址码(ms~ms),位数据码(ms~ms)和这位数据的反码(ms~ms)组成。如果键按下超过ms仍未松开接下来发射的代码(连发代码)将仅由起始码(ms)和结束码(ms)组成。代码格式(以接收代码为准接收代码与发射代码反向)位定义单发代码格式连发代码格式注:代码宽度算法:位地址码的最短宽度:=ms位地址码的最长宽度:ms=ms易知位数据代码及其位反代码的宽度和不变:(msms)=ms位代码的宽度为(msms)~(msms).解码的关键是如何识别“”和“”从位的定义我们可以发现“”、“”均以ms的低电平开始不同的是高电平的宽度不同“”为ms,“”为ms,所以必须根据高电平的宽度区别“”和“”。如果从ms低电平过后开始延时ms以后若读到的电平为低说明该位为“”反之则为“”为了可靠起见延时必须比ms长些但又不能超过ms,否则如果该位为“”读到的已是下一位的高电平因此取(msms)=ms最为可靠一般取ms左右均可。..根据码的格式应该等待ms的起始码和ms的结果码完成后才能读码。先介绍一款接收电路。电路原理:本电路见图主要由红外接收头和IC4069组成的红外控制开关电路。红外接收头静态时输出高电平。当收到遥控发射器送来的红外脉冲信号时接收头的第脚输出低电平(脉冲信号)。经ICa整形、放大、倒相而得到负脉冲信号再由D5、C4、R3检波延时送至ICb(达到反相器的阈值电压)致使ICb输出低电平然后C4端电压经R3放电使ICb输入端低于反相器的阈值电压ICb输出端恢复高电平。这样每按动一次红外发射器在IC6输出端就得到一个负脉冲信号去触发由ICc和ICd组成的双稳态电路促使双稳态电路翻转输出H或L电平通过R8控制单向可控硅的导通或截止图红外接收电路红外遥控接收头解调出的编码是串行二进制码包含着遥控器按键信息。但它还不便于CPU读取识别因此需要先对这些串行二进制码进行解码。经过串并转换我们得到了位并行遥控码。为了让CPU读取这个并行遥控码通常的方法是在转换完成后产生一个中断通知CPU来读取遥控信息。但这样做要占用CPU一个外部中断资源并需编写额外的中断服务程序显得比较烦琐。尤其是当仪器系统的软件不是由自己开发而又要加装遥控时更是无能为力。因此我们想寻求一种不占用仪器CPU的软、硬件资源而实现遥控的方法使键盘输入和遥控输入统一起来占用同一个端口、同一个中断、同一个中断服务程序。简言之要做到对CPU是透明的似乎只有一个键盘输入单元在工作只须访问它来进行键盘扫描、键码读出操作。但实际上却有遥控器与键盘两套键输入硬件在同时而独立地工作。考察一下智能仪器的键盘扫描输入原理。在这种方式下CPU通过输出指令使键盘矩阵的行扫描线依次为“”(低电平)同时监测键盘矩阵的列扫描线。若无键按下则列扫描线输出全“”(高电平)若有键按下则此键所在列线输出为“”再结合行扫描线此时的状态就可具体定位按键。我们设想可否将遥控接收头输出的含有按键信息的位遥控码通过某种转换并入键盘矩阵电路当遥控器有键按下时就会在机上键盘对应键处产生一个“模拟”按键动作产生一个键码可供CPU读取。所谓“模拟”是指并没有机械按键动作但对于键盘矩阵电路而言却产生一个低电平效果和机械按键动作完全一样。这样就将遥控键盘和本机键盘统一起来二者的键数和键功能定义都一样一个相同的键在遥控器上按下和在本机键盘上按下对CPU而言没有任何区别只不过对键盘矩阵来说前者是软接触后者是硬接触。根据遥控器上按键与本机键盘按键的一一对应方案我们可以导出实现“模拟”按键的逻辑真值表(其中C~C为列扫描线)。这是一个变量输入S变量输出的组合逻辑函数最小项总数为=个。若用普通逻辑门电路来实现这样的功能将是十分麻烦的用PLD(可编程逻辑器件)来做就要简单得多。EPROM就是一种与阵列固定、或阵列可编程的逻辑器件。如果把EPROM的输入地址AA„„AN视为输入逻辑变量同时把输出数据DD„„DM视为一组多输出逻辑变量那么输出与输入之间也就是一组多输出的组合逻辑函数。而且EPROM地址译码器的输出包含了全部输入变量的最小项每一位数据输出又都是这些最小项之和因而任何形式的组合逻辑函数均能通过向EPROM中写入相应的数据来实现。不难推想具有N位输入地址和M位数据输出的EPROM可以获得一组(最多为M个)任何形式的N变量组合逻辑函数。根据这个原理选用KEPROM可以实现任意变量输入、变量输出的组合逻辑函数。在本机遥控系统中利用了EPROM的D~D五根数据线和全部根地址线通过向中固化上表所示的逻辑真值表从而实现了关键的遥控解码使遥控器上按键与本机键盘按键一一对应起来。需要指出的是EPROM的地址译码是全译码而在本方案中占据地址线A~A的位遥控码只有种有效码值(个键)即一页(S字节)中只有个有效数据则应将剩余空间填入FFH。由解码电路图可见EPROM的地址线AA接至位输出锁存移位寄存器HCSS的输出(即位遥控码)A~A接至键盘矩阵的行扫描线R~R的根数据线使用了其中的S根D~D接至键盘矩阵的列扫描线C~C的(片选端)接地,(读信号)接至施密特与非门的脚输出此输出为双单稳HC的Q、与非的结果。当遥控器上没有按键按下时EPROM的端为“”使得的数据线D~D为高阻态与键盘矩阵线脱离而本机键盘的扫描与读出照常进行不受影响若遥控器上有键按下时经红外发射、接收对应的8位遥控码出现在HC的输出端并作为EPROM的A~A输入此时的行扫描码(CPU发出)作为A~A输入的端为低电平读出A~A指定单元的数据将其中D~D放在键盘矩阵列线上。D~D中只有一位为“”指示着哪一列有键按下这样就由遥控接收、解码电路模拟了一次“按键”动作。接下来CPU对这个“按键”动作的响应、处理就和本机键盘完全一样了。红外一开始发送一段ms的引导码引导码由ms的高电平和ms的低电平组成跟着引导码是系统码系统反码按键码按键反码如果按着键不放则遥控器则发送一段重复码重复码由ms的高电平ms的低电平跟着是一个短脉冲。程序流程图下:解码程序在比较器中断服务程序中实现。第一个下降沿表明编码输出开始这时将时间记录为lasttime,当比较器输出跳为高电平时记录当前时间为currenttime,并且记录脉冲宽(currenttimelasttime)判断收到的是宽脉冲还是窄脉冲,如果是宽脉冲记录为窄脉冲记录为。每一组有效的编码由为组成因此程序中需要有一个脉冲计数变量来记录是否有位码只有确认收到位码后才认为这次按键有效。同时需要防止将用户的一次按键解释为多次按键需要有去抖功能。可以设一个变量来记录同一个键值收到的次数当它的记录小于某一预定的值时表示用户在进行同一操作。完整的接收到一组编码后在中断程序中将键值有效标志keyflag置主程序循环中如果查询到keyflag为则保存这个键码即完成一次解码操作。我们平常使用的遥控器随处可见但是你知道他的原理吗?遥控器使用的红外通信方式先对他的编码原理和编写程序的思路给一个简单介绍。通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成应用编解码专用集成电路芯片来进行控制操作如图所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。这里介绍常用的超薄型红外线遥控器使用的就是编码。当发射器按键按下后即有遥控码发出所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征:采用脉宽调制的串行码以脉宽为ms、间隔ms、周期为ms的组合表示二进制的“”以脉宽为ms、间隔ms、周期为ms的组合表示二进制的“”其波形如图所示。注意此处为发射器发出的编码并非接收器接收(输出)的信号接收器输出的信号与发射器的信号正好反向。上述“”和“”组成的位二进制码经kHz的载频进行二次调制以提高发射效率达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射如图所示。UPDG产生的遥控编码是连续的位二进制码组其中前位为用户识别码能区别不同的电器设备防止不同机种遥控码互相干扰如我们可以同时使用电视机、机顶盒、功放等遥控器但它们不会产生误触发。该芯片的用户识别码固定为十六进制H后位为位操作码(功能码)及其反码。UPDG最多额种不同组合的编码。遥控器在按键按下后周期性地发出同一种位二进制码周期约为ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“”和“”的个数不同而不同大约在~ms之间图为发射波形图。当一个键按下超过ms振荡器使芯片激活将发射一组ms的编码脉冲,这ms发射代码由一个起始码(ms),一个结果码(ms),低位地址码(ms~ms),高位地址码(ms~ms),位数据码(ms~ms)和这位数据的反码(ms~ms)组成。如果键按下超过ms仍未松开接下来发射的代码(连发代码)将仅由起始码(ms)和结束码(ms)组成。下边是编程的思路来:{位地址码的最短宽度:=ms位地址码的最长宽度:ms=ms可以得知位数据代码及其位反代码的宽度和不变:(msms)=ms所有位代码的宽度为(msms)~(msms)对于红外线遥控对于很多电子爱好者来讲都感觉到非常神奇看不到摸不着但能实现无线遥控其实控制的关键就是我们要用单片机芯片来识别红外线遥控器发出红外光信号即我们通常所说的解码单片机得知发过来的是什么信号然后再做出相应的判断与控制如我们按电视机遥控器的频道按钮则单片机会控制更换电视频道如按的是遥控器音量键则单片机会控制增减音量。而解码的关键是如何识别“”和“”从位的定义我们可以发现“”、“”均以ms的低电平开始不同的是高电平的宽度不同“”为ms,“”为ms,所以必须根据高电平的宽度区别“”和“”。如果从ms低电平过后开始延时ms以后若读到的电平为低说明该位为“”反之则为“”为了可靠起见延时必须比ms长些但又不能超过ms,否则如果该位为“”读到的已是下一位的高电平因此取(msms)=ms最为可靠一般取ms左右均可。根据码的格式应该等待ms的起始码和ms的结果码完成后才能读码。这个程序是我自己调试好的可以拿来直接应用。仅供参考望高手不要见笑:程序是从一个项目中提出来的一些延时之类的小程序没有写出对于您应该不是什么问题。***红外解码程序(核心)***voidIRdecode(){uchari,jwhile(IRRE==)如果在MS的引导信号内一直等待。。delay()if(IRRE==)延时ms后如果是高电平则是新码{delay()延时ms避开ms的高电平for(i=i<i){for(j=j<j){while(IRRE==)等待地址码第位高电平到来delay()延时纳秒判断此时引脚电平CY=IRREif(IRRE==){datei>>=相当于datei=datei>>datei=dateixf按位“与”}elseif(IRRE==){delay()datei>>=datei=datei|x按位“或”}}位数据接收结束}位二进制码接收结束}}*外部中断程序**主要用于处理红外遥控键值*voidint()interrupt{uintifor(i=i<i){delay()if(IRRE==){k=~k}刚开始为ms的引导码如果ms内出现高电平则退出解码程序}if(k==){EX=检测到有效信号关中断防止干扰IRdecode()如果接收到的是有效信号则调用解码程序disp()解码成功调用显示程序显示该键值}EX=开外部中断允许新的遥控按键}voidmain(void){SP=x堆栈指针TMOD=x定时器模式设置所选为模式TH=xd定时器初值理论为msTL=xf实际取dfET=允许定时器中断EX=允许外部中断,用于检测红外遥控器按键EA=总中断开init()初始化LCDwcom(x)写入字符的地址为第行第列strchar(p)调用显示字符串函数wcom(xc)strchar(p)while()}我们设计的这款红外遥控器不仅能设置控制对象的给定值或控制参数并通过红外线发送给对象而且能接收并显示对象通过红外线反馈回的实际值这是它不同于普通红外遥控器的地方。因此实际应用中红外遥控器和控制对象上都装有红外发送电路和红外接收电路。红外遥控器的硬件部分主要包括五个模块:电源模块、键盘模块、液晶模块、红外发送模块和红外接收模块。总体硬件框图如图所示。由于MSP、红外发送模块和红外接收模块都可采用V电源所以电源模块采用两节V电池供电即可。键盘模块采用行列扫描式键盘。液晶模块由MSPF直接驱动。因为发光二极管的发光距离与其发射功率成正比为了提高发光二极管的发光距离必须提高它的发射功率也就是使红外发光二极管工作于脉冲状态。可以用两种方法来实现:一是用硬件方法即设计脉冲电路来产生占空比尽量小的脉冲载波信号另一种就是用软件来控制MSPF的输出端P让其输出即为占空比较小的脉冲信号。这里利用软件来实现这个功能。即在需要输出高电平的时候让程序定时把P口输出状态反向其中定时时间是由指令数和指令周期来决定的每条指令的指令执行周期是固定的所以如果想让反向频率高一些则让指令执行的少一些反之就让指令多一些。可见输出信号占空比可以由定时时间的长短来决定这样就可以在高电平时输出占空比尽量小的脉冲信号。因为接收头对KHz的光信号转换能力比较强所以把高电平的频率设置为KHz。在需要输出低电平的时候控制P口一直为低就可以了。红外发光二极管发射波形如图所示。先发一段前导码以检验这组码是否为想要的码。前导码由一个ms的高电平和一个ms的低电平组成。然后再发位数据代码其中高电平为ms低电平为ms的一个周期为代码“”高电平为ms低电平为ms的一个周期为代码“”。为了提高发射功率实际工作时发光二极管的高电平用kHz的载波信号载波低电平则一直为低。红外发送程序流程图如图所示。即先发出前导码然后再按发出的是„或„来发出不同的数据码每发送完一位就让码长计数器num加直到num加到时发送停止。单片机)时钟产生电路片内电路与片外器件就构成一个时钟产生电路CPU的所有操作均在时钟脉冲同步下进行。片内振荡器的振荡频率非常接近晶振频率一般多在MHz~MHz之间选取。C、C是反馈电容其值在pF~pF之间选取典型值为pF。本电路选用的电容为pF晶振频率为MHz。,s振荡周期=S,,sm机器周期~,s指令周期=。XTAL和XTAL:片内振荡电路输入线这两个端子用来外接石英晶体和微调电容。在石英晶体的两个管脚加交变电场时它将会产生一定频率的机械变形而这种机械振动又会产生交变电场上述物理现象称为压电效应。一般情况下无论是机械振动的振幅还是交变电场的振幅都非常小。但是当交变电场的频率为某一特定值时振幅骤然增大产生共振称之为压电振荡。这一特定频率就是石英晶体的固有频率也称谐振频率。即用来连接片内OSC的定时反馈回路如图所示。石英晶振起振后要能在XTAL线上输出一个V左右的正弦波以便使MCS片内的OSC电路按石英晶振相同频率自激振荡。通常OSC的输出时钟频率fOSC为MHzMHz典型值为MHz或者MHz。电容C和C可以帮助起振典型值为pF调节它们可以达到微调fOSC的目的。)单片机复位电路图为单片机复位电路。单片机在开机时都需要复位以便中央处理CPU以及其他功能部件都处于一个确定的初始状态并从这个状态开始工作。单片机的复位后是靠外部电路实现的在时钟电路工作后只要在单片机的RST引脚上出现个时钟振荡脉冲(个机器周期)以上的高电平单片机便可实现初始化状态复位。MCS单片机的RST引脚是复位信号的输入端。例如:若MCS单片机时钟频率为MHz则复位脉冲宽度至少应该为μs。一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。个三极管组成H的条垂直腿而电机就是H中的横杠(注意:图及随后的两个图都只是示意图而不是完整的电路图其中三极管的驱动电路没有画出来)。如图所示H桥式电机驱动电路包括个三极管和一个电机。要使电机运转必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况电流可能会从左至右或从右至左流过电机要使电机运转必须使对角线上的一对三极管导通。例如如图所示当Q管和Q管导通时电流就从电源正极经Q从左至右穿过电机然后再经Q回到电源负极。按图中电流箭头所示该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q和Q导通时电流将从左至右流过电机从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。另一对三极管Q和Q导通的情况电流将从右至左流过电机。当三极管Q和Q导通时电流将从右至左流过电机从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。H驱动电机时保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q和Q同时导通那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时电路中除了三极管外没有其他任何负载因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制)甚至烧坏三极管。基于上述原因在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。就是基于这种考虑的改进电路它在基本H桥电路的基础上增加了个与门和个非门。个与门同一个“使能”导通信号相接这样用这一个信号就能控制整个电路的开关。而个非门通过提供一种方向输人可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。(与本节前面的示意图一样图所示也不是一个完整的电路图特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。)采用以上方法电机的运转就只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。如果DIR-L信号为DIR-R信号为并且使能信号是那么三极管Q和Q导通电流从左至右流经电机(如图所示)如果DIR-L信号变为而DIR-R信号变为那么Q和Q将导通电流则反向流过电机。主程序完成系统初始化及各个程序之间的联系任务如下图所示。主程序流程说明:电路分为个部分分别是电源部分、显示部分、鸣响提示部分、红外线接收部分、数据储存部分、光控电路测光部分、电机控制执行部分、单片机主控器件部分。电源部分通过外接插座输入交流v或者直流v电压交流电经过整流滤波后输出电压为v的vdd为控制继电器提供工作电压。同时经过端集成稳压器ic稳压后输出v电压vbb,为讯响电路、红外接收电路、显示电路提供电源v电源经过二极管d、限流电阻r后为单片机提供vcc电压e是直流供电电源电压为v~v,在本电路中为了节省成本使用两节号普通电池c和c是单片机电源滤波电容。平时交流电正常的情况下v电源为单片机供电的同时也为电池浮充电大大延长了电池的使用寿命当交流电停电的时候电池仅为单片机供电单片机在掉电状态下维持时钟的正常走时vbb供电被d隔断。在控制器设置成手动控制时单片机除执行任务外均处于睡眠状态遥控器信号的到来单片机从睡眠中唤醒恢复正常工作所以手动状态下当交流停电时电池的耗电电流更小。显示电路使用一个英寸的共阳高亮度数码管限流电阻取用k鸣响电路由单片机的p兼用除驱动数码管的数点之外兼用音频信号输出音频信号通过r、c输入到三极管v的基极上三极管驱动发声器发声。二极管d用来提供c的放电回路保证交流信号的正常耦合。发声器发出的声音有单片机软件来实现和控制不同的情况下发出不同音调、不同时间长度的鸣响来也可以编制乐音声音发声。红外线接收电路使用一个集成红外接收器型号是hs静态时输出端输出高电平当接收到红外信号后按红外信号的数据波形输出负脉冲数据信号。红外信号输出到单片机的p该口对应的第二功能是外部中断(int)利用该口的第二功能一旦红外线信号到来p被拉低单片机中止当前的工作转移到接收、处理红外信号。开启中断功能的目的既减轻了单片机的工作负担又保证接收到的红外信号的完整性同时在手动工作状态下单片机进入睡眠后利用外部中断功能完成对单片机的唤醒。光控电路有gm、c、v组成利用了单片机的p和p完成对环境亮度的测试工作。gm可以使用光敏电阻或者光敏二极管本电路中使用光敏二极管。c和gm组成rc充放电回路p处于高电平的时候p的高电压用过gm的正向电阻向c充电当p被单片机拉低后c通过光敏元件放电光敏二极管工作在反向电压状态下此时环境亮度决定了光敏二极管的光阻值光阻值大c放电速度慢反之放电速度快。适当控制p的拉低脉冲宽度使得c放电工作在线性比较好的一个工作段上。p用来检测c在p拉低期间放电的电压状态当c电压下降到vcc以下后p测得数据“”反之测得数据“”为了减小p对c充放电的影响c充放电电压通过三极管v组成的射极输出器连接到p上射极输出器的高输入阻抗减小了p对rc充放电电路的影响。电机执行部分完全受单片机的控制通过单片机的p和p完成。单片机复位状态下p和p输出高电平三极管v、vv、v截止两个继电器j、j释放状态方向可逆的电动机因无电源供电而停止。当p或者p其中有一个被拉低后两个继电器便会有一个导通例如p拉低后v导通、v导通j吸合电机得电转动当只有p拉低后电机则反方向转动实现了窗帘的拉开和关闭。两个继电器的工作状态受单片机控制在同一个时间内两个继电器仅能有一个吸合。即便是在电机工作期间操作了反向转动按键单片机也是先释放当前工作的继电器并延时一段时间后再吸合另外一个继电器防止了电机正反工作线圈同时通电的冒险。单片机是本电路中的核心器件担负整个电路的管理。电路中使用p口的个io口分别驱动数码管的个笔划和数点。这样做的目的是atc用于本电路中其io口比较富裕这样的驱动显示节省一个显示驱动电路同时显示的数字和字符完全通过软件编写的可以编写更多的字符。所以数码管除显示~数字外还可以显示软件编辑的任意字符数点用来指示工作状态和不同的设置状态。单片机的复位脚使用c、r组成上电复位电路k是手动复位按键实践中得知本复位按键用到的时候很少。数点控制脚兼用鸣响信号输出端输出的音频信号通过r、c输入到v的基极放大后推动发声器y发声。d是c的泄放电阻保证交变信号的正常耦合。单片机的p和p口作为iic储存器的总线本电路使用atc完成对设置状态和设置数据的储存。主程序如下:include(regh)#include(intrinsh)#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definenop()nop()uchartemp,numa,numb,flagsbitb=^*寄存器B的最后一位*voiddelay(ucharx)*μ延时*{uchari,jfor(i=xi>i)for(j=j>j)}delay()*ms延时*{ucharifor(i=i>i)}voidmain(){*系统初始化*P=XffP=XP=XffP=XffEA=*开中断*IT=EX=while(){do{}while(flag==)*等待红外信号的到来*flag=P=numa}}************进入中断程序************voidint()interrupt(){uchara,b,cflagEA=*暂时先关中断*************避开ms的起始码和ms的结果码for(a=a>a){delay()*精确的μs延时*if(P^==)gotoout*P=说明来的红外信号时抖动*}do{}while(P^=)*中断程序到此是避开ms低电平*nop()delay()*μs避开ms高电平*************跳过个客户代码及其反码************for(b=b>b){do{}while(P^==)*等待第一个高电平出现*delay()CY=P^if(CY==){delay()delay()do{}whlie(P^==)}else{}}数据处理部分使用的器件是MCS系列单片机ATC它自带K的FLASH程序存储器它的核心处理单元为位。数据处理主要是对数字温度传感器采集温度数据并进行逻辑判断根据数据的具体情况输出到LCD显示和使继电器动作。这部分包括三个方面的工作主要由三个子程序来完成分别为GETWD、DATAPRO和ZTBJ。从这个子程序读出的数据由两个字节组成高字节为H低字节为H数据格式如表所示。处理过程如框图所示。首先把高位字节不带进位位Cy左移四位再与FH相与最后把低四位置零高四位保持不变将所得结果存储起来。低位字节的处理是:先将该字节高低四位相互交换存储该字节在R中然后将这个数据与FH相与去除高四位最后将这个低位字节与处理后的高位字节相或将高低位字节最后处理为一个字节除去最高位符号位后七位就是要显示的数据存储在H中。最后把R中数据取出带进位位左移一位判断其进位标志位C是否为“”若为“”则把数字存储在H中供LCD显示测量值小数部分。否则把H中置零。到此整个数据处理过程到此结束。开始处理测量数据高位处理测量数据低位字节合并数据保存第一ABCDEF行ABCDEF第二行初始化子程序的框图如图所示。在初始化子程序中操作非常简单主要是对LCD发出初始化控制命令然后开显示器写入数据初始化过程就算完成。开始清屏并光标复位单片机发写命令否液晶显示应答否是准备写入数据执行显示命令初始化子程序说明:首先开始然后清屏并光标复位单片机发写命令再液晶显示应答。如果回答否再回到清屏并光标复位开始以为是继电器坏了经检查原来是没有给控制加热和降温装置的继电器供电后来接上电源后问题就得到了解决。单片机发写命令再液晶显示应答如果回答是再准备写入数据最后执行显示命令。第章安装调试与结果红外遥控按键的功能分为两个部分直接操作部分窗帘电机的正转、反转和停止操作。另一部分是系统复位不论在任何的工作状态下总复位操作能将窗帘控制器恢复到开始状态下。工作方式的选择是选择时控、光控和仅仅手动控制方式之一在时控和光控状态下手动控制仍然有效在手动状态下仅能手动遥控操作。手动状态下的单片机非工作期间进入睡眠状态。电机工作时间长度设置是根据用户窗帘的长度不同设置对应的电机一次运行时间保证在时控和光控状态下窗帘拉开或者关闭到位。测试环境亮度是根据不同用户窗帘安装位置处的环境亮度不同以及用户光控拉开和光控关闭窗帘的环境亮度的要求不同让用户自行选择环境亮度。第章总结学校给我们布置了个任务,让同学在毕业前进行实践调查以便培养同学的能力这样会很好的锻炼我们社会交际能力现在的社会的要求也是越来越需要我们的能力。通过这项活动使我们的视野更加宽阔对社会的了解更多在调研过程中我参加了实习这更加让我深入的了解企业。在实际调研过程中可以通过网络书本指导老师还有专业人员得到相关的信息。从各个环节入手对厂品全方面了解。突出应用性强注重新技术新成果的应用。对传感器进行类比选材工艺设计突出实用性。立足基础理论面向应用技术以必须够用为尺度。加理论知识和实际应用统一。这些都是在调研中所要考虑到的。让我学到了许多知识培养了我的调查研究、查阅文献、收集资料和理论分析的能力分析问题和解决问题的能力。提高自身实践技能达到理论知识和实际应用的统一让我受益匪浅。调研的过程也就是探索如何将设计变为现实的过程通过这次调研让我深深地感觉到我们在学校所学知识的重要性。设计知识在实际工程设计环节中必不可少这也让我感觉到自己所学知识的优势及不足觉得平时的知识积累的还不够仍然有好多东西等着我去学习!今后要不断地提高自身的综合素质同时认识到实践也是一个不可缺少环节只有不断地通过理论与实践相结合不断发现问题解决问题才能创作出更好的毕业设计作品。调研使我对课题在理论上有了一个深层次的研究开阔了自己的设计思路也是对我在实践环节中遇到问题的补充。通过这次实习使我对我的毕业设计课题充满信心感谢学校和公司给我的这次学习与实践的机会。本文主要完成了以下任务:()了解了红外遥控通讯原理()分析了发射器与接收器的原理()了解编码与解码原理()了解利用单片机的系统设计本课题的研究虽然取得了一定的收获,但是在很多方面还需要进一步的改进和完善。同时我也还有很多的不足之处。比如在程序的编写上就存在很大的不足。需要在今后的工作学习当中加强学习。至此论文即将完成之际在这里我要感谢所有给过我帮助的领导、老师和同学。感谢学校和老师在这大学三年里对我们在学习和生活上的关心和帮助使我们从刚进学校的懵懂少年成长为一名见多识广的合格大学生使我们学会了做人也学到了很多专业知识为我们将来踏入社会奠定了坚实的基础。感谢导师如果没有导师的正确指导和建议以我的个人水平是不可能这么顺利完成的。感谢我们的专业课老师没有他们的悉心传授我们也完成不了整个设计。感谢实验室老师为我们撰写论文提供的方便感谢为我提供资料的同学们。谢谢你们是你们在关键时刻给了我帮助也祝愿你们在以后的工作和学习上都能一帆风顺!在论文写作期间得到了导师刘江文老师的精心指导。刘江文老师治学严谨学识渊博思想深邃视野雄阔为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔置身其间耳濡目染潜移默化使我不仅接受了全新的思想观念树立了宏伟的学术目标领会了基本的思考方式掌握了通用的研究方法而且还明白了许多待人接物与为人处世的道理。其严以律己、宽以待人的崇高风范朴实无华、平易近人的人格魅力与无微不至、感人至深的人文关怀令人如沐春风倍感温馨。一股暖意细水长流源自内心而又淌遍全身岂是三言两语能够说得清道得明的。我恨我无法用准确生动的语言来淋漓尽致地描述自己的真实感受只好将它深深地埋在心底化作一道虔诚的祝福:愿导师合家欢乐一生平安。同时也将祝福送给每一位帮助过我的师长。胡汉才单片机原理及系统设计北京:清华大学出版社丁元杰单片微机原理及应用北京:机械工业出版社肖景和赵健实用遥控电路北京:人民邮电出版社王建校杨建国系列单片机及C程序设计北京:科学出版社王幸之王雷单片机应用系统抗干扰技术北京:北京航空航天大学出版社李朝青无线发送接收IC芯片及其数据通讯技术选遍北京:北京航空航天大学出版社李华MCS系列单片机实用接口技术北京航空大学出版社孙育才MCS系列单片微型计算机及其应用东南大学出版社余永叔何小敏世界流行单片机技术手册北京:北京航空航天大学出版社沈德金MOS系列单片机接口电路与应用程序实例北京:北京航空航天大学刘光斌刘冬姚志成单片机系统实用抗干扰技术北京:人民邮电出版社沈红卫单片机应用系统设计实例与分析单片机应用系统设计实例与分析余永全单片机与家用电器智能化技术北京:电子工业出版社余永权汪明慧黄英编单片机在控制系统中的应用北京:电子工业出版社沈学础褚君浩陆卫红外光电子学研究中国科学院院刊上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海()靳达单片机应用系统开发实例导航北京:人民邮电出版社李光飞单片机课程设计实例指导北京:北京航空航天大学出版社王幸之AT系列单片机原理与接口技术北京:北京航空航天大学出版社曲卫东薛建国张哲红外与激光工程新型红外干扰机参数测试系统中国人民解放军部队()秉时鄂生红外双路红外线遥控开关()FF,F倪健董强中国民航飞行学院学报编码解码技术在红外遥控器中的实现河北工程大学()李经达皖西学院学报红外遥控器软件解码的研究及其在单片机控制产品设计中的应用皖西学院计算机科学系()赵志敏温耐平顶山师专红外遥控在单片机系统中的应用(),DIZELINSKIYJournalofAutomationandInformationSciencesAnalysisofInterferenceEffectonRequirementsforTimeandFrequencyCodeReceiverParameters,()OSigmundStructuralandMultidisciplinaryOptimizationeducationalarticle:AlinetopologyoptimizationcodewritteninMatlab,()EnYihJeanandChengHuangTungComputerProcessingofOrientalLanguagesAPhonemeBasedChineseInputMethodwithLowConflictCodeRate,()BobFrancisManagingAutomationBarCodePrintersEnterANewEraofConnectivity,()WeiminMou,andKanZhangAppliedergonomicsAcompatiblechordcodeforinputtingelementsofChinesecharacters,()AlbertBenveniste,BenoitCaillaud,PaulLeGuernicInformationandcomputationCompositionalityinDataflowSynchronousLanguages:SpecificationandDistributedCodeGeneration,()发射器程序清单:kBITPkBITPkBITPkBITPkBITPkBITPkBITPkBITPbzbithkhequ#fhklequ#chk键输出频率Hzkhequ#fhklequ#echk键输出频率Hzkhequ#fehklequ#eahk键输出频率Hzkhequ#ffhklequ#hk键输出频率Hzkhequ#ffhklequ#hk键输出频率Hzkhequ#ffhklequ#hk键输出频率Hzkhequ#ffhklequ#hk键输出频率Hzkhequ#ffhklequ#hk键输出频率HzORGHAJMPSTARTORGBH定时器T入口AJMPinttORGbH定时器T入口AJMPinttorghintt:cplpmova,rmovth,amova,rmovtl,rretiintt:clrtrclretclrtrclretsetbbzsetbpretistart:MOVP,#FFHmovp,#ffhMOVTMOD,#H计数器T、T工作在方式setbea开所有中断xh:jbk,dacallysJbk,dkjnbk,$acallsettmovr,khmovr,klacallsettjnbbz,$d:jbk,dacallysJbk,dkjnbk,$acallsettmovr,khmovr,klacallsettjnbbz,$D:jbk,dacallysJbk,dkjnbk,$acallsettmovr,khmovr,klacallsettjnbbz,$D:jbk,dacallysJbk,dkjnbk,$acallsettmovr,khmovr,klacallsettjnbbz,$D:jbk,dacallysJbk,dkjnbk,$acallsettmovr,khmovr,klacallsettjnbbz,$D:jbk,dacallysJbk,dkjnbk,$acallsettmovr,khmovr,klacallsettjnbbz,$D:jbk,dacallysJbk,dkjnbk,$acallsettmovr,khmovr,klacallsettjnbbz,$D:jbk,dacallysJbk,dkjnbk,$acallsettmovr,khmovr,klacallsettjnbbz,$d:ajmpxhys:movr,#hys:djnzr,ysretsett:MOVTH,#ch定时时间约为msMOVTL,#bhsetbtr启动T计时setbet允许T中断clrbzretsett:MOVTH,rMOVTL,rsetbtrsetbetreten
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