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1、单片机系统开发与应用工程实习报告选题名称: 基于 AT89S52 单片机的遥控器设计 系（院）: 计算机工程学院专 业: 班 级: 姓 名学 号: 指导教师: 学年学期: 2009 2010 学年 第 2 学期2010 年 5 月 30 日摘要：单片机红外遥控器可以通过非接触式实现对控制系统的操纵，不影响、干扰其他设备，编解码容易，可进行多路通信。单片机是将中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时器芯片和一些输入/输出接口电路集成在一个芯片上的微控制器。红外通信是利用 950nm 近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端采用脉冲调制方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列
2、，并驱动红外发射二级管 PH303 以光脉冲的形式发送出去,接收端红外接收头 PH302 将接收到的光脉冲转换成电信号，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的输出。红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，发射部分由键盘电路、遥控编码调制电路、放大器、红外发送二极管等组成，当 2X8 键盘有键按下时，遥控编码电路通过键盘行列扫描获得所按键的键值，键值通过编码获得一串键值代码，用编码脉冲去调制40KHz 的载波信号，放大后通过红外发射二极管发射出去。接收电路将接收的信号通过放大电路将信号放大，经过解调解码后将信号整形输出，通过单片机控制 LED 灯的亮灭。关键字：红外
3、遥控器；单片机；红外通信；PH303；PH302目 录1、课题综述 .12、系统分析 .22.1 红外通信原理 .22.2 单片机系统设计 .22.3 红外发射单元 .62.4 红外接收单元 .63、系统设计 .73.1 硬件设计 .73.2 软件设计 .94、程序清单 .104.1 遥控发送程序清单： .104.2 遥控接收程序清单： .18总 结 .23参考文献 .24单片机系统开发与应用工程实习计报告11、课题综述课题名称：基于 AT89S52 单片机的遥控器设计。课题意义：随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使遥控技术有了日新月异的发展。遥控装置的中心控制部件已从
4、早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高。近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。红外遥控器可以通过非接触式实现对控制系统的操纵，不影响周边环境，干扰其他电器设备，编解码容易，可进行多路通信。在一些比较恶劣的环境中使用遥控器，可以保证操作者的安全，它设计简单，价格低廉，是一种应用很广的短程遥控系统。通过研究遥控器的设计可以学习单片机系统的开发，单片机的工作方式和功能的实现，了解红外通信的原理，实现短程遥控，更系统全面的接触单片机。课题要求：基于 AT89S52 单片机遥控器晶振采用 12MHz。单个遥控发射模块可以控制
5、多个控制对象，遥控的距离 5-10m,并有一定的角度范围。预期目标：单片机红外遥控器一套。关键技术：制作遥控器需要解决很多问题，比如单片机原理和最小系统设计、红外发射和接收器的工作原理、键盘的扫描等，最终还要编写汇编语言调试运行实现既定的结果。单片机系统开发与应用工程实习计报告22、系统分析2.1 红外通信原理红外通信是利用 950nm 近红外波段的红外线为传递信息的载体,即通信信道。发端用脉时调制(PPM)方式,将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列, 并利用该脉冲序列驱动红外线发射管以光脉冲的形式向外发射红外光, 而接收端将接收到的光脉冲信号转换成电信号,在经过放大、滤波等处理后送给解调
6、电路进行解调, 还原成二进制数字电信号后输出。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, 而红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。采用脉宽调制的串行码,以脉宽为 0.5ms、间隔 0.5ms、周期为 1ms 的组合表示二进制的“0”;以脉宽为 0.5ms、间隔 1ms、周期为 2ms 的组合表示二进制的“1”,如图 1-1 所示。上述“0”和“1”组成的 42 位二进制码经 40khz 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。0.5ms1 ms“0” “1”0.5ms2 ms图 2-
7、1 遥控码的“0”和“1”2.2 单片机系统设计一个典型的单片机系统主要由单片机、晶振和复位电路、输入控制电路、输出显示电路以及外围功能器件 5 个部分组成。如图 2-2。单片机系统开发与应用工程实习计报告3晶振、复位电路输入控制单片机输出显示外围功能器件图 2-2 单片机系统的组成单片机最小系统是单片机能够正常运行的最基本电路系统，如图 2-3。通过最小系统与外围设备的链接可以实现不同的功能。图 2-3 单片机最小系统原理图单片机系统开发与应用工程实习计报告42.2.1 单片机 AT89S52AT89S52 片内集成 256 字节程序运行空间、8K 字节 Flash 存储空间，支持最大 64
8、K 外部存储扩展。根据不同的运行速度和功耗的要求，时钟频率可以设置在 0-33M 之间。片内资源有 4 组 I/O 控制端口、3 个定时器、8 个中断、软件设置低能耗模式、看门狗和断电保护。可以在 4V 到 5.5V 宽电压范围内正常工作。2.2.2 复位电路复位电路是维持单片机最小系统运行的基本模块。复位电路通常分为两种：上电复位和手动复位。如图 2-4。有时系统在运行过程中出现程序跑飞的情况，在程序开发过程中，经常需要手动复位。所以本次设计选用手动复位。当单片机振荡器运行时，在此引脚出现 2 个机器周期的的高电平(有低电平到高电平的跳变)，将使单片机复位。因为人用手将按键按下时的时间远大于
9、 2 个机器周期，所以便能产生复位。图 2-4 复位电路原理图2.2.3 晶振电路晶振电路是维持单片机最小系统运行的基本模块，如图 2-5。它为单片机提供时钟脉冲信号，没有晶振电路单片机便不能正常工作。本单片机系统采用的晶振频率为 12MHz，晶振 2 端分别接入单片机的第 18、19 引脚，并联 2 个30pF 陶瓷电容帮助起振。它的时钟周期是 1/12us，即它的一个机器周期为1us。单片机系统开发与应用工程实习计报告5图 2-5 晶振电路原理图2.2.4 按键电路2*8 矩阵键盘是一种简易键盘设计，如图 2-6。与编码键盘相比，矩阵键盘不需要专门的编码芯片，从而成本低，设计简单。键盘的原
10、理是在一端接入高电平，用单片机一个端口去检测按键另一端的电平，另一端是低电平时，说明按键被按下。2*8 矩阵键盘，分为 2 行 8 列，在每列加上拉电阻（加高电平） ，然后用程序控制行扫描和列扫描，判断具体哪个按键被按下。由于本身键盘的特点，当手按下按键时，波形不是稳定的，会有一定的抖动。所以设计程序是需要加入消除抖动处理，消除抖动程序调用一个 10ms 的延迟程序即可。单片机系统开发与应用工程实习计报告6图 2-6 2*8 按键原理图2.3 红外发射单元红外发射单元由单片机最小系统和按键电路，红外发射器电路等组成，遥控发射单元框图如图 2-7。复位电路晶振电路AT89S52单片机电源电路红外
11、发射器按键电路图 2-7 红外遥控发射单元框图2.4 红外接收单元红外遥控接收单元由单片机最小系统和红外接收器、控制对象电路等组成，本实验控制对象和 16 个 LED 发光二极管。遥控接收单元框图如图 2-8。单片机系统开发与应用工程实习计报告7复位电路晶振电路AT89S52单片机电源电路控制对象红外接收器图 2-8 红外遥控接收单元框图3、系统设计3.1 硬件设计3.1.1 红外发射器电路原理图电源电路为单片机以及其他模块提供标准 5V 电源。晶振模块为单片机提供时钟标准，使系统各部分能协调工作。复位电路模块为单片机提供复位功能。单片机作为主控制器，根据输入信号和单片机程序对系统进行相应的控
12、制。SW1-SW16 按键按下时红外发射器发出相应的脉冲序列。红外发射单元根据单片机控制器计算的结果，向红外接收器发送相应的红外脉冲序列，红外发射器电路原理图如图 3-1 所示。单片机系统开发与应用工程实习计报告8图 3-1 红外发射器电路原理图3.1.2 红外接收器电路原理图电源电路为单片机以及其他模块提供标准 5V 电源。晶振模块为单片机提供时钟标准，使系统各部分能协调工作。复位电路模块为单片机提供复位功能。单片机作为主控制器，根据输入信号和单片机程序对系统进行相应的控制。接收模块用来接收红外发射器发出的脉冲序列，并传递给单片机，发光二极管作为被控制的对象，单片机通过对红外接收器电路接收到
13、的脉冲序列进行译码，然后控制相应的发光二极管发光。在实际使用中，电路接上隔离电路和驱动电路就可以用来控制电路开关。红外接收器电路原理图如图 3-2 所示。单片机系统开发与应用工程实习计报告9图 3-2 红外接收器电路原理图3.2 软件设计3.3.1 遥控发射流程图程序开始是对单片机进行初始化设置，循环扫描判断是否有按键按下，如果有按键按下就发射相应的红外信号，遥控发射程序流程图如图 3-3.单片机系统开发与应用工程实习计报告10开 始初 始 化键按下?查是哪个按键按下发送相应的脉冲信号NY图 3-3 遥控发射程序流程图3.3.2 遥控接收程序流程图遥控接收通过中断接收遥控信号，通过延时判断是否有开始脉冲，如果有开始脉冲就开始接收脉冲序列，根据脉冲序列判断需要执行的程序，最终完成相应的功能。遥控接收程序流程图如图 3-4 所示。单片机系统开发与应用工程实习计报告11中 断延 时是否开始脉冲?接收脉冲执行功能中断返回NY图 3-4 遥控接收程序流程图4、程序清单4.1 遥控发送程序清单：BUTTON0 EQU P1.0 ;P1.0 -
