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1、职业技术师范学院 2011 电子信息工程第 1 页 共 18 页基于 STC89C52 单片机的红外发射系统设计报告一、本设计意义红外线遥控是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。 红外遥控属于光控，它自身的特点是控制方向性好，控制距离完全可以满足室内的空间距离，由于红外线的波长大，所以它对其他的电子设备的干扰小，这些条件都非常理想，因
2、此对红外遥控的设计工作是很有意义的。当今世界，智能家居已经是一种潮流，在国外已经获得了应用，在我国还未大量推广。随着人们的经济实力的增强，不难预测，智能家居的产品将有很广阔的发展前景，在这个背景下，红外遥控应该也会得到大家的青睐。二、 本设计任务和主要内容本设计的设计任务是基于 STC89C52 红外遥控系统设计（数码管显示） 。本设计的主要内容是：A.查阅相关资料：了解红外遥控器原理、数码管显示原理，能够运用 C 语言进行设计、编程、调试。B.硬件设计：根据设计任务选合适的单片机和适合的红外遥控器；设计电路。C.软件设计：根据各电路工作原理，画出软件流程图，根据流程图编写相应的 C 语言程序
3、进行调试。D.调试：根据所编程的程序烧入单片机内，并进行相应的调试。E.结论：根据各步骤写好设计报告。三、硬件设计（一） 系统框图本设计由红外遥控器、STC89C52 单片机、红外接收头、数码管等组成,而单片机需外接 12MHZ 的晶振电路、复位电路、ISP 下载接口、红外接收头等。 其基本结构图如下图 2.1 所示： 该设计是由红外遥控器发送信号，通过一体化接收头接收，经过单片机处理并在数码管显示出来。职业技术师范学院 2011 电子信息工程第 2 页 共 18 页下载接口复位电路晶振电路V S 1 8 3 8 B红外遥控器S T C 8 9 C 5 2L C D 1 6 0 2图 2.1
4、系统框图（二） 最小系统单片机最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。如图 2-2 所示。单片机的最小系统包括电源，晶振电路，复位电路。晶振电路：单片机必须提供脉冲信号才能正常工作。复位电路：当这个高电平持续两个机器周期以上就将复位。P 1 0 1P 1 1 2P 1 2 3P 1 3 4P 1 4 5P 1 5 6P 1 6 7P 1 7 8R S T 9P 3 0 1 0P 3 1 1 1P 3 3 1 3P 3 4 1 4P 3 5 1 5P 3 6 1 6P 3 7 1 7X T A L 1 1 92 0X T A L 2 1 8P 3 2 1 24 0 3 9 P 0 03 8 P
5、0 13 7 P 0 23 6 P 0 33 5 P 0 43 4 P 0 53 3 P 0 63 2 P 0 73 1 2 92 8 P 2 72 7 P 2 63 02 6 P 2 52 5 P 2 42 4 P 2 32 3 P 2 22 2 P 2 12 1 P 2 0123456789V C CR 21 0 KV C CR M 1V C CP 0 0P 0 1P 0 2 P 0 3 P 0 4 P 0 5 P 0 6P 0 7P 3 0 / R x DP 3 1 / T x DP 3 2 / I N T 0P 3 3 / I N T 1P 3 4 / T 0P 3 5 / T 1P
6、3 6 / W RP 3 7 / R DX T A L 2X T A L 1G N DE AA L EP S E NP 2 7P 2 6P 2 5P 2 4P 2 3P 2 2P 2 1P 2 0S T C 8 9 C 5 2 - D I PV C CC 4 1 0 4V C CR ST+ C P0 1 0U FR 11 0KB T0X T A L 1X T A L 2C 13 0 PC 23 0 PC R Y 11 1 . 0 5 9 2 MP 1 0P 1 1P 1 2 P 1 3 P 1 4 P 1 5 P 1 6P 1 7R S T1 0 k * 8图 2.2 STC89C52 最小系
7、统电路图 （三） 红外接收电路设计红外遥控接收可采用较早的红外接收二极管加专用的红外处理电路的方法，此种方法电路复杂，现一般不使用。较好的接收方法是用一体化红外接收头。因此本设计采用一体化红外接收头。数码管职业技术师范学院 2011 电子信息工程第 3 页 共 18 页接收电路使用一种集红外线接收、放大和整形于一体的一体化红外线接收器，不需要接元件，就能完成从红外线接收到输出与 TTL 电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。接收器对外只有 3 个引脚：OUT、GND、Vcc 与单片机接口非常方便，如图 2-3 所示1 2 3I RV
8、c cI R123V S 1 8 3 8 B图 2.3 红外接收器图及接收电路1 脉冲信号输出接单片机的 IO 口；2 GND 接系统的地线（0V） ；3 Vcc 接系统的电源正极（+5V） ； （五）数码管显示原理数码管简介 ：1数码管的结构 数码管由 8 个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字 0 9、字符 A F、H 、L、P、R、U、Y 、符号“-”及小数点“.”。数码管的外形结构如下图所示。图 2.4 数码管结构图 2数码管工作原理 共阳极数码管的 8 个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起。通常，公共阳极接高电平（一般接电源） ，其它管脚接段驱动电路输出
9、端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。职业技术师范学院 2011 电子信息工程第 4 页 共 18 页四、 软件设计 （一） 红外遥控软件设计红外解码程序主要工作为等待红外线信号出现，并跳过引导信号，开始收集连续 32 位的表面数据，存入内存的连续空间。位信号解码的原则是：如果从 0.56ms 低电平过后，开始延时 0.56ms 以后，若读到的电平为低，说明改为为“0” ，反之则为“1” 。为了可靠起见，延时必须比 0.5
10、6ms 长些，但又不能超过 1.12ms，否如果则该位为“0” ，读到的已是下一位的高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms 最为可靠。 解码的方式有两种：一是采用外部中断方式，二是采用查询方式。采用外部中断方式节省了 CPU 时间，但进入外部中断以后还是采用查询方式解码。因此这里采用外部中断方式。其解码过程如下：A.初始化外部中断 0(或 1)为下降沿中断。B.进入外部中断服务程序，关闭外部中断。C.对引导码进行判断。如果引导码正确，装备接收下面一帧遥控数据，以查询方式判断是遥控数据 0 还是 1。如果引导码错误，则退出外部中断。D.先后依次接收地址码、地址反码、数据码
11、、数据反码。E.当接收到 32 位数据时，说明一帧数据接收完毕，比较数据码和数据反码。若数据码取反后与数据反码不同，则表示为无效数据，应丢弃本接收数据。F.开启外部中断准备下一次接收。其流程图如下图 3.1 所示：开始初始化关闭中断引导码正确 ？退出接受数据数据接受完毕 ？数据码取反等于数据发码 ？丢弃数据开启外部中断错误不等于等于图 3.1 外部中断解码流程图3.4 LCD 显示流程图职业技术师范学院 2011 电子信息工程第 5 页 共 18 页（二）主程序设计本论文所设计的主程序工作流程如图 3.5 所示。先各子程序初始化，利用红外遥控器发送指令，判断有按键按下，有则解码，且要判断其值是
12、否正确，若正确则进行相应的显示，若不正确则退出。 图 3.5 主程序流程图其程序见附录所示五、原理图（一）原理图判断解码正确与否数码管正确显示结束正确错误职业技术师范学院 2011 电子信息工程第 6 页 共 18 页六、PCB 图七、元件清单Comment Description Designator Footprint LibRef Quantity10uFPolarized Capacitor (Radial)C1 CAPPR5-5x5 Cap Pol1 10.1uF C2, C3 CAPR5-4X5 CAP-0805 2职业技术师范学院 2011 电子信息工程第 7 页 共 18 页1
13、0uF C4 CAPR5-4X5 CAP-0805 130pF Capacitor C5, C6 CAPR5-4X5 Cap2 2LED0Typical INFRARED GaAs LEDD1 LED-DIPL LED0 1LED D2, D3 LED-DIPL LED2 2Header 2 Header, 2-Pin P1 电源插座 Header 2 1Header 4 Header, 4-Pin P2 HDR1X4 Header 4 18050 Q1 PNP9015_DIP NPN-8050 15 R1 AXIAL-0.3 R-0805 1330 R2 AXIAL-0.3 R-0805 1
14、510 Resistor R3 AXIAL-0.3 Res1 11k R4 AXIAL-0.3 R-0805 12k R5 AXIAL-0.3 R-0805 110K R6 AXIAL-0.3 R-0805 1SW-SPSTSingle-Pole, Single-Throw SwitchS1 开关 SW-SPST 1SW-PB SwitchS2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, S12, S13, S14, S15, S16, S17SWITCH-SMALL SW-PB 100AMS1117-5.0 U1 SOT223 AMS1117 1STC89C
15、5280C51 8-Bit Flash Microcontroller Family, 4 kB FlashU2 51_DIP40 P89C51X2BN 912MHZ Y1 CRYSTAL CRYATAL 1八、设计小结 三周的课程设计完成了，对我来说这一个星期比平时上课还要累，在这三周的学习中，我学到了很多，也找到了自己身上的不足，感触良多，获益匪浅。这次课程设计对我们来说都是一个挑战，理论知识又不是很牢固，一开始都不知道从何下手，但是在大家的共同努力下，我们还是顺利的完成了任务。在这次活动中将理论与实践相结合，使得我们对于单片机的实际应用有了更加深刻的认识和了解。通过实践，增强了下阶段的学习信心，为毕业设计奠定了坚实基础。在本次课程设计中，虽然学到了很多课外知识而且能巩固专业知识，但是在很多方面还需要进一步的改进和提高。在这样的一个过程中我们学到了职业技术师范学院 201
