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1、 本科毕业设计说明书（论文） 第 页 共 页 目 次1 绪论11.1 无线电源遥控系统的来源与发展11.2 无线电源遥控系统的优点11.3 无线遥控系统的主要原理与各个部分作用21.4 本课题的主要内容和要求31.5 本课题的目的和意义32 元器件的选择42.1 单片机的选择及简介42.2 AT89C51管脚说明42.3 显示器的选择与简介72.4 锁存器的选择与说明93 系统的硬件设计113.1 硬件设计软件选择及其介绍113.2 硬件组成及工作原理113.3 系统各个模块电路设计124 系统的软件设计154.1 软件设计所用的语言及说明154.2 开发工具及设计平台154.3 软件设计方案
2、164.4 发射部分流程图与程序174.5 接收部分流程图与程序205 系统的调试与仿真255.1 仿真步骤255.2 Proteus仿真255.3 测试结果275.4 错误分析28结 论29致 谢30参 考 文 献31附录A32 本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 41 页 1 绪论如今电子技术取得蓬勃发展，各种新型的大规模遥控集成电路不断出现，由此遥控技术也产生了日新月异的发展。遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、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。11 无线电源遥控系统的来源与发展自马可尼成功地做了大西洋两岸无线电信号的传送实验后，许多人（业余无线电
3、活动家）和商业通信在使用长波和中波的同时开始各自随意地使用电磁波频率，信号混乱的问题随之产生。于是1912年制定了法律。美国的业余无线电活动家只能使用当时还完全不能进行远距离传送的、频率为1.5MHz以上的电磁波频率。第二次世界大战前，日本国的业余无线电受到了严格的限制，前辈们虽然受着今天的时代所无法想象的约束，却仍然坚持着业余无线电活动。第二次世界大战爆发的同时业余无线电活动被禁止了。1941年由于公布了“电波法”，日本的业余无线电按照国际准则颁发执照。第二年，实行了无线电操作者的国家考试，首次产生了100多人的一级业余无线电技士和二级业余无线电技士（当时只有两个级别的资格）。电台的执照直到
4、1952年才颁发。当时只有一级业余无线电技士和二级业余无线电技士，但到了1958年就分成了一级、二级、电信、电话4个级别。从1959年开始。JARL（日本业余无线电联盟）开始了业余电台的管理制度1965年又开始了业余无线电培训讲习制度，逐步形成和确立了现行的制度1。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。而红外线遥控技术近年来得到了迅猛发展，尤其在家电领域如彩电、D
5、VD、空调等，也在其它电子领域得到广泛应用。随着人们生活水平的提高，电器在家庭中已经十分普及，人们对产品的追求是使用更方便、更具智能化，红外遥控技术正是一个重点的发展方向2。12 无线电源遥控系统的优点在电子技术日益发展的今天，电源的控制从以前单一的有线开关控制方式，逐步 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 41 页 转变到有线和无线等多种控制结合的方式。尤其在多用户集中的场合，如学生宿舍、智能小区、学校机房和实验室。在这些场合，若采用有线开关集中控制每个用户的电源开关，无疑将要消耗大量的电缆，并且提高了施工的成本。若换用无线方式控制器电源开关，在原材料和工程施工方面，讲节约一大笔开支
6、。目前，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，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只适合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3。13 无线遥控系统的主要原理与各个部分作用1.3.1 发射部分原理图以及各部分作用红外发射部分原理框图如图1.1所示。发射电路AT89C51单片机矩阵键盘图1.1 红外发射部分原理框图发射部分各模块作用：1）矩阵键盘矩阵式键盘用I/O线组成行列结构，按键设置在行列的交点上，行列式分别连接到按键开关的两端。键盘中有无按键按下是由行线送入扫描字及列线
7、读入列线状态字来判断的，有键按下时通过查键并执行键功能程序。2）发射电路遥控器信息码由单片机的定时器中断产生信号。由P3.4口输出。3）单片机单片机用于输出信号控制发射电路的工作。1.3.2 接收部分原理图以及各部分作用 本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 41 页 红外接收部分原理框图如图1.2所示。+5V电源红外接收电路AT89C51单片机控制电路图1.2 红外接收部分原理框图接收部分各模块作用：1）+5V电源给单片机最小系统、控制电路以及接收电路提供电压。2）接收电路接收电路把接收到的状态在内部进行解码，从而实现不同的功能。3）控制电路通过发射电路的按键实现对控制电路的控制4。1
8、4 本课题的主要内容和要求本课题通过对无线遥控控制系统原理的研究，采用KeilC51软件编写代码、Proteus仿真软件绘制电路图，设计了一种可以实现远程遥控电器的系统。系统主要分为红外发射、红外接收、矩阵式键盘、单片机处理、LCD显示等部分。课题要求能实现对32路电器的开关进行控制且各路电器不能互相干扰。15 本课题的目的和意义本课题的目的是通过资料查阅，了解采用单片机实现多路电器开关遥控系统的基本结构和工作原理，完成基于51的多路电器开关遥控系统的硬件电路设计，编制相应的控制软件，利用计算机仿真软件，对设计的硬件电路和软件控制程序进行仿真调试，给出满足设计要求的仿真结果。 本科毕业设计说明
9、书（论文） 第 4 页 共 41 页 2 元器件的选择21 单片机的选择及简介选择的是单片机AT89C51。AT89C51是一种带4k字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。指令和管脚与MCS-51产品兼容，具有4K字节可编程FLASH存储器，1288位的内部RAM，两个16位定时器/计数器，5个中断源以及低功耗的闲置和掉电模式等功能。AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个1
10、6位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位5。22 AT89C51管脚说明本课题所用的单片机管脚图如图2.1所示。图2.1 AT89C51引脚图VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每个引脚可吸收8TTL门电流。当P1口管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用
11、于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第8位。在Flash编程时，P0口为原码输入口，Flash进 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 41 页 行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉低电平，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在Flash编程和校验时，P1口作为第8位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电
12、阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高8位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部8位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在Flash编程和校验时接收高8位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉高电平，并且作为输入。作为输入，由于外部下拉位低电平，P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C5
13、1的一些特殊功能口，如下所示。接口管脚 被选功能P3.0 RXD （串行输入口）P3.1 TXD （串行输出口）P3.2 /INT0 （外部中断0）P3.3 /INT1 （外部中断1）P3.4 T0 （计时器0外部输入）P3.5 T1 （计时器1外部输入）P3.6 /WR （外部数据存储器与选通）P3.7 /RD （外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平。当89C51通电，时钟电路开始工作，在RST引脚上出现24个时钟周期以上高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P
14、0-P3输出口全部高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 41 页 统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM （包括工作寄存器R0-R7）的状态。复位后的初始状态如下表2.1所示。表2.1 复位后的初始状态特殊功能寄存器 初始态 特殊功能寄存器 初始态 ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPH 00H TH0 00H DPL 00H TL0 00H IP xxx00000B TH1 00H IE 0xx00000B TL1 00H TMOD 00H TCON 00H SCON xxxxxxxxB SBUF 00H P0-P3 11111111B PCON 0xxxxxxxB ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的，然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX
