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1、. . . . 毕业设计（论文）课题红外线逻辑分析仪的设计类 别毕业设计论文系 科专 业应用电子技术应用电子技术/应用英语电气自动化技术电气自动化技术/市场营销计算机应用技术计算机应用技术/广告设计与策划班 级姓 名完成日期指导教师 / 红外线遥控逻辑分析仪的设计摘要在高新技术飞速发展的今天，随着信息技术的普与，红外技术得到了迅猛发展。本设计采用用途广泛的红外线通信技术设计了一款基于计算机串口的红外逻辑分析仪,本课题由SM0038红外接收头、STC89C52单片机、MAX232电平转换器、DB9构成硬件部分，由下位机程序和上位机程序构成软件部分。设计的逻辑分析仪可对各种电器的红外遥控器所发射的
2、控制信号进行识别、存贮和再现。还可通过红外硬件接口识别出红外信号并送入单片机处理，然后利用VB开发的虚拟软件在电脑屏幕上实时显示采集到的红外信号波形便于设计人员对各种调制方式的红外信号进行“可视化”的分析与研究。关键词：串口 红外通信 红外逻辑分析仪Infrared Remote Control Logic AnalyzerAbstractThe rapid development of high-tech today, with the spread of information technology, infrared technology has been developing rapi
3、dly. This design uses a wide range of uses infrared communication technology designed a computer-based logic analyzer infrared serial port, this project was supported by SM0038 infrared receiver head, STC89C52 microcontroller, MAX232 level converter, DB9 constitute the hardware part, by the next cre
4、w procedures and upper Machine procedures constitute software. Design logic analyzer can be a variety of electrical infrared remote control signal emitted by the identification, storage and reproduction. Hardware interface can be identified by infrared infrared signal and sent to MCU processing, the
5、n use the VB development of virtualization software on a computer screen real-time display of the infrared signal waveforms collected to facilitate the designer of various modulation infrared signals visual of analysis and research.Keywords：SerialInfrared communication Infrared logic analyze.目 录 摘要I
6、AbstractII引言11 红外线介绍12 串口通信原理12.1 波特率选择12.2通信协议的使用22.3 硬件连接23 硬件设计33.1 STC89C52芯片33.1.1主要性能43.1.2 STC89C52单片机芯片引脚介绍43.2 SM0038芯片43.2.1 SM0038引脚接法43.2.2 SM0038与单片机接口电路53.3 MAX232芯片53.3.1 MAX232芯片引脚53.3.2 MAX232芯片功能63.4 电源电路与其说明63.5 总原理图与其说明74 软件设计74.1 红外编码格式74.2 单片机的软件编程84.2.1下位软件编程思路84.2.2 下位机程序84.3
7、 上位机软件设计114.3.1上位机软件编程思路114.3.2 上位机程序115 系统调试245.1硬件调试245.2 软件调试255.3 软硬件联调255.3.1 调试的方法255.3.2 调试中出现的故障与解决方案25总结26参考文献- 1 -致- 2 -附录- 3 -引言红外通信技术是一种点对点的数据传输协议，是传统设备之间连接线缆的替代技术，是目前国际上普通采用的一种近程无线传输技术，常用于智能小区控制系统和教学交互式远程控制系统中，但是目前的家电（如空调、录像机、VCD机等）有各种不同的品牌和型号，其红外遥控编码与发送格式不尽一样。为了能够用一台通用控制器对多种不同型号的家电进行控制
8、，本文利用功能强大的单片机和编程软件VB设计了一种基于计算机串口的通用型智能红外逻辑分析仪，它可对各种电器的红外遥控器所发射的控制信号进行识别、存贮和再现。还可通过红外硬件接口识别出红外信号并送入单片机处理，然后利用VB开发的虚拟软件在电脑屏幕上实时显示采集到的红外信号波形 便于设计人员对各种调制方式的红外信号进行“可视化”的分析与研究。1 红外线介绍红外线是波长在7 5 0 nm至1mm之间的电磁波,它的频率高于微波而低于可见光,是一种人的眼睛看不到的光线。 红外通讯一般采用红外波段的近红外线,波长在O,75um至25um之间。红外数据协会(IRDA)成立后,为了保证不同厂商的红外产品能够获
9、得最佳的通讯效果,红外通讯协议将红外数据通讯所采用的光波波长的围限定在850nm至900nm。2 串口通信原理串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据传输到计算机端，而且也能实现计算机对单片机的控制。由于其所需电缆线少，接线简单，所以在较远距离传输中，得到了广泛的运用。2.1 波特率选择波特率就是在串口通信中每秒能够发送的位数（bits/second），MSC51串行端口在四种工作模式下有不同的波特率计算方法。其中，模式0和模式2波特率计算很简单；模式1和模式3的波特率选择一样，故在此仅以工作模式1为例来说明串口通信波特率的选择。在串行端口工作于模式1，其波特率将由计时/计数器
10、1来产生，通常设置定时器工作于模式2（自动再加模式）。在此模式下波特率计算公式为：波特率=（1+SMOD）*晶振频率/（384*（256-TH1）其中，SMOD寄存器PCON的第7位，称为波特率倍增位；TH1定时器的重载值。在选择波特率的时候需要考虑两点：首先，系统需要的通信速率。这要根据系统的运作特点，确定通信的频率围。然后考虑通信时钟误差。使用同一晶振频率在选择不同的通信速率时通信时钟误差会有很大差别。为了通信的稳定，我们应该尽量选择时钟误差最小的频率进行通信。下面举例说明波特率选择过程：假设系统要求的通信频率在20000bit/s以下，晶振频率为12MHz，设置SMOD=1（即波特率倍增
11、）。则TH1=256-62500/波特率根据波特率取值表，我们知道可以选取的波特率有：1200，2400，4800，9600，19200。列计数器重载值，通信误差如下表2.1所示。表2.1 波特率与计数器重载值关系因此，在通信中，最好选用波特率为1200，2400，4800中的一个。2.2通信协议的使用通信协议是通信设备在通信前的约定。单片机、计算机有了协议这种约定，通信双方才能明白对方的意图，以进行下一步动作。假定我们需要在PC机与单片机之间进行通信，在双方程式设计过程中，有如下约定： 0xA1：单片机读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机； 0xA2：单片机从PC机接收一段控制数据； 0
12、xA3：单片机操作成功信息。在系统工作过程中，单片机接收到PC机数据信息后，便查找协议，完成相应的操作。当单片机接收到0xA1时，读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机；当单片机接收到0xA2时，单片机等待从PC机接收一段控制数据；当PC机接收到0xA3时，就表明单片机操作已经成功。2.3 硬件连接51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如计算机的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用
13、专用芯片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和计算机的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。图2.1 使用MAX232串口通信电路图串口通讯的硬件电路如上图所示为了能够在计算机端看到单片机发出的数据，我们必须借助一个WINDOWS软件进行观察，这里利用如下图标的一个免费计算机串口调软件来观察。 3 硬件设计3.1 STC89C52芯片图3.1 STC89C52芯片引脚图3.1.1
14、主要性能与MCS-51单片机产品兼容 、8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、全静态操作：0Hz33Hz 、三级加密程序存储器 、 32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针、掉电标识符 。3.1.2 STC89C52单片机芯片引脚介绍STC89C52芯片 共40引脚:1-8脚: 通用I/O接口p1.0-p1.79脚:RST复位键10 .11脚:RXD串口输入 TXD串口输出12-19:I/O p3接口 (12,13脚 INT0中断0 INT1中断114,15
15、 : 计数脉冲T0 T1 16,17: WR写控制 RD读控制输出端)18,19: 晶振谐振器 20 地线2128: p2 接口 高8位地址总线29:PSEN片外ROM选通端,单片机对片外ROM操作时,29脚(PSEN)输出低电平30:ALE/PROG 地址锁存器31:EA ROM取指令控制器,高电平片取,低电平片外取32-39:p0.7-p0.0(注意此接口的顺序与其他I/O接口不同 与引脚号的排列顺序相反)40:电源+5V3.2 SM0038芯片3.2.1 SM0038引脚接法图3.2 SM0038外观图 SM0038是红外线传感器，它对外只有3个引脚：GND、VS和1个脉冲信号输出引脚OUT，只能接收38KHZ的红外线信号，外形引脚如图3.2所示。3.2.2 SM0038与单片机接口电路图3.3 SM0038与单片机接口电路与单片机接口非常方便，如图四所示。VCC接电源+5V并经电容进行滤波，以避免电源干扰; GND
