专业综合实验报告.doc

第一部分 系统整体方案设计与比较一、实验目的1.掌握系统整体方案设计的方法2.培养分析系统设计方案的能力二、实验内容针对本次课题，提出几种总体设计方案，并比较其优缺点，确定二套方案为本课题采纳的方案。三、实验原理与方法题目的要求是实现多路无线遥控开关，控制范围是510米。该设计的实现方法有很多。可以用无线遥控或用红外线遥控等方式实现。题目很有灵活性。由于红外遥控对家用来说有其特殊的性质。所以该设计选用红外遥控来实现该设计，并且依靠单片机来实现对每个开关的编码过程并发射出去，再由接收电路的红外接收设备对接收到的编码信号进行解码并将要控制的电路指令传达给每个管脚，也就实现了对每个电路的通断控制。本次设计的重点与难点：1 要对单片机的内部结构，特别是各个I/O口，中断和定时器部分。以及其外围电路的具体连接方法。2 要对单片机的语言指令特别的熟练运用，能够根据参考资料结合自己的设计进行对程序的设计，排错。3 选择一种适合的无线遥控方法，以及编码的规则。同时掌握遥控器件的工作方式。四、实验步骤多路遥控开关的实现方法有很多。但大部分都是纯硬件的电路。这样的电路结构复杂，不容易调试。但总的来说有无线和红外线等几种方式。就器件的简单程度和特定的民用要求，采用了红外线的遥控方式。且利用的是两片AT89S51单片机来实现的。根据老师的建议及性能的比较，选择了用软硬件结合的方式来实现。现在对如下两种方案做如下的简要介绍。方案1：图1.1、1.2介绍的遥控开关工作可靠、调试简单，可实现九路控制。用以对各种家用电器和需要多路控制的装置进行遥控。整个电路由发射和接收两部分组成。 发射电路如图1.1所示，编码由一块脉冲式电话号码拨号集成电路CIC9110完成。当按下“19”任一键时，专用脉冲发生器输出对应的高电平脉冲，其速度可达20个秒。这些脉冲直接送至门控振荡器，其振荡频率约为38KHZ，再经C门缓冲推动一个三极管，由红外发光管向外发射已调制过的红外脉冲信号。接收电路如图1.2所示（只画出一路控制电路），接通电源，将接收到的红外脉冲转变为微弱电信号，经运放放大后，输出原编码信号。当接收到4个脉冲时，再经过记数，译码，输出等，把从红外接收头读到的数据进行解调输出。利用译码器出的结果对外部电路进行控制。这样就实现了红外遥控的目的。图1.1 红外发射电路图1.2 红外接收电路方案2：图1.3、1.4介绍的是一种用AT89S51单片机控制的红外码分制遥控系统。一共有15路可控制的开关电路。结构简单，原理较容易理解，实现也比较容易。 脉冲传播的频率为40MHZ。脉冲数为2到16个。图1.3 红外发射电路图1.4 红外接收电路六、实验记录与结论以上两种方案都有各自的优缺点，其中前者是纯硬件电路，电路所涉及的器件相对较多，结构比较复杂，产品的寿命也因器件的数量而减少。同时电路中用到的CIC9110也不容易买到。然而方案2应用到软件的知识太多也因而变的比较麻烦和烦琐，增加了电路实现的难度。但根据设计的技术含量和调试的简便性，同时该方案的系统稳定性较好，故选择了后者。第二部分 原理图的绘制及仿真软件训练一、实验目的掌握原理图的绘制方法和protel软件的使用掌握电路仿真的方法和proteus软件的使用二、实验内容练习使用protel软件，并且用其绘制系统原理图。练习使用proteus软件，并且用来仿真单片机的部分实例。三、实验原理与方法本次实验主要用到了protel软件和proteus软件。PROTEL软件介绍：PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。Proteus软件介绍：Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。四、实验步骤使用protel绘制原理图的步骤：1.设计图纸大小。首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。 2.设置protel 99 se/Schematic设计环境。包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。 3.旋转零件。用户根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作。 4.原理图连线。利用protel 99 se/Schematic提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 5.调整线路。将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观。 6.报表输出。通过protel 99 se/Schematic提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表，通过网络表为后续的电路板设计作准备。 7.文件保存及打印输出。最后的步骤是文件保存及打印输出。 使用proteus仿真的步骤1. 添加元件；添加本次仿真所需要的元件到元件列表。2. 放置元件；将添加进来的元件，放置到原理图编辑区中。3. 电路图布线；将各个元件连接起来。4. 系统仿真；导入程序文件，进行仿真，观察结果。五、实验记录与结论使用protel绘制出来的单片机最小系统的原理图截图：使用proteus设计的数码管显示实例截图：第三部分 硬件电路及系统的软件的设计1、 实验目的1、掌握运用汇编语言编写程序和模块化的编程概念2、掌握系统硬件电路的设计并画出原理图，掌握单元模块设计二、实验内容1、画出各主要控制部分的流程图2、运用汇编语言编写程序3、熟悉各硬件模块如AT89C51、SM0038的各自功能4、设计发射电路和接收电路图并在proteus中画出原理图三、实验原理与方法硬件思想：AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51与AT89S51管脚分布相同。如图3.1为AT89S51管脚分布图。图2.1 AT89S51单片机管脚图（1）主要特性：8031 CPU与MCS-51 兼容4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环)全静态工作：0HZ-24MHZ三级程序存储器保密锁定128*8位内部RAM32条可编程I/O线两个16位定时器/计数器6个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路（2）管脚说明：VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8个TTL门电流。当P1口的管脚第一次写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被上拉为高电平。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4个TTL门电流。P1口管脚写入“1”后，被内部上拉为高电平时，可作为输入端口，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。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阻上拉为高电平，且作为输入端口。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部下拉为低电平时，将输出电流。P2口当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口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，由于内部上拉电阻的原因，当对外部八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八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，它们被内部上拉为高电平，并用作输入端口。作为输入端口，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 管脚备选功能： 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（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）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时间。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SFR8EH地址上置“0”。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。（3）振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。（4）芯片擦除：整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。（5）89S51相对于89C51增加的新功能包括：- 新增了很多功能，性能有了较大提升。- ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。- 工作频率为33MHz，大家都知道89C51的极限工作频率只有24M，就是说S51具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。- 具有双工UART串行通道。- 内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路。- 双数据指示器。- 电源关闭标识。- 全新的加密算法，这使得对于89S51的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。- 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列产品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容产品。在89c51上一样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。（6） 红外线及器件的基本知识：我们知道，人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.620.76m；红外线波长比红光还长，红外线遥控就是利用波长为0.761.5m之间的红外线来传送控制信号的。红外遥控系统一般分为发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管。由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量的使用的红外发光二极管发出的红外线波长为0.94m左右，外形与普通5发光二极管相同，只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样；用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉锯法来粗略判判定。接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外发光二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用pc1373H、CX20106A等红外接收专用放大集成电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38KHZ这是由发射端所使用的455 KHZ晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455KHZ1237.9KHZ38KHZ。也有一些遥控系统采用36 KHZ、40 KHZ、56 KHZ等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。红外遥控的特点是不影响周边环境的、不干扰其他电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。因此，现在红外遥控在家用电器、室内近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。在多路控制的红外遥控系统中，当发射端按下某一按键时，相应地接收端有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其他如调光、调速、音响的输入择等。“数据”输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便以后适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。（7） 红外数据传输及其规范简介：IrDA是国际红外数据协会的英文缩写，IrDA相继制定了很多红外通信协议，有侧重于传输速率方面的，有侧重于低功耗方面的，也有二者兼顾的。IrDA1.0协议基于异步收发器UART，最高通信速率为115.2kbps，简称SIR(SerialInfrared，串行红外协议)，采用3/16ENDEC编/解码机制。IrDA1.1协议将通信速率提高到4Mbps，简称FIR(FastInfrared，快速红外协议)，采用4PPM(PulsePositionModulation，脉冲相位调制)编译码机制，同时在低速时保留1.0协议规定。之后，IrDA又推出了最高通信速率在16Mbps的传输协议，简称VFIR(VeryFastInfrared，特速红外协议)。Protocol)。IrPHY规范制定了红外通信硬件设计上的目标和要求；IrLAP和IrLMP为两个软件层，负责对连接进行设置、管理和维护。在IrLAP和IrLMP基础上，针对一些特定的红外通信应用领域，IrDA还陆续发布了一些更高级别的红外协议，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P等等。 根据应用功耗的大小，可以把IrDA器件区分为标准型和低功耗型。低功耗型器件，通常使用1.8V3.6V电源，传输距离较小(约20cm)，如Agilent的红外收发器HSDL-3203。标准型器件，通常使用DC5V电源，传输距离大(在30cm几十m)，如Vishay的红外接收器TSOP12xx系列，配合其发射器TSAL5100，传输距离可达35m。红外传输距离在几cm到几十m，发射角度通常在015，发射强度与接收灵敏度因不同器件不同应用设计而强弱不一。使用时只能以半双工方式进行红外通信。在此把符合IrDA红外通信协议的器件称为IrDA器件，符合SIR协议的器件称为SIR器件，符合FIR协议的器件称为FIR器件，符合VFIR协议的器件称为VFIR器件。（9）IrDA器件的构成及其使用： 红外发送器件：红外发送器大多是使用Ga、As等材料制成的红外发射二极管，其能够通过的LED电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大；发射强度越大，红外传输距离就越远，传输距离正比于发射强度的平方根。有少数厂商的红外发送器件内置有驱动电路。红外检测器件：红外检测器件的主要部件是红外敏感接收管件，有独立接收管构成器件的，有内含放大器的，有集成放大器与解调器的。接收灵敏度是衡量红检测器件的主要性能指标，接收灵敏度越高，传输距离越远，误码率越低。内部集成有放大与解调功能的红外检测器件通常还含有带通滤波器，这类器件常用于固定载波频率(如40kHz)的应用。判定红外遥控器发射是否正常时，可将一个光敏管正极接万用表红笔，负极接黑笔，万用表置挡位，把遥控器对准光敏管发射，万用表摆动，则有红外线发射；无摆动则无红外线发射。检测红外接收头好坏的另方法是，在保证发射头没问题的情况下，用示波器观察接收头处的波形。当发射头发射红外信号时，如有波形产生，则说明接收头是好的。否则，就需要对接收头进行更换检测。红外收发器件：红外收发器件集发射与接收于一体。通常，器件的发射部分含有驱动器，接收部分含有放大器，并且内部集成有关断控制逻辑。关断控制逻辑在发送时关断接收，以避免引入干扰；不使用红外传输时，该控制逻辑通过SD引脚接受指令，关断器件电源供应，以降耗节能。使用器件时需要在LED引脚接入适当的限流电阻。大多数红外收发器件带有屏蔽层。该层不要直接接地，可以通过串联一磁珠再接地，以免引入干扰影响接收灵敏度。红外编/解码器件：编/解码，英文简称ENDEC，即实现调制/解调。编/解码机制，SIR器件多采用3/16ENDEC，FIR器件多采用4PPMENDEC。在此解释一下3/16ENDEC，其它可参阅有关资料。3/16ENDEC，即把一个有效数字位(bit)时间段，划分为16等分小时间段，以连续3个小时间段内有无脉冲表示调制/解调信息。红外编/解码器件，需要从外部接入时钟或使用自身的晶体振荡电路，进行调制或解调。红外遥控系统的一般原理框图红外遥控系统的一般原理框图如图2.2，图2.3所示：（分别为接收和发射电路）图2.2 红外发射电路图2.2是发射器的一般原理框图。它由指令键、指令信号产生电路、调制电路、驱动电路及红外线发射器件组成。当指令键被按下时，指令信号产生电路便产生所需要的指令控制信号。这里的控制指令信号是以某些不同的特征来区分的。常用的区分指令信号的特征和码组特征，即用不同的频率或不同的编码电信号代表不同的指令。这些不同的指令信号由调制电路进行调制后，最后由驱动电路驱动红外线发射器件，发出红外线遥控指令信号。图2.3红外接收电路图2.3是接收器的一般原理框图。它由红外接收器件、前置放大电路、解调电路、指令信号检出电路、记忆驱动电路、执行电路组成。当红外接收器件收到发射器的红外指令信号时，它将红外光信号变为电信号并送入前置放大器进行放大，再经解调后，由指令信号检出电路将指令信号检出，最后由记忆及驱动电路驱动执行电路，实现所需的控制操作。本实验由发射部分和棘手部分组成；发射部分由按键，红外发射电路，晶振电路，AT89C51单片机，上拉电阻网络；如方框图3.1。接收部分由红外接收电路，晶振电路，AT89C51单片机，验证电路；如图2.2。（1）发射部分电路原理框图：图2.4发射部分原理框图（2）接收部分电路原理框图：图2.5接收部分原理框图如图2.5为该系统遥控接收器电原理图，其具体接法是P0.0P0.7以及P2.0P2.6口作为15个电器的电源控制输出，接口可以接继电器来作为控制其他电路的中介电路。在本电路中直接接发光二极管来验证电路。点10脚P3.0口为50HZ交流市电相位基准输入，第12脚为中断输入口；P3.1口用于接收红外遥控码输入信号。具体电路设计（1） 红外发射部（2）图2.6 红外发射模块电路图图2.5 红外发射模块电路图如图2.5为红外发射模块，该部分的功能是向外部发射红外信号，信号由单片机控制发射。信号的频率是40KHZ。红外发射头，一个PNP9013的三极管和两个限流电阻组成。根据红外发射头工作时的电流需要，采用280倍的放大器9013。同时红外发射头的串接电阻在100欧姆数量级，这里采用50欧姆。9013的基极接千欧级电阻，这里选用5K欧姆的电阻。（3） 键盘输入部分：图2.6按键模块部分电路图 如图2.6为按键模块，该部分的功能是产生触发脉冲，并传递给单片机。由四个单脉冲开关组成。（3）上拉电阻部分：图2.7 上拉电阻部分电路图如图2.7为上拉电阻模块，由于P0口需要接上拉电阻，所以在P0.0P0.7口与电源之间接了10K电阻，这是固定的。（4）按键指示部分：图2.8 按键指示部分电路图 如图2.8为按键指示模块，该部分电路的作用就是对是否有键按下起到指示的作用。灯亮表示有键按下。P1.0口由LED1指示，P1.1口由LED2指示。（4） 红外接收部分：图2.9红外接收模块电路图如图2.9为红外接收模块，该部分的功能是接收外部的红外信号并传递给单片机部分进行分析处理并做出动作。从左至右分别为一，二，三脚。它的具体接法是一脚接地，二脚接五伏电源，三脚是信号输出端信号，接单片机的P3.5口。（5） 验证电路部分：图2.10 验证模块电路图如图2.10为验证模块，该部分的功能是验证单片机的管脚输出动作，当接收到信号时发光二极管就会发光。它由一个9012三极管，一个发光二极管和两个电阻组成。由于P0口需接上拉10K欧姆电阻，而P2口无需接上拉电阻，故在9012的基极接的电阻为10K或20K欧姆的电阻。该电阻在10K欧姆数量级的范围。这里就选用10K和20K。9012的放大倍数为200倍左右。这样才能满足给发光二极管提供合适的电压来完成发光验证的过程。再根据发光二极管为电流驱动器件，所以经实验测得与其串联的电阻为510欧姆时正常发光。所以这里选用510欧姆的电阻。（6）验证电路部分电阻接法：图2.11 验证电路外接电阻如图2.11为验证模块，该部分是验证电路的外接电阻，不同的是P0.1P0.7口为20K欧姆，P2.1P2.7为10K欧姆。原因是P0.0P0.7本身需接10K欧姆的上拉电阻。而该电阻的大小要与验证电路所需电流的大小相联系。故选用10K欧姆数量级，因此P0口应用20K欧姆电阻。系统软件设计系统功能的实现方法（1）遥控码的编码格式 该遥控器采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的编码，最小为2个脉冲，最大为16个脉冲。为了使接收可靠，第一位码的码宽为3毫秒，其余为1毫秒，遥控码数据帧间隔大于10毫秒，当某个操作按键按下时单片机先读出按键值，然后根据键值设定遥控码的脉冲个数，再调制成40KHZ方波由红外线发光管发射出去。 图2.12为按键1对应的波形编码，图2.13为按键7对应的波形编码，图2.14为按键4对应的波形编码。其它的按键编码规则也是如此，第一个脉冲是3ms,而接着1ms脉冲的个数与对应按键名称相同。同时，数据帧的间隔都是10ms。这就是整个按键对应的编码波形。图2.12 按键1对应编码图2.13按键7对应编码 图2.14 按键15对应编码（2）数据帧的接收处理当红外线接收器输出脉冲数据帧时，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据帧。在数据帧接收时，将对第一位（起始位）码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉宽大于3毫秒时，接收结束，然后根据累加器A中的脉冲个数，执行相应输出口的操作。图2.15为红外接收器输出的按键4对应的一帧遥控码波形图。图2.15 红外线接收器输出的一帧遥控码波形图该设计的主要控制部分及各个动作指令，包括按键信号的判断，编码的脉冲的产生和发射，接收信号的分析和处理以及每个电路的动作等都是由单片机直接控制的。可见单片机在该电路中的核心作用。然而，要完成这一系列的指令控制，就必须要编好系统的控制程序。下面就对系统程序的具体工作过程做个比较详细的分析介绍。3.1 发射电路各部分流程图（1） 发射部分主程序流程图：图2.16 发射模块流程图如图2.16为发射模块的流程图。该程序是一直运行的，就是说，系统一直处于工作状态，做着循环调用键扫描处理的子程序。（2） 键盘扫描子程序： 程序名：KEYWORK 图2.17 键扫描程序流程图该部分直接决定按键的位置判断，正确对按键开关的位置做出正确辨认，才能发出正确的编码信号。从而实现对电路的正确控制。（1） 编码发射程序流程图： 程序名：REMOTE 图2.18 编码发射流程图如图2.18为编码发射流程图。该部分的程序设计是电路的核心也是较难的部分。它的作用主要是根据键扫描子程序发出的按键位置指令，产生正确的编码，并传送到T1（P3.5）口，再由红外发射头发射出去。3.2 接收电路各部分流程图（1）遥控接收程序：图2.19 遥控接收流程图 如图2.19为遥控接收电路流程图。该部分也是一直处于工作状态，系统要不停的对是否存在中断信息进行判断，当收到中断信息时，则调用中断子程序，执行中断信息相对的指令。完成其功能作用。（2）中断子程序流程图 程序名：INTEX0图2.20 中断程序流程图如图2.20为中断程序流程图。该部分功能是识别指令要控制的开关电路，并将信号输入到该电路相对应的管脚，完成起控制电路通断的作用。也是接收电路的核心部分。3.3 其他子程序（1）513微秒延时程序DELAY: MOV R2,#0FFHDELAY1: DJNZ R2,DELAY1 RET（2）10毫秒延时程序DL10MS: MOV R3,#14HDL10MS1: LCALL DELAY DJNZ R3,DL10MS1 RET（3）500MS延时程序DL500MS: MOV R4,#32HDL500MS1: LCALL DL10MS DJNZ R4,DL500MS RET这些小程序在系统中只是起到延时和去抖的作用。比较简单，但作用却很大。四、实验记录及结果PROTEL原理图：图2.21 接收电路图2.22 接收电路程序清单：（1）发射程序： KEYX0 EQU P1.0 ; P1.0P1.1位键盘行扫描 KEYX1 EQU P1.1 ;本系统采用15路开关阵列 KEYY EQU P0 ;P0口键盘列扫描;*;* 主程序和中断程序入口 *;* ORG 0000H ;程序执行开始地址 AJMP START ;跳至START执行 ORG 0003H ;外中断0中断入口地址 RETI ;中断返回（不开中断） ORG 000BH ;定时器T0中断入口地址 RETI ;中断返回（不开中断） ORG 0013H ;外中断1中断入口地址 RETI ;中断返回（不开中断） ORG 001BH ;定时器T1中断入口地址 LJMP INTT1 ;跳至INTT1中断服务程序 ORG 0023H ;串行口中断入口地址 RETI ;中断返回（不开中断） ORG 002BH ;定时器T2中断入口地址 RETI ;中断返回（不开中断）;*; 初始化程序 *;*CLEARMEMIO: CLR A ;A清0 DEC A ;A为#0FFH MOV P0,A ; MOV P1,A ; MOV P2,A ; MOV P3,A ; CLR P3.5 ;关遥控输出CLEARMEM: MOV SP,#70H ;设堆栈基址为70H MOV IE,#00H ;关所有中断 MOV IP,#01H ;设优先级 MOV TMOD,#22H ;8位自动重装初值模式 MOV TH1,#0F3H ;定时为13微秒初值 MOV TL1,#0F3H ; SETB EA ;开总中断允许 RET ;返回;*; 主程序 *;*START: LCALL CLEARMEMIO ;调用初始化子程序MAIN: LCALL KEYWORK ;主体程序。调用查键子程序 LJMP MAIN ;转MAIN循环 NOP ;PC值出错处理 NOP LJMP START ;重新初始化;*; T1中断服务程序 *;*INTT1: CPL P3.5 ;40KHZ红外遥控信号产生 RETI ;中断返回;*; 键盘工作子程序 *; 出口为各键工作子程序 *;*KEYWORK: MOV KEYY,#0FFH ;置列线输入状态 CLR KEYX0 ;行线（P1口）全置0 CLR KEYX1 MOV A,KEYY ;读入P0口值 MOV B,A ;KEYY口值暂存B中 CJNE A,#0FFH,KEYHIT ;不等于#0FFH，转KEYHITKEYOUT: RET ;没有键按下返回KEYHIT: LCALL DL10MS ;延时去抖动 MOV A,KEYY ;再读入P0口值至A CJNE A,B,KEYOUT ;A不等于B（是干扰） SETB KEYX1 ;有键按下，找键号开始，查0行 MOV A,KEYY ;读入P0口值 CJNE A,#0FFH,KEYVAL0 ;P0口不等于#0FFH，按下键在0行 SETB KEYX0 ;不在0行，开始查1行 CLR KEYX1 MOV A,KEYY ;读入P0值 CJNE A,#0FF