近距离通讯-光电子3班彭成

1、序号： 编码： 燕山大学 里仁学院第十三届“共创杯”大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称： 单片机的红外发射与接收系统（近距离通讯） 所属学院： 燕山大学里仁学院 申报者姓名：彭成(集体名称)： 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文科技发明制作A类 科技发明制作B类共青团燕山大学里仁学院委员会2013年4月A1申报者情况（个人项目）作品负责人情况姓 名彭成性别男出生年月1990年1月学院名称里仁学院学号101308061236年级专业10级光电子3班作品题目单片机的红外发射与接收系统（近距离通讯）宿舍地址1B-230手舍电话电子邮箱4

2、42700198合作者情况姓 名性别年龄学院年级专业电话B1申报作品情况（自然科学类学术论文）说明： 1作品分类请按作品的学术方向或所涉及的主要学科领域填写；作品全称基于单片机的电子时钟及测温系统作品分类（B ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路解决单片机之间和单片机与PC机之间传输的信号干扰，信号延时问题。基本思路：通过

3、红外线的有点发送和接收信息，然后由MCU处理数据，做到协调一致，成功做到多机之间的信息交互。作品的科学性、先进性及独特之处基于单片机的红外发射与接收系统主要是红外线的极度高，廉价，性价比高，还能解决导线引起的问题。作品的实际应用价值和现实意义实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，操作简单，编程容易。可以应用于多机调试之间的数据交换和网桥。对于由于空间问题无法搭建线路是也可以应用到。尤其在工业控制，避免了导线由于强烈震动，强磁场的信号干扰，还能避开导线老化的缺点。学术论文摘要1牛昱光. 单片机原理与接口技术M. 北京:电子工业出版社，2008，2682782 蒋力培. 单片机微机系统实用

4、教程M.北京:机械工业出版社, 2007,192206 作品在何时、何地、何种机构举行的会议上或报刊上发表及所获奖励无请提供对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录无学院团委意见（盖章）年 月 日单片机的红外发射与接收系统近距离通讯 作者：彭成背景：随着电子科技的发展，在工业控制中，利用单片机控制控制机械，有稳定性强、实时性强等诸多优点。单片机工作时任务单一、操作简单。随着控制系统越来越复杂，需要多个单片机控制同一个系统，可能在控制系统控制区域不同，考虑到信号的传输时间和传输质量。利用普通导线传输信号在工业恶劣的环境中极其容易受到干扰，可能由于机械的高速工作造成

5、严重后果。所以利用红外线传输信号的抗干扰性强，速度快等优点，可以避免导线传输的缺点。红外线技术实现无线数据传输成本低廉、连接方便、简单易用、结构紧凑，还可以用串口实现与PC机之间交流的功能，进行实时监控和实时控制的功能。红外线传感器用ds18b20显示用1602还有字模的液晶。主要作用：1）能够在主从机之间实现红外无线双向传输，波特率在1 200 b/s； 2）主机能通过区位输入法输入汉字，并通过红外装置传给从机，可以通过液晶显示模块来验证； 3）双机系统具有操作提示，出错检验，出错提示，超时出错检测等功能；4）通过计算机的串口和计算机建立通信，可上传和下传数据与命令。模块方案 无线数据传输模

6、块 用红外线技术实现无线数据传输。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.7525 µm 之间。一般采用红外波长在850900 nm。单片机控制模块 选用单片机作为系统的核心部件，实现控制与处理的功能，如图所示。单片机具有资源丰富、速度快、编程容易等优点。利用单片机内部的随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM及其引脚资源，外接红外接收发送装置,液晶显示模块（LCM）,键盘输入等实现数据的处理传输和显示，基本上能实现设计指标。数据显示模块 数据显示模块的首选应该是液晶显示模块，因为它能够方便、明了地证明传输数据的正确性。本系统重点在于无线传输，需要证明字符的发送与接收的功

7、能，为了试验的简便和把花费降到最低，数据显示模块采用内带字库的LCM显示。 数据输入模块 本系统要用到区位输入法，再加上系统功能键，用到的键较多，但为了节省单片机的I/O资源，在这里，采用4×4矩阵键盘，用逐行扫描法实现对键盘的监控。 系统硬件设计 本系统主机硬件以AT89C52 为主控制模块， 以键盘、 LCD模块、 红外线发送装置、 ds18b20红外接收装置为受控模块。从机也以AT89C52为主控模块，以LCD模块，红外线接收发送装置为受控模块。为了便于通过串口与计算机通信，还在从机内设置了电平转换模块。 用点AT89C52的P1口高4位作为矩阵键盘的横向接口，底4位作为单片机

8、列项接口。P2口和P3口作为LCD模块接口。P0.0 与P0.1作为红外接收模块的接口，在加电源，晶振等外围电路。系统软件设计 软件总体流程图 单片机程序分从机和主机两部分。用C语编写，模块化设计，可实现键盘检测，数据收发，数据显示，并提供相应的操作提示及出错显示。 单片机从机和主机的总流程图如下图。 主机：既可以向从机发送汉字、命令，也可以要求从机发送数据，主机进行接收。主机的总流程图见图一。 从机：接收数据，根据数据类型判断所要做的动作。可以接收主机的数据， 并显示， 也可以发送数据给主机， 实现双向通信 （半双工） 。从机总流程图见图二。 图一：主机流程 图二：从机流程 主从式程序有两种

9、编写方法：一种是软件中断法，从机收到主机发来地址时就使RI 置1， 从机响应串行口中断后就在中断服务程序中实现与主机的联络和通信；另一种是查询法，从机通过查询RI和TI 状态来实现数据的接收和发送。单片机使用多机通信时，做主机的 SM2 应设定为 0，从机的SM2应设定为1。 主机发送并被从机接收的信息，用于指示需要和主机通信的从机地址，由串行数据第9位为“1”来标志。由于从机的SM2=1，故每个从机总能在 RI=0 时收到主机发来的地址（因为串行数据的第 9位为“1” ） ，并进入各自的中断服务程序。在中断服务程序中，从机把接收到的从机地址和它的本机地址进行比较，只有比较成功的从机才可以和主

10、机进行通信。被寻址的从机在程序中使SM2=0，以便接收随之而来的数据或命令（RB8=0） 。上述过程进一步归结如下： 1）主机的 SM2=0；从机的 SM2=1,以便接收主机发来的地址。 2）主机给从机发送地址时，第9数据位应设置为1，以指示从机接收这个地址。 3）从机在 SM2=1、RB8=1 和 RI=0 时，接收主机发来的从机地址，进入相应的中断服务程序，并与本地址相比较，以便确认是否为被寻址从机。 4) 过指令清除SM2，以便正常接收数据，并向主机发回接收到的从机地址，供主机核对。完成主机和从机之间的数据通信，从机在完成通信后重新使 SM2=1，并退出中断服务程序，等待下次通信。通信方

11、式 红外通信需采用异步半双工方式，即通信的某一方发送和接收是交替进行的。这里设置单片机的串行口采用方式3 通信；通信的数据格式为每帧11 位，包括1 位起始位、8 位数据位、1 位奇偶校验位和1 位停止位；片内定时器T1 作为波特率发生器， 选择传送的波特率为1 200 b/s，则定时器T1 的初值应设置为TL1=TH1= E8H。 程序代码：单片机键盘模块测试程序：（在开发板上测试的）#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit dula=P26;sbit wela=P27;sb

12、it key1=P34;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0;uchar num,temp,num1;void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);uchar keyscan();void display(uchar aa);void main()num=17;dula=1;P0=0;dula=0;wela=1;P0=0xc0;wela=0;while

13、(1)display(keyscan();void display(uchar aa)dula=1;P0=tableaa-1;dula=0;uchar keyscan()P3=0xfe;temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)temp=P3;switch(temp)case 0xee:num=1;break;case 0xde:num=2;break;case 0xbe:num=3;break;case 0x7e:num=4;break;wh

14、ile(temp!=0xf0)temp=P3;temp=temp&0xf0;P3=0xfd;temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)temp=P3;switch(temp)case 0xed:num=5;break;case 0xdd:num=6;break;case 0xbd:num=7;break;case 0x7d:num=8;break;while(temp!=0xf0)temp=P3;temp=temp&0xf0;P

15、3=0xfb;temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)temp=P3;switch(temp)case 0xeb:num=9;break;case 0xdb:num=10;break;case 0xbb:num=11;break;case 0x7b:num=12;break;while(temp!=0xf0)temp=P3;temp=temp&0xf0;P3=0xf7;temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)temp=P3;switch(temp)case 0xe7:num=13;break;case 0xd7:num=14;break;case 0xb7:num=15;break;case 0x77:num=16;break;while(temp!=0xf0)temp=P3;temp=t