電腦遙控器設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1選題意義(1)</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(1)</p><p>　　1.3 電腦遙控器總體設(shè)計方案(2)</p><p>&l

2、t;b>　　2 紅外遙控</b></p><p>　　2.1 遙控技術(shù)(3)</p><p>　　2.2 紅外遙控簡介（IR Remote Control）(3)</p><p>　　2.3 紅外遙控常用載波頻率(3)</p><p>　　2.4 紅外遙控的特點(3)</p><p>　　2.

3、5 無線遙控距離的影響因素(4)</p><p>　　2.6 工業(yè)無線遙控器的應(yīng)用領(lǐng)域(4)</p><p><b>　　3 硬件選擇</b></p><p>　　3.1 紅外信號接收模塊的選擇(4)</p><p>　　3.1.1 認識紅外線(5)</p><p>　　3.1.2紅外線發(fā)

4、射和接收器件選擇(6)</p><p>　　3.2 蜂鳴器選擇(8)</p><p>　　3.2.1 蜂鳴器的介紹(8)</p><p>　　3.2.2蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理(8)</p><p>　　3.2.3. 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器(9)</p><p>　　3.3主控芯片的選擇(9)</p>

5、<p>　　3.3.1主要特性(10)</p><p>　　3.3.2管腳說明(11)</p><p>　　3．3.3振蕩器特性(13)</p><p>　　3.3.4芯片擦除(13)</p><p>　　3.4 三端穩(wěn)壓器LM7805選擇(14)</p><p>　　3.5 電平轉(zhuǎn)換器件MAX2

6、32(15)</p><p>　　3.5.1 引腳排列(16)</p><p>　　3.5.2 邏輯符號(16)</p><p>　　3.5.3 MAX232相關(guān)特性(16)</p><p>　　4 電腦遙控器硬件電路設(shè)計</p><p>　　4.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計(17)</p><

7、;p>　　4.1.1 電源部分電路設(shè)計(17)</p><p>　　4.1.2 復(fù)位電路(18)</p><p>　　4.1.3 時鐘電路(19)</p><p>　　4.2紅外接收電路設(shè)計(19)</p><p>　　4.3信號顯示電路(20)</p><p>　　4.4 聲音提示電路(22)<

8、;/p><p>　　4.5 串行通訊電路(22)</p><p>　　4.6 電腦遙控器設(shè)計總圖(23)</p><p>　　4.7 電腦遙控器硬件設(shè)計圖(24)</p><p>　　5 紅外解碼及上位機通訊程序設(shè)計</p><p>　　5.1 電腦遙控器紅外解碼及上位機通訊程序設(shè)計相關(guān)說明(24)</p&g

9、t;<p>　　5.2 根據(jù)以上要求做程序設(shè)計框圖如下：(25)</p><p>　　5.3 相關(guān)程序(26)</p><p><b>　　6 硬件調(diào)試</b></p><p>　　6.1 從匯編程序到十六進制文件(29)</p><p>　　6.1.1 匯編軟件MASM51(29)</p&g

10、t;<p>　　6.1.2 進行匯編(30)</p><p>　　6.2 程序燒錄(31)</p><p>　　6.3 硬件上電測試(32)</p><p><b>　　7 結(jié)論</b></p><p><b>　　參考文獻(35)</b></p><p&g

11、t;<b>　　致謝(36)</b></p><p><b>　　附錄(37)</b></p><p>　　附錄A：電腦遙控器程序清單(37)</p><p>　　附錄B: 電腦遙控器原理圖(40)</p><p>　　附錄C：電腦遙控設(shè)計實物圖(41)</p><p&

12、gt;　　電腦遙控器設(shè)計（硬件）</p><p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1選題意義</b></p><p>　　紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設(shè)備、空調(diào)以及玩具等其它

13、小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙</p><p>　　控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不</p><p>　　僅可靠而且能有效地隔離電氣干擾。</p><p>　　此課題是實現(xiàn)計算機遙控的基礎(chǔ)，一個完整的紅外控制系統(tǒng)由計算機，串行口，紅外接口模塊，紅外發(fā)射模塊等部分組成。在實現(xiàn)紅外信號的傳輸過程中，紅外信號的解碼顯得尤為重要。要解

14、決紅外信號解碼問題，可以采用多種不同的解碼電路，而尤其以使用單片機制作解碼電路顯得簡潔可靠，此選題對于在設(shè)計方面對單片機的軟硬有一定達到掌握。</p><p>　　選擇這個課題不僅能夠?qū)纹瑱C的知識有更深刻的了解，同時也能夠應(yīng)它來解決實際問題，我認為這個選題很有意義。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢</p><p>　　紅外通信由來已久,但是進

15、入90年代,這一通信技術(shù)有了更進一步的發(fā)展,應(yīng)用范圍更加廣泛。 1995年，一個由部件、計算機系統(tǒng)、外圍設(shè)備和電信廠商組成的大型集團—紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(IrDA)就紅外通信的一套標準達成一致。</p><p>　　1996年5月，美國新澤西州恩格爾伍德的Canon公司采用紅外(IR)光，生產(chǎn)出一種紅外射束通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)中每個分系統(tǒng)的組成單元都有一臺射束設(shè)備或收發(fā)信機、一臺控制設(shè)備或基站設(shè)備。但是，其中一個分系統(tǒng)傳送

16、數(shù)據(jù)，而另一個設(shè)計成傳送視頻和話音。</p><p>　　1996年3月，紐約州紐約市的Unitel電視公司首次采用IR射束發(fā)射視屏信號，并通過開設(shè)雙向傳送的射束發(fā)射設(shè)備來延伸紅外發(fā)射距離，將輸出信號發(fā)送至7GHz的微波發(fā)射機，通過微波發(fā)射機將信號發(fā)送至更遠的接收站。</p><p>　　目前，符合紅外通信標準要求的數(shù)字數(shù)據(jù)助理設(shè)備已推向市場，然而未來的紅外通信技術(shù)的潛力將通過個人通信系統(tǒng)

17、(PCS)和全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來。</p><p>　　1.3 電腦遙控器總體設(shè)計方案</p><p>　　本設(shè)計包括了六個小的電路塊，即單片機最小系統(tǒng)，電源電路，紅外接收電路，由發(fā)光二極管組成的顯示電路，由蜂鳴器構(gòu)成的聲音提示電路，串行通信電路等。其中，在單片機最小系統(tǒng)中，復(fù)位電路工作方式采用上電自動復(fù)位，時鐘電路采用12MHZ的晶振作為系統(tǒng)軟件及硬件調(diào)試的

18、工作時鐘。電源電路采用由核心器件LM7805構(gòu)成的穩(wěn)壓電路，此電路負責(zé)為單片機及其它外圍元件提供電源。紅外信號接收電路采用由一體化的紅外線接收模塊LT0038A構(gòu)成的電路，當(dāng)遙控器發(fā)出紅外信號時，紅外模塊能接收到信號且通過單片機INT0端口送到單片機，通過單片機內(nèi)部已經(jīng)編好的程序?qū)Σ蹲降男盘柦獯a。二極管顯示電路采用8個共陽極的紅色發(fā)光二極管構(gòu)成，當(dāng)發(fā)送不同的紅外信號時，發(fā)光二極管以不同的序列點亮。蜂鳴器電路作用在于，當(dāng)解碼電路成功解碼時

19、，發(fā)出滴答聲以提示解碼成功。串行通信電路采用以電平轉(zhuǎn)換器件MAX232作為核心器件的電路構(gòu)成，用于將解碼得到的按鍵值傳送到電腦中。</p><p>　　系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 電腦遙控器硬件結(jié)構(gòu)總體框圖</p><p><b>　　2 紅外遙控</b></p><p><

20、b>　　2.1 遙控技術(shù)</b></p><p>　　遙控技術(shù)，是指實現(xiàn)對被控目標的遙遠控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應(yīng)用到計算機系統(tǒng)中。</p><p>　　2.2 紅外遙控簡介（IR Remote Co

21、ntrol）</p><p>　　紅外遙控系統(tǒng)是利用波長為0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的遙控設(shè)備。</p><p>　　常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。</p><p>　　發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光

22、。</p><p>　　目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940nm左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。</p><p>　　接收部分的主要元件為紅外接收二極管，一般有圓形和方形兩種。在實際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度。</p><p>　　由于紅外發(fā)光

23、二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路，最近幾年大多都采用成品紅外接收頭。</p><p>　　成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一種是塑料封裝。均有三只引腳，即電源正（VDD）、電源負（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VOUT）。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同，可參考廠家的使用說明。成品紅外接收頭的優(yōu)點是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外

24、殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。但在使用時注意成品紅外接收頭的載波頻率。</p><p>　　2.3 紅外遙控常用載波頻率</p><p>　　紅外遙控常用載波頻率為38kHz，這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振來決定的。在發(fā)射端要對晶振進行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz、40kHz、

25、56kHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。</p><p>　　2.4 紅外遙控的特點</p><p>　　紅外特點是是不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備。由于其無法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進行多路遙控。因此，現(xiàn)在紅外遙控在家用電器、室內(nèi)近距離（小于10米）遙

26、控中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　2.5 無線遙控距離的影響因素</p><p>　　影響無線電遙控距離（Remote distance of RF Remote Control）的因素主要有如下幾點：</p><p>　　1、發(fā)射功率：發(fā)射功率大則距離遠，但耗電大，容易產(chǎn)生干擾；</p><p>　　2、接收靈敏度：接收器的接收靈

27、敏度提高，遙控距離增大，但容易受干擾造成誤動或失控；</p><p>　　3、天線：采用直線型天線，并且相互平行，遙控距離遠，但占據(jù)空間大，在使用中把天線拉長、拉直可增加遙控距離；</p><p>　　4、高度：天線越高，遙控距離越遠，但受客觀條件限制；</p><p>　　5、阻擋：目前使用的無線遙控器使用國家規(guī)定的UHF頻段，其傳播特性和光近似，直線傳播，繞射較

28、小，發(fā)射器和接收器之間如有墻壁阻擋將大大打折遙控距離，如果是鋼筋混泥土的墻壁，由于導(dǎo)體對電波的吸收作用，影響更甚。</p><p>　　2.6 工業(yè)無線遙控器的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　無線遙控在工業(yè)方面的應(yīng)用主要包括如下：</p><p>　　1、工業(yè)行車：工業(yè)用行車是遙控系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一，以德國為例，占遙控系統(tǒng)每年產(chǎn)量的40%左右；特別是冶金、汽車制

29、造、造紙廠、物料倉庫等新增行車幾乎全部配備工業(yè)無線遙控器；</p><p>　　2、汽車吊、隨車吊：通常，大型汽車吊遙控系統(tǒng)還配置了數(shù)據(jù)反饋裝置，反饋裝置可將運行參數(shù)（如負荷、起重臂長、負荷力矩、油溫，壓力，角度等）顯示在發(fā)射系統(tǒng)顯示屏上，操作人員可根據(jù)顯示數(shù)據(jù)來監(jiān)控吊車；</p><p>　　3、混凝土泵車：混凝土泵車操作時因控制臺距澆注作業(yè)面有幾十米（甚至上百米），傳統(tǒng)的操作方式需數(shù)人

30、配合才能完成，由于效率低，限制了混凝土泵車的性能發(fā)揮；對于長距離、大排量的大型泵車，矛盾更為突出；采用工業(yè)無線遙控器可以最大地發(fā)揮整機的性能，泵車司機在工作地點駕車定位后，即可用攜帶遙控系統(tǒng)依次操作泵車的各個動作，如布料桿的左右回轉(zhuǎn)，多級桿的變幅升降等。操作人員可攜帶發(fā)射系統(tǒng)，遠離泵車控制臺，直接站在軟管噴口附近，控制布料桿的動作和混凝土泵的運作；</p><p>　　4、礦山機械：對于礦井里能見度較低的場合下，

31、可選用配有反饋裝置的工業(yè)無線遙控器控制液壓機械。即使在能見度較低、環(huán)境惡劣的地方，也可以方便控制重型鑿巖機架鉆孔作業(yè)。操作員可以選擇最近的地點對位鉆孔，而不必呆在距鉆孔作業(yè)點十米以外的鉆孔機的操作臺上。無線電控制裝置采用IP65保護標準完全適應(yīng)在潮濕和含鹽的環(huán)境中使用。大大增加了操作的安全性、舒適性和準確性，節(jié)約投資，提高了效率；</p><p>　　5、專用機械如：煉鋼廠清渣裝載機，采用工業(yè)無線遙控器對裝載機進

32、行遙控改造，在不改變現(xiàn)有手動操作方式的前提下，百分之百模擬原履帶裝載機的機械動力性能和作業(yè)功能，達到無人駕駛完成清渣作業(yè)的目的。操作員帶著輕巧的發(fā)射機，自由選擇最佳的視覺位置，遙控的裝載機在清渣作業(yè)中運行自如。遙控裝載機的成功運用消除了以往環(huán)境惡劣，視線不清，高溫落渣帶來的事故隱患，使操作人員從惡劣的環(huán)境中解脫出來，提高了清渣作業(yè)效率、改善冶金工人的工作環(huán)境，降低工人的勞動強度；</p><p>　　6、建筑塔吊

33、：在歐洲、北美超過60%的建筑回轉(zhuǎn)式塔吊采用無線遙控方式控制，不僅在設(shè)備制造時節(jié)省成本（無空中操作臺），安全性和可靠性也得到充分保障，提高了施工效率；</p><p>　　7、其它方面：隨著工業(yè)無線遙控器技術(shù)的發(fā)展，在裝載機、調(diào)車機車、液壓機械和移動車輛港口裝卸船機等設(shè)備中，工業(yè)無線遙控器都得到了廣泛應(yīng)用，市場前景極為廣闊。</p><p><b>　　3 硬件選擇</b&

34、gt;</p><p>　　3.1 紅外信號接收模塊的選擇</p><p>　　3.1.1 認識紅外線</p><p>　　在選擇紅外信號接收模塊之前，有必要先講下紅外線。紅外線又稱紅外光波，在電磁波譜中，光波的波長范圍為0.01um~1000um。根據(jù)波長的不同可分為可見光和不可見光，波長為0.38um~0.76um的光波可為可見光，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、

35、紫七種顏色。如圖3.1所示</p><p><b>　　圖3.1紅外光譜</b></p><p>　　光波為0.01um~0.38um的光波為紫外光(線)，波長為0.76um~1000um的光波為紅外光(線)。紅外光按波長范圍分為近紅外、中紅外、遠紅外、極紅外4類。紅外線遙控是利用近紅外光傳送遙控指令的，波長為0.76um~1.5um。用近紅外作為遙控光源，是因為目前

36、紅外發(fā)射器件(紅外發(fā)光管)與紅外接收器件(光敏二極管、三極管及光電池)的發(fā)光與受光峰值波長一般為0.8um~0.94um，在近紅外光波段內(nèi)，二者的光譜正好重合，能夠很好地匹配，可以獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。</p><p>　　然后這是紅外遙控的原理，紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射雕紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的

37、電信號，再送后置放大器。</p><p>　　發(fā)射機一般由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)制電路、驅(qū)動電路、發(fā)射電路等幾部分組成。當(dāng)按下指令鍵或推動操作桿時，指令編碼電路產(chǎn)生所需的指令編碼信號，指令編碼信號對載體進行調(diào)制，再由驅(qū)動電路進行功率放大后由發(fā)射電路向外發(fā)射經(jīng)調(diào)制定指令編碼信號。 </p><p>　　接收電路一般由接收電路、放大電路、調(diào)制電路、指令譯碼電路、驅(qū)動電路、執(zhí)行電路

38、(機構(gòu))等幾部分組成。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調(diào)制的編碼指令信號接收下來，并進行放大后送解調(diào)電路，解調(diào)電路將已調(diào)制的指令編碼信號解調(diào)出來，即還原為編碼信號。指令譯碼器將編碼指令信號進行譯碼，最后由驅(qū)動電路來驅(qū)動執(zhí)行電路實現(xiàn)各種指令的操作控制（機構(gòu)）。</p><p>　　在選擇紅外信號接收頭的時候，由圖可見，紅光的波長范圍為0.62μm～0.76μm，比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線遙控器就是利用波長0.76μ

39、m～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的。     紅外線的特點是不干擾其他電器設(shè)備工作，也不會影響周邊環(huán)境。電路調(diào)試簡單，若對發(fā)射信號進行編碼，可實現(xiàn)多路紅外遙控功能。</p><p>　　3.1.2紅外線發(fā)射和接收器件選擇</p><p>　　人們見到的紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管，它發(fā)出的是紅外

40、線而不是可見光，如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 紅外接收頭</p><p>　　常用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940nm左右，外形與普通φ5mm發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。一般有透明、黑色和深藍色等三種。判斷紅外發(fā)光二極管的好壞與判斷普通二極管一樣的方法。單只紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率約100mW。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率需用專用儀器測定，而業(yè)余條件下，只能憑經(jīng)驗用

41、拉距法進行粗略判定。</p><p>　　接收電路的紅外接收管是一種光敏二極管，使用時要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作而獲得高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率較小，紅外接收二極管收到的信號較弱，所以接收端就要增加高增益放大電路。然而現(xiàn)在不論是業(yè)余制作或正式的產(chǎn)品，大都采用成品的一體化接收頭，如圖3.2所示。紅外線一體化接收頭是集紅外接收、放大、濾波和比較器輸出

42、等的模塊，性能穩(wěn)定、可靠。所以，有了一體化接收頭，人們不需要再制作接收放大電路，這樣紅外接收電路不僅簡單而且可靠性大大提高。 </p><p>　　圖3.2是常用兩種紅外接收頭的外形，均有三只引腳，即電源正VDD、電源負(GND)和數(shù)據(jù)輸出(Out)。接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同，圖3.2列出了因接收頭的外形不同而引腳的區(qū)別。</p><p>　　紅外接收頭的主要參數(shù)如下

43、：</p><p>　　工作電壓：4.8～5.3V</p><p>　　工作電流：1.7～2.7mA</p><p>　　接收頻率：38kHz</p><p>　　峰值波長：980nm</p><p><b>　　靜態(tài)輸出：高電平</b></p><p>　　輸出低電平：≤

44、0.4V</p><p>　　輸出高電平：接近工作電壓</p><p>　　在本部分設(shè)計中，我選擇了一體化的紅外接收頭LT0038A， 它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號時為高電平，收到紅外信號時為低電平，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。元

45、件封裝圖及元件相關(guān)管腳圖如下圖3.3和圖3.4所示：</p><p>　　圖3.3：紅外接收頭 圖3.4紅外接收頭管腳圖</p><p><b>　　3.2 蜂鳴器選擇</b></p><p>　　3.2.1 蜂鳴器的介紹</p><p>　　蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊

46、響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”表示。</p><p>　　3.2.2蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理</p><p>　　1．壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式

47、蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。</p><p>　　多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.5~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。</p><p>　　壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。</p><p

48、>　　2．電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。</p><p>　　接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性振動發(fā)聲。</p><p>　　3.2.3. 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器</p><p>　　兩種蜂鳴器好像一樣，但仔細看，兩者的高度略有區(qū)別，有

49、源蜂鳴器a，高度為9mm，而無源蜂鳴器b的高度為8mm。如將兩種蜂鳴器的引腳郡朝上放置時，可以看出有綠色電路板的一種是無源蜂鳴器，沒有電路板而用黑膠封閉的一種是有源蜂鳴器。</p><p>　　進一步判斷有源蜂鳴器和無源蜂鳴器，還可以用萬用表電阻檔Rxl檔測試:用黑表筆接蜂鳴器 "+"引腳，紅表筆在另一引腳上來回碰觸，如果觸發(fā)出咔、咔聲的且電阻只有8Ω(或16Ω)的是無源蜂鳴器;如果能發(fā)出持續(xù)

50、聲音的，且電阻在幾百歐以上的，是有源蜂鳴器。</p><p>　　有源蜂鳴器直接接上額定電源(新的蜂鳴器在標簽上都有注明)就可連續(xù)發(fā)聲;而無源蜂鳴器則和電磁揚聲器一樣，需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。</p><p>　　根據(jù)單片機是使用電源電壓的大小，選擇額定電壓大小為5.0V的通用由方波驅(qū)動的普通蜂鳴器，此蜂鳴器實物圖如下3.5所示：</p><p>　　圖3.

51、5蜂鳴器實物圖（紅色）</p><p>　　3.3主控芯片的選擇</p><p>　　MCS-51單片機是美國INTE公司于1980年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 8031（內(nèi)部沒有程序存儲器，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰）和8751等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS-51內(nèi)核系列兼容的單片機仍是應(yīng)用的主

52、流產(chǎn)品（比如目前流行的89S51、已經(jīng)停產(chǎn)的89C51等），各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與MCS-51單片機作為代表進行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。</p><p>　　有些文獻甚至也將8051泛指MCS-51系列單片機，8051是早期的最典型的代表作，由于MCS-51單片機影響極深遠，許多公司都推出了兼容系列單片機，就是說MCS-51內(nèi)核實際上已經(jīng)成為一個8位單片機的標準。</p><p>　　其他的

53、公司的51單片機產(chǎn)品都是和MCS-51內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而已。同樣的一段程序，在各個單片機廠家的硬件上運行的結(jié)果都是一樣的，如ATMEL的89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89S51， PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（華邦）等，我們常說的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51單片機，同時是在原基礎(chǔ)上增強了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲器的內(nèi)容至少可以改寫1000次）存儲器取帶了原來的ROM（一次性寫

54、入），AT89C51的性能相對于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。</p><p>　　在對單片機說明時，先對典型的單片機芯片予以介紹，在學(xué)習(xí)單片機的初期，都是以AT89C51為例子予以介紹，由于AT89C51單片機使用8051內(nèi)核，對AT89C51的特性代表了所有51系列單片機的特征。</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash P

55、rogrammable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p><b&

56、gt;　　3.3.1主要特性</b></p><p>　　·與MCS-51 兼容</p><p>　　·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器</p><p>　　·壽命：1000寫/擦循環(huán)</p><p>　　·數(shù)據(jù)保留時間：10年</p><p>　　·全靜態(tài)工作：0

57、Hz-24Hz</p><p>　　·三級程序存儲器鎖定</p><p>　　·128*8位內(nèi)部RAM</p><p>　　·32可編程I/O線</p><p>　　·兩個16位定時器/計數(shù)器</p><p><b>　　·5個中斷源</b><

58、;/p><p><b>　　·可編程串行通道</b></p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 </p><p><b>　　3.3.2管腳說明</b></p><p><b>　　VCC：供

59、電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏極開路雙向I/O口，每個引腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼

60、，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖

61、器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng)P2口用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。</

62、p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：</p><p>　　P3口管腳具備功能：</p>

63、;<p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　3.4 T0（記時器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時器

64、1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p&g

65、t;　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，

66、該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加

67、密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　3．3.3振蕩器特性</p><p>

68、;　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p><b>　　3.3.4芯片擦除</b></p><p>　　整個EPROM

69、陣列和三個鎖定位的上電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容

70、并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。</p><p>　　雖然C51系列單片機有如此多的優(yōu)點，然而，在市場化方面，89C51倍受PIC單片機陣營的挑戰(zhàn)，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續(xù)MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，現(xiàn)在，89S51目前已經(jīng)成為了實際應(yīng)用市場上的新寵兒，作為市場占有率第一的

71、Atmel目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進行了改進，89S51采用0.35μm新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競爭力。89SXX可以像下兼容89CXX等51系列芯片。同時，Atmel不再接受89CXX的定單，目前，市場上見到的89C51實際都是Atmel前期生產(chǎn)的巨量庫存而以。 </p><p>　　89S51相對于89C51增加的新功能包括：</p>

72、;<p>　　增加了很多新的功能，性能有了較大提升，價格卻基本不變，甚至比89C51更低。</p><p>　　ISP在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個強大易用的功能。</p><p>　　工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率只有24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。<

73、;/p><p>　　具有雙工UART串行通道。</p><p>　　內(nèi)部集成看門狗計時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。</p><p><b>　　雙數(shù)據(jù)指示器。</b></p><p><b>　　電源關(guān)閉標識。</b></p><p>　　全新的加密算法

74、，這使得對于89S51的解密變?yōu)椴豢赡埽绦虻谋Ｃ苄源蟠蠹訌?，這樣就可以有效的保護知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。</p><p>　　兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說所有教科書、網(wǎng)絡(luò)教程上的程序（不論教科書上采用的單片機是8051還是89C51還是MCS-51等等），在89S51上一樣可以照常運行，這就是所謂的向下兼容。</p><p

75、>　　在畢業(yè)設(shè)計的過程中，主要考慮到單片程序燒錄的便捷性，單片機與PC機之間雙工通訊的簡易性，我選擇了S系列芯片中的AT89S52RC作為主控芯片。</p><p>　　3.4 三端穩(wěn)壓器LM7805選擇</p><p>　　電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78 ×× 系列和負電壓輸出的79××系列。顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)

76、壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子像是普通的三極管，TO- 220 的標準封裝，也有9013樣子的TO-92封裝。</p><p>　　用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為

77、正6V，7909表示輸出電壓為負9V。</p><p>　　因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。</p><p>　　在實際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。</p><p>　　當(dāng)制作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起

78、來，使其最大輸出電流為N個1.5A，但應(yīng)用時需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。</p><p>　　在78 ** 、79 ** 系列三端穩(wěn)壓器中最常應(yīng)用的是TO-220 和TO-202 兩種封裝。這兩種封裝的圖形以及引腳序號、引腳功能如圖圖3.6所示。</p><p

79、>　　圖3.6 78××穩(wěn)壓管引腳及封裝</p><p>　　圖中的引腳號標注方法是按照引腳電位從高到底的順序標注的。這樣標注便于記憶。引腳 ①為最高電位，③腳為最低電位，②腳居中。從圖中可以看出，不論正壓還是負壓，②腳均為輸出端。對于78**正壓系列，輸入是最高電位，自然是①腳，地端為最低電位，即③腳，對與79**負壓系列，輸入為最低電位，自然是③腳，而地端為最高電位，即①腳。<

80、;/p><p>　　此外，還應(yīng)注意，散熱片總是和最低電位的第③腳相連。這樣在78**系列中，散熱片和地相連接，而在79**系列中，散熱片卻和輸入端相連接。</p><p>　　3.5 電平轉(zhuǎn)換器件MAX232</p><p>　　MAX232是一種把電腦的串行口RS232信號電平（-10 ，+10v）轉(zhuǎn)換為單片機所用到的TTL信號點平（0 ，+5）的芯片。</p&

81、gt;<p><b>　　芯片特點：</b></p><p><b>　　單5V電源工作</b></p><p>　　LinBiCMOS工藝技術(shù)</p><p>　　兩個驅(qū)動器及兩個接收器</p><p><b>　　±30V輸入電平</b></p

82、><p>　　低電源電流，典型值是8mA</p><p>　　符合甚至優(yōu)于ANSI標準EIA/TIA-232-E及推薦標準V.28</p><p>　　可與MAXim公司的MAX232互換</p><p>　　ESD保護大于MIL-STD-883標準的2000V</p><p>　　3.5.1 引腳排列</p>

83、<p>　　圖3.7 MAX232引腳</p><p>　　3.5.2 邏輯符號</p><p>　　圖3.8 MAX232邏輯符號</p><p>　　3.5.3 MAX232相關(guān)特性</p><p>　　輸入電源電壓范圍，VCC—0.3V至6V</p><p>　　正輸出電源電壓范圍，Vs+

84、Vcc-0.3V至15V</p><p>　　負輸出電源電壓范圍，Vs-- 0.3V至- 15V</p><p>　　輸入電壓范圍，VI： 驅(qū)動器- 0.3V至Vcc+0.3</p><p><b>　　接收器±30V </b></p><p>　　輸出電壓范圍,VO： T1OUT，T2OUT

85、Vs—0.3V至Vs++0.3V</p><p>　　R1OUT, R2OUT —0.3V至Vcc+0.3V</p><p>　　短路持續(xù)時間：T1OUT，T2OUT 未限制</p><p>　　工作溫度（自然通風(fēng)）范圍：TA：MAX2320℃至85℃</p><p>　　3.5.4 MAX2

86、32實物圖</p><p>　　圖3.9 MAX實物圖</p><p>　　4 電腦遙控器硬件電路設(shè)計</p><p>　　4.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　4.1.1 電源部分電路設(shè)計</p><p>　　要能成為獨立的單片機系統(tǒng)，首先就要擁有能夠提供系統(tǒng)正常工作的抗干擾直流穩(wěn)壓電源。即要求設(shè)計的電路能

87、夠?qū)⑼獠抗╇婋娫崔D(zhuǎn)變?yōu)?V直流電，本設(shè)計中包括常用15V直流電源，濾波電容，LM7805三端穩(wěn)壓模塊，普通電容。15V直流電通過一個開關(guān)后，通過一個極性電容C1和一個普通電容C2組成的濾波電路，用于濾去外部直流電源輸出電路中的紋波。</p><p>　　濾波電路有兩種形式：一是電容濾波電路，一是電感濾波電路。因為電抗元件在電路中有儲能作用，并聯(lián)的電容器C在電源供給的電壓升高時，能把部分能量儲藏起來，而電源電壓降低

88、時，就能把能量釋放出來，是負載電壓比較平滑，即電容C具有平波的作用。與負載串聯(lián)的電感L，當(dāng)電容供給的電流增加時，它把能量儲存起來，而當(dāng)電流減小時，又把能量釋放出來，使負載電流比較平滑，即電感L也具有平波的作用。但是電容濾波電路多用于小功率電源中，電感濾波電路則多用于較大功率的電源中。所以在這個設(shè)計中我選用的是電容濾波電路。之后，通過三端集成穩(wěn)壓器來穩(wěn)定輸出電壓，使其輸出的電壓有可靠地精度和穩(wěn)定性。其中電路中接入普通電容C3來實現(xiàn)頻率補償

89、，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和抑制電路引入的高頻干擾。極性電容C4是電解電容，用于減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾信號。我采用的是三端集成穩(wěn)壓器的典型電路接法，這樣我們就可以得到一個相對不受外界干擾的5V直流電源。給整個紅外遙控系統(tǒng)帶來了更好的工作環(huán)境。經(jīng)過整體的設(shè)計的設(shè)計思路，得到具體電路圖如圖4.1所示.</p><p><b>　　圖4.1 電源電路</b></p>

90、;<p>　　4.1.2 復(fù)位電路</p><p>　　計算機在啟動運行時都需要復(fù)位，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。MCS-51單片機有一個復(fù)位引腳RST，它是施密特觸發(fā)輸入，只要RST保持高電平，MCS-51保持復(fù)位狀態(tài)，AT89S51RC此時的P1, P2, P3口都輸出高電平。當(dāng)RST變成低電平后，退出復(fù)位，CPU從初始狀態(tài)開始工作。<

91、;/p><p>　　我們使用的是COMS型的51單片機，要使RST在上電的時候得到一個高電平，復(fù)位電路由22UF的電容和1K的電阻及IN4148二極管組成，以前教科書上常推薦用10UF電容和10K電阻組成復(fù)位電路，這里根據(jù)實際經(jīng)驗選用22UF的電容和1K的電阻，其好處是在滿足單片機可靠復(fù)位的前提下降低了復(fù)位引腳的對地阻抗，可以顯著增強單片機復(fù)位電路的抗干擾能力。二極管的作用是起快速泄放電容電量的功能，滿足短時間多次復(fù)

92、位都能成功。</p><p>　　經(jīng)過整體的設(shè)計的設(shè)計思路，得到具體電路圖如圖4.2所示。</p><p><b>　　圖4.2 復(fù)位電路</b></p><p>　　4.1.3 時鐘電路</p><p>　　時鐘電路是單片機的心臟，它控制著單片機的工作節(jié)奏。MSC-51 單片機允許的時鐘頻率因型號而異，典型值為12MH

93、Z.</p><p>　　CMOS型單片機內(nèi)部有一個帶反饋的線性反相放大器，XTAL1、XTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時鐘送至單片機內(nèi)部各個部件。在單片機的外部接一個晶振和電容后就組成了振蕩器，加電后延遲一段時間（約10ms）振蕩器起振產(chǎn)生時鐘，不受軟件控制。振蕩器產(chǎn)生的時鐘頻率主要是由晶振參數(shù)確定的。外接的兩個電容作用有兩個：一是使振蕩器起振，二是對振蕩器的頻率f

94、起微調(diào)作用（電容大，f變?。?，典型值為30PF。因為我們這次使用的單片機是AT89S52RC，所以我們就采用了這個典型的時鐘電路，其振值和電容值采用的都是典型值。則時鐘電路的電路圖如圖4.3所示：</p><p>　　圖4.3 時鐘電路原理圖</p><p>　　4.2紅外接收電路設(shè)計</p><p>　　紅外接收頭LT0038A是一種集紅外線接收、放大、整形于一體

95、的集成電路模塊，其輸出電平可直接送入單片機，其結(jié)構(gòu)內(nèi)部集成度高，外部電路連接簡單，</p><p>　　電路如下圖4.4所示：</p><p>　　圖4.4 紅外接收電路</p><p><b>　　4.3信號顯示電路</b></p><p>　　為了說明紅外解碼的效果，在設(shè)計中我使用了由LED發(fā)光二極管組成的現(xiàn)實電路，

96、LED發(fā)光二極管將電能轉(zhuǎn)變成光能，可由Ⅲ-V族半導(dǎo)體材料制成。當(dāng)工作在正向偏置狀態(tài)時，LED發(fā)光二極管與普通的二極管極其相似，其同樣具備單向?qū)щ娞匦裕煌巸H在于當(dāng)加上反向偏置時，LED發(fā)光二極管將向外發(fā)光，此時能量通過PN結(jié)的載流子過程從電能轉(zhuǎn)換為光能。</p><p>　　LED發(fā)光二極管具有亮度高、耗電小、體積小、重量輕、壽命長、可靠性高、價格便宜等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到不同的產(chǎn)品中，作為電源指示燈、系

97、統(tǒng)狀態(tài)燈、信號燈等用途。在通常工作狀態(tài)下，LED發(fā)光二極管的使用壽命保守估計約為10萬小時，部分甚至可以達到100萬小時。</p><p>　　以LED發(fā)光二極管為基礎(chǔ)部件進行組合可以得到多種不同的產(chǎn)品應(yīng)用，最常見的有如下幾種：</p><p>　?。?）將7段LED發(fā)光二極管排列成數(shù)字形，即為LED數(shù)碼管，在各種數(shù)字顯示場合得到了成功的應(yīng)用，例如電子時鐘、計時器等。</p>

98、<p>　?。?）大量LED發(fā)光二極管按照行列陣列集成到一起，通過微處理器進行控制與掃描，即為發(fā)光二極管點陣屏，可以顯示數(shù)字、字母、漢字、動畫等復(fù)雜的信息內(nèi)容，現(xiàn)也已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)的顯示應(yīng)用中，例如廣告牌、宣傳欄、信息指示牌等。</p><p>　?。?）將LED發(fā)光二極管直接制作成相應(yīng)的字母、漢字或特殊符號的形狀，只要在發(fā)光二極管兩端加上正向電壓，只需要很小的電流消耗即可顯示一些特殊的符號

99、，在各種交通指示燈、工業(yè)產(chǎn)品、機場導(dǎo)航等場合得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　對不同顏色不同亮度LED發(fā)光二極管進行選型需要了解以下的相關(guān)知識：</p><p>　?。?）LED發(fā)光二極管的光強度與電流強度成正比，一般的LED發(fā)光二極管在通過2mA電流時便開始發(fā)光。其發(fā)光顏色取決于光波長，而LED發(fā)光二極管的光波長主要與晶體材料本身和摻雜材料有關(guān)。</p><p&

100、gt;　?。?）LED發(fā)光二極管最常見的顏色是紅色、綠色、黃色和橙色，因為這幾種顏色的晶體材料和摻雜物都比較簡單，且價格便宜。</p><p>　?。?）發(fā)藍光與發(fā)白光的LED發(fā)光二極管由于材料價格較高，制作工藝復(fù)雜，一般價格與其他LED發(fā)光二極管相比價格較高，因此在各種應(yīng)用中沒有其他顏色的發(fā)光二極管使用的多。</p><p>　?。?）在進行系統(tǒng)設(shè)計時，由于紅光和綠光比較容易被肉眼識別，

101、特別是在光線比較強的場合，黃色光和橙色光并不容易看清。</p><p>　　因此綜合考慮，在使用過程中沒有特殊的要求，采用紅色光的LED發(fā)光二極管。</p><p>　　外部顯示電路采用共陽極接法，使用八個2*5毫米紅色LED構(gòu)成。</p><p>　　發(fā)光二極管與單片機的接口采用直接接口形式，每個LED發(fā)光二極管對應(yīng)單片機的一個唯一的輸出引腳，即單片機的一個輸出端

102、口（P0、P1或P2）就能夠控制8個LED發(fā)光二極管。當(dāng)相應(yīng)引腳輸出為低時，電流從VCC流入單片機，LED發(fā)光二極管開始發(fā)光，發(fā)光亮度由匹配的串聯(lián)電阻控制；當(dāng)相應(yīng)引腳輸出為高時，沒有電流通過LED發(fā)光二極管，LED發(fā)光二極管熄滅。由于單片機的引腳不能夠承受LED導(dǎo)通時的電流輸入，需要采取一定的限流措施，隨著新技術(shù)的應(yīng)用和單片機集成技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在大部分的單片機端口都集成了集電極開路的輸出電路，具備一定外部驅(qū)動能力。但是這時外接的LE

103、D發(fā)光二極管電路也必須使用電阻進行限流，否則會損壞單片機的輸出引腳，一般單片機驅(qū)動引腳能夠承受的電流輸入在10～15mA左右。為了有效保護單片機驅(qū)動輸出引腳，預(yù)留一定的安全系數(shù)，一般對LED發(fā)光二極管驅(qū)動采用的限流的電阻都要比采用10mA計算出的大，常用的典型值為560歐。電路圖如下圖4.5所示：</p><p>　　圖4.5 發(fā)光二極管顯示電路</p><p>　　4.4 聲音提示電路&

104、lt;/p><p>　　為了使紅外的解碼的效果更加清晰，有必要提供更多的提示性電路，由蜂鳴器組成的聲音提示電路為實現(xiàn)聲音提示提供了條件，具體電路圖如下圖4.6所示：</p><p>　　圖4.6聲音提示電路</p><p>　　4.5 串行通訊電路</p><p>　　利用以MAX232為核心器件構(gòu)成的電平轉(zhuǎn)換電路可以實現(xiàn)單片機TTL電平與RS2

105、32電平之間的轉(zhuǎn)換，此電路主要參照MAX232器件的官方文檔設(shè)計，為典型的MAX232電平轉(zhuǎn)換電路，為實現(xiàn)串行通訊提供了條件，電路圖如圖4.7 所示：</p><p>　　圖4.7 串口通訊電路原理圖</p><p>　　4.6 電腦遙控器設(shè)計總圖</p><p>　　根據(jù)以上部分電路的設(shè)計得最終電路設(shè)計總圖如圖4.8圖所示：</p><p&g

106、t;　　圖4.8 電路設(shè)計總圖</p><p>　　4.7 電腦遙控器硬件設(shè)計圖</p><p>　　根據(jù)已設(shè)計的電腦遙控器系統(tǒng)原理圖設(shè)計的硬件實物圖如下圖4.9所示：</p><p>　　圖4.9 電腦遙控器實物圖</p><p>　　5 紅外解碼及上位機通訊程序設(shè)計</p><p>　　5.1 電腦遙控器紅外解碼及

107、上位機通訊程序設(shè)計相關(guān)說明 </p><p>　　根據(jù)電腦遙控器設(shè)計的要求，最終實現(xiàn)對電腦PPT文檔的簡單控制，整個過程要求單片機要實現(xiàn)四個部分的內(nèi)容，一、實現(xiàn)對遙控器紅外信號的解碼。二、將紅外解碼信號傳輸?shù)诫娔X上。三、根據(jù)解碼所獲鍵值不同，發(fā)光二極管顯示電路以不同的方式點亮顯示。四、解碼成功，蜂鳴發(fā)出一次鳴響。</p><p>　　對解碼部分程序說明如下：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為

108、0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進制的“1”</p><p>　　上述“0”和“1”組成的42位二進制碼經(jīng)38kHz的載頻進行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，</p><p>　　7461產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)

109、的42位二進制碼組，其中前26位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機種遙控碼互相干擾。后16位為8位的操作碼和8位的操作反碼用于核對數(shù)據(jù)是否接收準確。</p><p>　　當(dāng)遙控器上任意一個按鍵按下超過36ms時，LC7461芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個特定的同步碼頭，對于接收端而言就是一個9ms的低電平,和一個4.5ms的高電平，這個同步碼頭可以使程序知道從這個同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。

110、</p><p>　　解碼的關(guān)鍵是如何識別“0”和“1”，根據(jù)位定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過后，開始延時，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時必須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms,

111、否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右即可。</p><p>　　根據(jù)紅外編碼的格式，程序應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼。</p><p>　　5.2 根據(jù)以上要求做程序設(shè)計框圖如下圖圖5.1所示</p><p>　　圖5.1 程序流程框圖<

112、;/p><p><b>　　5.3 相關(guān)程序</b></p><p>　　根據(jù)紅外解碼和對解碼后鍵值的串行通訊的要求，由以上程序框圖做程序如下：</p><p>　　ORG 0000H </p><p>　　AJMP MAIN;轉(zhuǎn)入主程序</p><p>　　ORG 0003H ;外部中斷P3.2腳I