紅外線窗簾遙控控制器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 概述4</b></p><p>　　1.1 選題意義4</p><p>　　1.2 單片機(jī)的的原理及引腳功能4</p><p>　　1.3 單片機(jī)的現(xiàn)狀9</p><p>　　1.

2、4 紅外控制的工作原理和應(yīng)用13</p><p>　　1.5 智能家居的現(xiàn)狀與發(fā)展15</p><p>　　第2章 總體方案設(shè)計(jì)18</p><p>　　第3章 紅外遙控電路原理及編碼解碼16</p><p>　　3.1電路原理18</p><p>　　3.2紅外遙控解碼原理…………………………………

3、………………20</p><p>　　第4章 硬件設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.1紅外編碼及接收電路17</p><p>　　4.2單片機(jī)控制電路25</p><p>　　4.3時(shí)鐘電路和復(fù)位電路27</p><p>　　第5章 軟件設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.1主程序設(shè)

4、計(jì)28</p><p>　　5.2數(shù)據(jù)處理子程序35</p><p>　　第6章 安裝和調(diào)試38</p><p>　　第7章 總結(jié)39</p><p><b>　　致謝40</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><

5、;p><b>　　中 文 摘 要</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，生產(chǎn)工藝的飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，家用電器逐漸普及，市場對(duì)于紅外遙控控制系統(tǒng)的需求也越來越大。高精度、多功能、低功耗，是現(xiàn)代科技發(fā)展的趨勢。在這種趨勢下，窗簾的數(shù)字化、智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)研究的主導(dǎo)設(shè)計(jì)方向。萬用遙控器存儲(chǔ)有很多家電遙控器的編碼，最大缺點(diǎn)是靈活性差，即使是采用同一遙控芯片

6、的遙控器可以選取不同的識(shí)別碼（客戶碼）和命令碼（數(shù)據(jù)碼），從而構(gòu)成幾乎無數(shù)種具體的用法。新的遙控編碼組合隨新的家電機(jī)型層出不窮，導(dǎo)致采用專用集成電路（ASIC）或掩模型單片機(jī)（MaskROM MPU)制作的萬用遙控芯片總會(huì)對(duì)一些設(shè)備，而且是越來越多的設(shè)備無法起作用。學(xué)習(xí)型遙控器是將原家電遙控器對(duì)準(zhǔn)學(xué)習(xí)型遙控器的接收器逐一按鍵，從而準(zhǔn)確地記錄該遙控器的波形，應(yīng)用時(shí)再將這一波形再現(xiàn)、發(fā)射出去。這樣的優(yōu)點(diǎn)是通用性強(qiáng)，缺點(diǎn)是遙控器內(nèi)存儲(chǔ)器的容量

7、極基有限，一般只能記錄數(shù)十人鍵的波形，更換設(shè)備就更重新學(xué)習(xí)。 家電控制器不象萬用遙控器那樣具體到芯片的每一種應(yīng)用以及每個(gè)碼的功能，也不需要象學(xué)習(xí)型遙控器那樣機(jī)械地記錄每個(gè)按鍵的波形，而是綜合了遙控編碼方式的諸多因素形成特征字，將需要改</p><p>　　單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了紅外控制。隨著窗簾紅外控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的窗簾控制器應(yīng)運(yùn)而生。

8、紅外線窗簾遙控控制器是最新研制的一種高科技產(chǎn)品，它不但取代原有的無線遙控窗簾控制器，而且工作可靠，4種不同的工作方式任意選擇，數(shù)字自動(dòng)測試環(huán)境亮度，整點(diǎn)報(bào)時(shí)，電機(jī)工作鳴響提示，數(shù)碼時(shí)鐘等功能，滿足不同用戶的需要。</p><p>　　關(guān)鍵詞：紅外遙控，定時(shí)，事件，編程</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　A

9、s electronic technology industrial restructuring, the rapid development of production technology, continuous improvement of living standard, household appliances became more common, the market for infrared remote control

10、 system demand is growing. High-precision, multi-function, low power consumption, is the modern trend of technological development. In this trend, the number of curtains, intelligence has become a modern production of th

11、e dominant design direction. 10 000 with the remote storage</p><p>　　MCU in the application of electronic products have been widely used in many electronic products also use the infrared control. As the curt

12、ain infrared controller applications become increasingly wide and diverse range, all for different occasions curtain controller came into being. Infrared remote control curtain is a newly developed high-tech products, wh

13、ich not only replace the original controller, wireless remote control curtains, and be more reliable, 4 arbitrary choice of different ways of </p><p>　　Key words: infrared remote control, timing, events, pro

14、gramming</p><p>　　引 言 </p><p>　　智能家居，或稱智能住宅，以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境，盡顯便捷將家中的各種設(shè)備(如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗

15、簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等)通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間;還由原來的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。</p><p><b>　　第1章

16、概述</b></p><p><b>　　1.1 選題意義</b></p><p>　　隨著社會(huì)信息化的加快，人們的工作、生活和通訊、信息的關(guān)系日益緊密。信息化社會(huì)在改變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習(xí)慣的同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)，社會(huì)、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步更使人們的觀念隨之巨變。人們對(duì)家居的要求早已不只是物理空間，更為關(guān)注的是一個(gè)安全、方便、舒適的居家環(huán)境。&

17、lt;/p><p>　　隨著電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，生產(chǎn)工藝的飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，家用電器逐漸普及，市場對(duì)于紅外遙控控制系統(tǒng)的需求也越來越大。高精度、多功能、低功耗，是現(xiàn)代科技發(fā)展的趨勢。在這種趨勢下，窗簾的數(shù)字化、智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)研究的主導(dǎo)設(shè)計(jì)方向。單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了紅外控制。隨著窗簾紅外控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的窗簾控制器

18、應(yīng)運(yùn)而生。紅外線窗簾遙控控制器是我廠最新研制的一種高科技產(chǎn)品，它不但取代原有的無線遙控窗簾控制器，而且工作可靠， 4種不同的工作方式任意選擇，數(shù)字自動(dòng)測試環(huán)境亮度，整點(diǎn)報(bào)時(shí)，電機(jī)工作鳴響提示，數(shù)碼時(shí)鐘等功能，滿足不同用戶的需要。</p><p>　　1.2 單片機(jī)的原理及引腳功能</p><p>　　隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的CPU 、RAM 、 ROM 、定時(shí)/數(shù)器和

19、多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，因此單片機(jī)早期的含義稱為單片微型計(jì)算機(jī)，直譯為單片機(jī) 。</p><p>　　一、單片機(jī)的特點(diǎn) ：</p><p>　　1 、具有優(yōu)異的性能價(jià)格比</p><p>　　2 、集成度高、體積小、可靠性高</p><p><b>　　3 、控制功能強(qiáng)</b></p&g

20、t;<p>　　4 、低電壓、低功耗</p><p>　　二、單片機(jī)的應(yīng)用 ：</p><p>　　1 、在智能儀器儀表中的應(yīng)用：在各類儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測試的自動(dòng)化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。</p><p>　　2 、在機(jī)電一體化中的應(yīng)用：機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集機(jī)械、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一本，具

21、有智能化特征的電子產(chǎn)品。</p><p>　　3 、在實(shí)時(shí)過程控制中的應(yīng)用：用單片機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和控制，使系統(tǒng)保持最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　4 、在人類生活中的應(yīng)用：目前國外各種家用電器已普通采用單片機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制電路。</p><p>　　5 、在其它方面的應(yīng)用：單片機(jī)除以上各方面的應(yīng)用，它還廣泛應(yīng)用于辦公自動(dòng)化領(lǐng)域

22、、商業(yè)營銷領(lǐng)域、汽車及通信、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、模糊控制等各領(lǐng)域中。</p><p>　　三、單片機(jī)的基本組成 ：</p><p>　　它由 CPU 、存儲(chǔ)器（包括 RAM 和 ROM ）、 I/O 接口、定時(shí) / 計(jì)數(shù)器、中斷控制功能等均集成在一塊芯片上，片內(nèi)各功能通過內(nèi)部總線相互連接起來。</p><p>　　輸入 / 輸出引腳 P0 、 P1 、 P2 、 P3

23、的功能 ：P0.0~P0 。 7 ： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口。在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)作低 8 位地址和 8 位雙向數(shù)據(jù)總線用。在EPROM 編程時(shí)，由 P0 輸入指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證程序時(shí)，要求外接上拉電阻。 P0 能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL 負(fù)載。下面是MCS-51的結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　P1. 0 ~P1. 7 （ 1~8 腳）： P

24、1 是一上帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在 EPROM 編程和驗(yàn)證程序時(shí)，由它輸入低 8 位地址。 P1 能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載。</p><p>　　在 8032/8052 中， P1. 0 還相當(dāng)于專用功能端 T2 ，即定時(shí)器的計(jì)數(shù)觸發(fā)輸入端； P1. 1 還相當(dāng)于專用功能端T2EX ，即定時(shí)器 T2 的外部控制端。P2.0~P2.7 （ 21~28 腳）： P2 也是一上帶內(nèi)部上拉電阻

25、的 8 位雙向 I/O 口。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，由它輸出高 8 位地址。在對(duì) EPROM 編程和程序驗(yàn)證時(shí)，由它輸入高 8 位地址。 P2 可以驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載。P3. 0 ~P3. 7 （ 10~17 腳）： P3 也是一上帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口。在 MCS-51 中，這 8 個(gè)引腳還用于專門的第二功能。 P3 能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載。</p><p>　　P3. 0 RXD

26、（串行口輸入）</p><p>　　P3. 1 TXD （串行口輸出）</p><p>　　P3. 2 INT0 （外部中斷 0 輸入）</p><p>　　P3. 3 INT1 （外部中斷 1 輸入）</p><p>　　P3. 4 T0 （定時(shí)器 0 的外部輸入）</p><p>　　P3. 5 T1 （定時(shí)器 1

27、 的外部輸入）</p><p>　　P3. 6 WR （片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）</p><p>　　P3. 7 RD （片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）</p><p>　　四、MCS-51 的尋址方式：</p><p>　　1 、立即尋址 如： MOV A ， #40H</p><p>　　2 、直接尋址 如： MOV A ，

28、 3AH</p><p>　　3 、寄存器尋址 如： MOV A ， Rn</p><p>　　4 、寄存器間接尋址 如： MOV A ， @Rn</p><p>　　5 、基址加變址尋址 如： MOVC A ， @A+DPTR</p><p>　　6 、相對(duì)尋址 如： SJMP 08H</p><p>　　7 、位尋

29、址 MOV 20H ， C</p><p><b>　　五、指令：</b></p><p>　　MOV ： 片內(nèi) RAM 傳送</p><p>　　MOVX ： 片外 RAM 傳送</p><p>　　MOVC ： ROM 傳送</p><p>　　XCH ： 交換（和 A 交換）</p&g

30、t;<p>　　SWAP ： A 內(nèi)半字節(jié)交換</p><p>　　ADD ：不帶進(jìn)位加</p><p>　　ADDC ：帶進(jìn)位加</p><p>　　SUBB ：帶進(jìn)位減</p><p><b>　　INC ：加 1</b></p><p><b>　　DEC ：減 1&

31、lt;/b></p><p><b>　　MUL ：乘法</b></p><p><b>　　DIV ：除法</b></p><p><b>　　DAA ：調(diào)整</b></p><p><b>　　六、計(jì)數(shù)初值的計(jì)算</b></p>&

32、lt;p>　　定時(shí)或計(jì)數(shù)方式下計(jì)數(shù)初值如何確定，定時(shí)器選擇不同的工作方式，不同的操作模式其計(jì)數(shù)值均不相同。若設(shè)最大計(jì)數(shù)值為 M ，各操作模式下的 M 值為：</p><p>　　模式 0 ： M=2 13 =8192</p><p>　　模式 1 ： M=2 16 =65536</p><p>　　模式 2 ： M=2 8 =256</p>&l

33、t;p>　　模式 3 ： M=256 ，定時(shí)器 T0 分成 2 個(gè)獨(dú)立的 8 位計(jì)數(shù)器，所以 TH0 、 TL0 的 M 均為 256 。</p><p>　　因?yàn)?MCS-51 的兩個(gè)定時(shí)器均為加 1 計(jì)數(shù)器，當(dāng)初到最大值（ 00H 或 0000H ）時(shí)產(chǎn)生溢出，將 TF 位置 1 ，可發(fā)出溢出中斷，因此計(jì)數(shù)器初值 X 的計(jì)算式為： X=M- 計(jì)數(shù)值式中的 M 由操作模式確定，不同的操作模式計(jì)數(shù)器的長不相

34、同，故M值也不相同。而式中的計(jì)數(shù)值與定時(shí)器的工作方式有關(guān)。 </p><p>　　1 、計(jì)數(shù)工作方式時(shí)</p><p>　　計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖由外部引入，是對(duì)外部沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，因此計(jì)數(shù)值根據(jù)要求確定。其計(jì)數(shù)初值： X=M- 計(jì)數(shù)值</p><p>　　例如：某工序要求對(duì)外部脈沖信號(hào)計(jì) 100 次， X=M-100 </p><p>　　2

35、 、定時(shí)工作方式時(shí)</p><p>　　定時(shí)工作方式時(shí)，因?yàn)橛?jì)數(shù)脈沖由內(nèi)部供給，是對(duì)機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，故計(jì)數(shù)脈沖頻率為 f cont =f osc × 1/12 、計(jì)數(shù)周期 T=1/f cont =12/f osc 定時(shí)工作方式的計(jì)數(shù)初值 X 等于：</p><p>　　X=M- 計(jì)數(shù)值 =M-t/T=M- （ f osc × t ） /12</p>&l

36、t;p>　　式中： f osc 為振蕩器的振蕩頻率， t 為要求定時(shí)的時(shí)間。</p><p>　　定時(shí)器有兩種工作方式 ：即定時(shí)和計(jì)數(shù)工作方式。由 TMOD 的 D6 位和 D2 位選擇，其中 D6 位選擇 T1 的工作方式， D2 位選擇 T0 的工作方式。 =0 工作在定時(shí)方式， =1 工作在計(jì)數(shù)方式。并有四種操作模式：</p><p>　　1 、模式 0 ： 13 位計(jì)數(shù)器，

37、TLi 只用低 5 位。</p><p>　　2 、模式 1 ： 16 位計(jì)數(shù)器。</p><p>　　3 、模式 2 ： 8 位自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)器， THi 的值在計(jì)數(shù)中不變， TLi 溢出時(shí)， THi 中的值自動(dòng)裝入 TLi 中。</p><p>　　4 、模式 3 ： T0 分成 2 個(gè)獨(dú)立的 8 位計(jì)數(shù)器， T1 停止計(jì)數(shù)。　　MCS-51 有 5 個(gè)中斷源，

38、可分為 2 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，即高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)，中斷自然優(yōu)先級(jí)：</p><p>　　外部中斷 0 ；定時(shí)器 0 中斷； 外部中斷 1 ；定時(shí)器 1 中斷 ；</p><p>　　串行口中斷 ；定時(shí)器 2 中斷　?。?1 ）同級(jí)或高優(yōu)先級(jí)的中斷正在進(jìn)行中；</p><p>　?。?2 ）現(xiàn)在的機(jī)器周期還不是執(zhí)行指令的最后一上機(jī)器周期，即正在執(zhí)行的指令還沒完成前不響應(yīng)

39、任何中斷；</p><p>　?。?3 ）正在執(zhí)行的是中斷返回指令 RET1 或是訪問專用寄存器 IE 或 IP 的指令，換而言之，在 RETI 或者讀寫 IE 或 IP 之后，不會(huì)馬上響應(yīng)中斷請(qǐng)求，至少要在執(zhí)行其它一要指令之扣才會(huì)響應(yīng)。</p><p><b>　?。ㄒ唬┲袛囗憫?yīng)條件</b></p><p>　　CPU 響應(yīng)中斷的條件有：&l

40、t;/p><p>　?。?1 ）有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求；</p><p>　?。?2 ）中斷總允許位 EA=1 ，即 CPU 開中斷；</p><p>　?。?3 ）申請(qǐng)中斷的中斷源的中斷允許位為 1 ，即沒有被屏蔽。</p><p>　　七、串行口工作方式及幀格式</p><p>　　MCS-51 單片機(jī)串行口可以通過軟件

41、設(shè)置四種工作方式：</p><p>　　方式 0 ：這種工作方式比較特殊，與常見的微型計(jì)算機(jī)的串行口不同，它又叫同步移位寄存器輸出方式。在這種方式下，數(shù)據(jù)從 RXD 端串行輸出或輸入，同步信號(hào)從 TXD 端輸出，波特率固定不變，為振蕩率的 1/12 。該方式是以 8 位數(shù)據(jù)為一幀，沒有起始位和停止位，先發(fā)送或接收最低位。</p><p>　　方式 2 ：采用這種方式可接收或發(fā)送 11 位數(shù)

42、據(jù)，以 11 位為一幀，比方式 1 增加了一個(gè)數(shù)據(jù)位，其余相同。第 9 個(gè)數(shù)據(jù)即 D8 位具有特別的用途，可以通過軟件摟控制它，再加特殊功能寄存器 SCON 中的 SM2 位的配合，可使 MCS-51 單片機(jī)串行口適用于多機(jī)通信。方式 2 的波特率固定，只有兩種選擇，為振蕩率的 1/64 或 1/32 ，可由 PCON 的最高位選擇。</p><p>　　方式 3 ：方式 3 與方式 2 完全類似，唯一的區(qū)別是方

43、式 3 的小組特率是可變的。而幀格式與方式 2- 樣為 11 位一幀。所以方式 3 也適合于多機(jī)通信。</p><p><b>　　89s52引腳功能</b></p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p&

44、gt;　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，</p><p>　　被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。</p><p>　　在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部</p><p><b>

45、　　必須被拉高。</b></p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)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</p><p>　　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(shí)，將輸出電流，</p><p>　　這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 <

46、;/p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2</p><p>　　口被寫“1”時(shí)，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(shí)，P2口的管</p><p>　　腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位</p><p>

47、　　地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)</p><p>　　部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。</p><p>　　P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TT

48、L門電流。當(dāng)P3口寫入“1”</p><p>　　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</p><p>　　出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口作為AT89C51的一些特殊功能口</p><p>　　1.3 單片機(jī)的現(xiàn)狀</p><p>　　數(shù)

49、字單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步反映在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功率消耗、外部電壓等級(jí)以及制造工藝上。在這幾方面，較為典型地說明了數(shù)字單片機(jī)的水平。在目前，用戶對(duì)單片機(jī)的需要越來越多，但是，要求也越來越高。下面分別就這四個(gè)方面說明單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步狀況。 </p><p>　　1、 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進(jìn)步 </p><p>　　單片機(jī)在內(nèi)部已集成了越來越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時(shí)器，比較器，A/D轉(zhuǎn)換器，D

50、 /A轉(zhuǎn)換器，串行通信接口，Watchdog電路，LCD控制器等。</p><p>　　有的單片機(jī)為了構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)或形成局部網(wǎng)，內(nèi)部含有局部網(wǎng)絡(luò)控制模塊CAN。例如，Infineon公司的C 505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90；Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特別是在單片機(jī)C167CS-32FM中，內(nèi)部還含有2個(gè)CAN。因此，這類單片機(jī)十分容易構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。特別是在

51、控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜時(shí)，構(gòu)成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)十分有用。 </p><p>　　為了能在變頻控制中方便使用單片機(jī)，形成最具經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。有的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置了專門用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機(jī)有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列；Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在這些單片機(jī)中，脈寬調(diào)制電路有6個(gè)通道輸出，可產(chǎn)生三相脈寬調(diào)制交流電壓，并內(nèi)部含死區(qū)控

52、制等功能。 </p><p>　　特別引人注目的是：現(xiàn)在有的單片機(jī)已采用所謂的三核（TrCore）結(jié)構(gòu)。這是一種建立在系統(tǒng)級(jí)芯片（System on a chip）概念上的結(jié)構(gòu)。這種單片機(jī)由三個(gè)核組成：一個(gè)是微控制器和DSP核，一個(gè)是數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器核，最后一個(gè)是外圍專用集成電路（ASIC）。這種單片機(jī)的最大特點(diǎn)在于把DSP和微控制器同時(shí)做在一個(gè)片上。雖然從結(jié)構(gòu)定義上講，DSP是單片機(jī)的一種類型，但其作用主要反映

53、在高速計(jì)算和特殊處理如快速傅立葉變換等上面。把它和傳統(tǒng)單片機(jī)結(jié)合集成大大提高了單片機(jī)的功能。這是目前單片機(jī)最大的進(jìn)步之一。這種單片機(jī)最典型的有Infineon公司的TC10GP；Hitachi公司的SH7410，SH7612等。這些單片機(jī)都是高檔單片機(jī)，MCU都是32位的，而DSP采用16或32位結(jié)構(gòu)，工作頻率一般在60MHz以上。 </p><p>　　2、 功耗、封裝及電源電壓的進(jìn)步 </p>

54、<p>　　現(xiàn)在新的單片機(jī)的功耗越來越小，特別是很多單片機(jī)都設(shè)置了多種工作方式，這些工作方式包括等待，暫停，睡眠，空閑，節(jié)電等工作方式。Philips公司的單片機(jī)P87LPC762是一個(gè)很典型的例子，在空閑時(shí)，其功耗為1.5 mA，而在節(jié)電方式中，其功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人驚嘆的是TI公司的單片機(jī)MSP430系列，它是一個(gè) 16位的系列，有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1、LPM3、LPM4三種。當(dāng)電源為

55、3V時(shí)，如果工作于 LMP1方式，即使外圍電路處于活動(dòng)，由于CPU不活動(dòng)，振蕩器處于1～4MHz，這時(shí)功耗只有50?A。在LPM3 時(shí)，振蕩器處于32kHz，這時(shí)功耗只有1.3?A。在LPM4時(shí)，CPU、外圍及振蕩器32kHz都不活動(dòng)，則功耗只有0.1?A。 </p><p>　　現(xiàn)在單片機(jī)的封裝水平已大大提高，隨著貼片工藝的出現(xiàn)，單片機(jī)也大量采用了各種合符貼片工藝的封裝方式出現(xiàn)，以大量減少體積。在這種形勢中，M

56、icrochip公司推出的8引腳的單片機(jī)特別引人注目。這是PIC12CXXX系列。它含有0.5～2K程序存儲(chǔ)器，25～128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，6個(gè)I/O端口以及一個(gè)定時(shí)器，有的還含4道A/D ，完全可以滿足一些低檔系統(tǒng)的應(yīng)用。擴(kuò)大電源電壓范圍以及在較低電壓下仍然能工作是今天單片機(jī)發(fā)展的目標(biāo)之一。目前，一般單片機(jī)都可以在3.3～5.5V的條件下工作。而一些廠家，則生產(chǎn)出可以在2.2～6V的條件下工作的單片機(jī)。這些單片機(jī)有Fujitsu公司的

57、MB89191～89195，MB89121～125A，MB89130系列等，應(yīng)該說該公司的F2MC-8L系列單片機(jī)絕大多數(shù)都滿足2.2～6V的工作電壓條件。而TI公司的MSP430X11X系列的工作電壓也是低達(dá)2.2V的。 </p><p>　　3、 工藝上的進(jìn)步 </p><p>　　現(xiàn)在的單片機(jī)基本上采用CMOS技術(shù)，但已經(jīng)大多數(shù)采用了0.6?m以上的光刻工藝，有個(gè)別的公司，如Moto

58、rola公司則已采用0.35?m甚至是0.25?m技術(shù)。這些技術(shù)的進(jìn)步大大地提高了單片機(jī)的內(nèi)部密度和可靠性。 </p><p>　　以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng) </p><p>　　單片機(jī)的另外一個(gè)名稱就是嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型儀器或設(shè)備中。目前，把單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)和Internet連接已是一種趨勢。但是，Internet一向是一種采用肥服務(wù)器，瘦用戶機(jī)的技術(shù)。

59、這種技術(shù)在互聯(lián)上存儲(chǔ)及訪問大量數(shù)據(jù)是合適的，但對(duì)于控制嵌入式器件就成了"殺雞用牛刀"了。要實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備和Int ernet連接，就需要把傳統(tǒng)的Internet理論和嵌入式設(shè)備的實(shí)踐都顛倒過來。為了使復(fù)雜的或簡單的嵌入式設(shè)備，例如單片機(jī)控制的機(jī)床、單片機(jī)控制的門鎖，能切實(shí)可行地和Internet連接，就要求專門為嵌入式微控制器設(shè)備設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使嵌入式設(shè)備可以和Internet相連，并通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行過程控制

60、。</p><p>　　目前，為了把單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)和Internet相連，已有多家公司在進(jìn)行這方面的較多研究。這方面較為典型的有emWare公司和TASKING公司。 </p><p>　　EmWare公司提出嵌入式系統(tǒng)入網(wǎng)的方案--EMIT技術(shù)。這個(gè)技術(shù)包括三個(gè)主要部分：即emMicro， emGateway和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。其中，emMicro是嵌入設(shè)備中的一個(gè)只占內(nèi)存容量1K字

61、節(jié)的極小的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器； emGateway作為一個(gè)功能較強(qiáng)的用戶或服務(wù)器，它用于實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)嵌入式設(shè)備的管理，還有標(biāo)準(zhǔn)的Internet 通信接入以及網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的支持。網(wǎng)絡(luò)瀏覽器使用emObjicts進(jìn)行顯示和嵌入式設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。 </p><p>　　如果嵌入式設(shè)備的資源足夠，則emMicro和emGateway可以同時(shí)裝入嵌入式設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)Inter net的直接接入。否則，將要求emGateway和網(wǎng)絡(luò)

62、瀏覽器相互配合。EmWare的EMIT軟件技術(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)的 Internet協(xié)議對(duì)8位和16位嵌入式設(shè)備進(jìn)行管理，但比傳統(tǒng)上的開銷小得多。</p><p>　　目前，單片機(jī)應(yīng)用中提出了一個(gè)新的問題：這就是如何使8位、16位單片機(jī)控制的產(chǎn)品，也即嵌入式產(chǎn)品或設(shè)備能實(shí)現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)互連？ </p><p>　　TASKING公司目前正在為解決這個(gè)問題提供了途徑。該公司已把emWare的EMIT軟件包

63、和有關(guān)的軟件配套集成，形成一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，向用戶提供開發(fā)方便。嵌入互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟ETI（embed the Internet Consortium）正在緊密合作，共同開發(fā)嵌入式Internet的解決方案。在不久將會(huì)有成果公布。 </p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用的可靠性技術(shù)發(fā)展 </p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用中，可靠性是首要因素為了擴(kuò)大單片機(jī)的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，提高單片機(jī)自身的可靠性是一種有

64、效方法。近年來，單片機(jī)的生產(chǎn)廠家在單片機(jī)設(shè)計(jì)上采用了各種提高可靠性的新技術(shù)，這些新技術(shù)表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)： </p><p>　　1、 EFT（Ellectrical Fast Transient）技術(shù) </p><p>　　EFT技術(shù)是一種抗干擾技術(shù)，它是指在振蕩電路的正弦信號(hào)受到外界干擾時(shí)，其波形上會(huì)迭加各種毛刺信號(hào)，如果使用施密特電路對(duì)其整形，則毛刺會(huì)成為觸發(fā)信號(hào)干擾正常的時(shí)鐘，在交替使

65、用施密特電路和RC濾波電路時(shí)，就可以消除這些毛否則令其作用失效，從而保證系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)正常工作。這樣，就提高了單片機(jī)工作的可靠性。Motorola公司的 MC68HC08系列單片機(jī)就采用了這種技術(shù)。 </p><p>　　2、 低噪聲布線技術(shù)及驅(qū)動(dòng)技術(shù) </p><p>　　在傳統(tǒng)的單片機(jī)中，電源及地線是在集成電路外殼的對(duì)稱引腳上，一般是在左上、右下或右上、左下的兩對(duì)對(duì)稱點(diǎn)上。這樣，就使電

66、源噪聲穿過整塊芯片，對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部電路造成干擾?，F(xiàn)在，很多單片機(jī)都把地和電源引腳安排在兩條相鄰的引腳上。這樣，不僅降低了穿過整個(gè)芯片的電流，另外還在印制電路板上容易布置去耦電容，從而降低系統(tǒng)的噪聲。</p><p>　　現(xiàn)在為了適應(yīng)各種應(yīng)用的需要，很多單片機(jī)的輸出能力都有了很大提高，Motorola公司的單片機(jī)I/O口的灌拉電流可達(dá)8mA以上，而Microchip公司的單片機(jī)可達(dá)25mA。其它公司：AMD，F(xiàn)uj

67、itsu，NEC ，Infineon，Hitachi，Ateml，Tosbiba等基本上可達(dá)8～20mA的水平。這些電流較大的驅(qū)動(dòng)電路集成到芯片內(nèi)部在工作時(shí)帶來了各種噪聲，為了減少這種影響，現(xiàn)在單片機(jī)采用多個(gè)小管子并聯(lián)等效一個(gè)大管子的方法，并在每個(gè)小管子的輸出端串上不同等效阻值的電阻，以降低di/dt，這也就是所謂"跳變沿軟化技術(shù)"，從而消除大電流瞬變時(shí)產(chǎn)生的噪聲。 </p><p>　　3、

68、 采用低頻時(shí)鐘 </p><p>　　高頻外時(shí)鐘是噪聲源之一，不僅能對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，還會(huì)對(duì)外界電路產(chǎn)生干擾，令電磁兼容性不能滿足要求。對(duì)于要求可靠性較高的系統(tǒng)，低頻外時(shí)鐘有利于降低系統(tǒng)的噪聲。在一些單片機(jī)中采用內(nèi)部瑣相環(huán)技術(shù)，則在外部時(shí)鐘較低時(shí)，也能產(chǎn)生較高的內(nèi)部總線速度，從而保證了速度又降低了噪聲。Motorola公司的MC68HC08系列及其1 6/32位單片機(jī)就采用了這種技術(shù)以提高可靠性。 <

69、;/p><p><b>　　發(fā)展趨勢：</b></p><p>　　單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢： </p><p>　　·可靠性及應(yīng)用越來越水平高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向。 </p><p>　　所集成的部件越來越多；NS（美國國家半導(dǎo)體）公司的單片機(jī)已把語音、圖象部件也集成到單片機(jī)中，也就是說

70、，單片機(jī)的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬用機(jī)。原因是其內(nèi)部已集成上各種應(yīng)用電路。 </p><p>　　功耗越來越低和模擬電路結(jié)合越來越多。</p><p>　　隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高，單片機(jī)還會(huì)不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：單片機(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的距離越來越小，甚至難以辨認(rèn)。</p><p>

71、　　1.4 紅外控制的工作原理和應(yīng)用</p><p>　　在許多基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實(shí)施方便、傳輸可靠性高的特點(diǎn)，是一種較為常用的通信方式。</p><p>　　在許多基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實(shí)施方便、傳輸可靠性高的特點(diǎn)，是一

72、種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價(jià)、近距離、無線、低功耗、保密性強(qiáng)的通訊方案，主要應(yīng)用于近距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，也有用于近距離無線網(wǎng)絡(luò)接入。從早期的IRDA規(guī)范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），紅外線接口的速度不斷提高，使用紅外線接口和電腦通信的信息設(shè)備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進(jìn)行通訊，由于它的波長較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通

73、訊的場合，進(jìn)行"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)"的直線數(shù)據(jù)傳輸，因此在小型的移動(dòng)設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用。 </p><p><b>　　紅外通信的基本原理</b></p><p>　　紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過

74、放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過脈沖串之間的時(shí)間間隔來實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（PPM）兩種方法。</p><p>　　簡而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。</p><p><b>　　紅外通訊技

75、術(shù)的特點(diǎn)</b></p><p>　　紅外通訊技術(shù)是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺(tái)所支持：</p><p>　?、?通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā);</p><p>　　⑵ 主要是用來取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線纜連接；</p><p>　?、?新的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容早期的通訊標(biāo)準(zhǔn)；&

76、lt;/p><p>　?、?小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)； 　 ⑸ 傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)發(fā)布。 </p><p>　　紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的用途</p><p>　　紅外通訊技術(shù)常被應(yīng)用在下列設(shè)備中：</p><p>　?、?筆記本電腦、臺(tái)式電腦和手持電腦

77、；</p><p>　?、?打印機(jī)、鍵盤鼠標(biāo)等計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備；</p><p>　?、?電話機(jī)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)；</p><p>　?、?數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算器、游戲機(jī)、機(jī)頂盒、手表；</p><p>　?、?工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備；</p><p>　?、?網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器。</p><p>

78、;　　紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的缺點(diǎn)</p><p>　?、?通訊距離短，通訊過程中不能移動(dòng)，遇障礙物通訊中斷;</p><p>　?、?目前廣泛使用的SIR標(biāo)準(zhǔn)通訊速率較低（115.2kbit/s）;</p><p>　?、?紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連接進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差。 </p><p>　　紅外通信技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的

79、沖擊</p><p>　　紅外通信標(biāo)準(zhǔn)有可能使大量的主流計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預(yù)計(jì)，執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s</p><p>　　紅外通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標(biāo)準(zhǔn)。目前，惠普移動(dòng)計(jì)算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的筆記本計(jì)算機(jī)和手持式計(jì)算機(jī)的用戶，可以把計(jì)算機(jī)放在

80、電話機(jī)的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。</p><p>　　紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的廣泛兼容性可為PC設(shè)計(jì)師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計(jì)算機(jī)之間的文件交換；在計(jì)算機(jī)裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機(jī)和其它設(shè)備。</p><p>　　6. 紅外通信

81、技術(shù)開辟數(shù)據(jù)通信的未來 　　目前，符合紅外通信標(biāo)準(zhǔn)要求的個(gè)人數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)助理設(shè)備、筆記本計(jì)算機(jī)和打印機(jī)已推向市場，然而紅外通信技術(shù)的潛力將通過個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計(jì)算機(jī)中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機(jī)有一個(gè)任選的擴(kuò)展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對(duì)無線PCS系統(tǒng)的連接；擴(kuò)展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆

82、記本計(jì)算機(jī)之間容易實(shí)現(xiàn)無線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間的連接是通過標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口實(shí)現(xiàn)的， 所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機(jī)上使用， 包括各種新潮筆記本計(jì)算機(jī)以及手持式計(jì)算機(jī)，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計(jì)算機(jī)中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運(yùn)行所需電壓的手持式計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在也能以無線方式進(jìn)行通信。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者還在設(shè)想在機(jī)場和飯店等地點(diǎn)使用步行傳真機(jī)和打印機(jī)，在這

83、些地方，掌上計(jì)算機(jī)用戶可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機(jī)) 也可以采用紅外接口裝置。</p><p>　　預(yù)計(jì)在不久的將來，紅外技術(shù)將在通信領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機(jī)、付費(fèi)電話等都將采用紅外技術(shù)。紅外技術(shù)的推廣意味著膝上計(jì)算機(jī)用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強(qiáng)，故國外軍事通信機(jī)構(gòu)歷來重視這一技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是軍事機(jī)密機(jī)構(gòu)、邊海防

84、的端對(duì)端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生沖擊，對(duì)未來數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。</p><p>　　1.5 智能家居的現(xiàn)狀和發(fā)展</p><p>　　智能家居，或稱智能住宅，以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境，盡顯便捷將家中的各種設(shè)備(如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空

85、調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等)通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間;還由原來的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。</p><p>　　很多人對(duì)智能家居的關(guān)注認(rèn)識(shí)可能都來自對(duì)

86、國外富豪們智能豪宅的介紹，主人的汽車剛進(jìn)入院門，感應(yīng)器已經(jīng)把信息傳送到控制中心，而房間內(nèi)的燈光、空調(diào)、音響都相應(yīng)進(jìn)入預(yù)定工作狀態(tài)。只要在門口略微停頓，指紋監(jiān)測儀、瞳孔識(shí)別器等設(shè)備已經(jīng)把身份進(jìn)行識(shí)別了，選擇應(yīng)該開門或者是給主人的手機(jī)上發(fā)送有陌生人來訪的短信息……這一切都不是科學(xué)幻想小說中的情景，現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)了。現(xiàn)在各種家用電器的智能化程度越來越高，在上班之前可以給電飯煲定時(shí)，在你回來之前把飯煮好，對(duì)空調(diào)器進(jìn)行定時(shí)，在你下班之

87、前把室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)得舒爽怡人……</p><p>　　在智能家居之前其實(shí)人們也提出過智能家庭、網(wǎng)絡(luò)家庭等一系列類似的概念，而隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)居住環(huán)境品質(zhì)要求的提高，現(xiàn)在的智能家居已經(jīng)開始逐漸地集成了安全防范與報(bào)警、電氣自動(dòng)化控制、網(wǎng)絡(luò)接入等功能，其目的就是讓使用者能更加安全愜意地置身其中。</p><p>　　圍繞著共同的目標(biāo)，一些傳統(tǒng)的IT廠商提出了以電腦為核心來建立智能家居的方案

88、，它的優(yōu)勢是可以借助電腦強(qiáng)大的處理能力來完成更為復(fù)雜的任務(wù)，但存在著各種電器之間的連接標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，電腦怎么和冰箱、空調(diào)建立聯(lián)系哪?當(dāng)然不能用我們習(xí)慣的USB口來連接，而目前在國內(nèi)還沒有形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟來規(guī)范和制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家推出的整體解決方案各不相同，缺乏互換性。</p><p>　　而由一些諸如奇勝電器等傳統(tǒng)電氣和工控企業(yè)推出的方案非常重視電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，對(duì)家居的控制主要由感應(yīng)器和供電控制中心來完成，具有

89、更為成熟穩(wěn)定的運(yùn)行品質(zhì)，但給人的感覺還是不夠聰明，比如對(duì)一盞燈的控制大多是關(guān)閉和打開兩種方式，而無法實(shí)現(xiàn)根據(jù)自然光和作息時(shí)間的不同來真正智能調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　智能家居前景展望</b></p><p>　　隨著人們生活水平的不斷提高，人們不斷的對(duì)居住環(huán)境提出更高的要求，越來越注重家庭生活中每個(gè)成員的舒適、安全與便利，因此從市場需求的角度看，智能家居必然

90、是前景廣闊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近幾年電工行業(yè)年銷售額40--60億元人民幣，其中高檔產(chǎn)品銷售額近20億元。從市場發(fā)展的角度看，以智能網(wǎng)絡(luò)開關(guān)為代表的新型電工產(chǎn)品的市場份額會(huì)逐年地快速放大，并最終替代傳統(tǒng)的電工產(chǎn)品，這里孕育著巨大的商機(jī)。</p><p>　　目前，全國房地產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，小區(qū)智能化已成為一項(xiàng)基本要求，再配上智能家居，“全智能”的概念必然給房地產(chǎn)業(yè)帶來新的賣點(diǎn)和活力，因此“全智能”是二十一世紀(jì)房產(chǎn)開發(fā)商力推的主

91、題。從市場的成長環(huán)境看，現(xiàn)在我國每年的數(shù)字化家園建設(shè)比例已經(jīng)占到了新建住宅總量的30%左右，如果根據(jù)國家制定的“到2010年，中國大中城市60%的住宅要實(shí)現(xiàn)智能化”的數(shù)字化家園這個(gè)發(fā)展目標(biāo)，我們認(rèn)為，中國數(shù)字化家園的開發(fā)與建設(shè)要以年均6%的速度遞增。</p><p>　　據(jù)調(diào)查，13億人口的中國目前擁有1億多智能家居家庭客戶，這個(gè)群體相當(dāng)于大半個(gè)歐洲，構(gòu)成了一個(gè)巨大的、時(shí)尚的市場。在這個(gè)市場中，平均每家每年花費(fèi)1

92、000元，就有1000億元的市場。事實(shí)上，市場調(diào)查數(shù)據(jù)表明，屬于感性和持繼性消費(fèi)群體，每年在家居方面的支出人均遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止1000元。因此，如何在這個(gè)市場中站好位置，占住有利地形，關(guān)系到能否把握住一個(gè)長期的、一勞永逸的商機(jī)。</p><p>　　智能家居是人們追求高品質(zhì)生活的體現(xiàn)，是舒適人生、簡單人生的代言，它的存在勢必掀起一場人們生活習(xí)慣。</p><p>　　第2章 總體方案設(shè)計(jì)<

93、/p><p>　　這次設(shè)計(jì)題目為單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了紅外控制。隨著窗簾紅外控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的窗簾控制器應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)這種控制目的的方案有3個(gè)。</p><p>　　方案（一）自動(dòng)控制系統(tǒng)。（采用A/D轉(zhuǎn)換器）</p><p>　　方案（二）模擬集

94、成控制器自動(dòng)控制系統(tǒng)。（采用V/F轉(zhuǎn)換電路）</p><p>　　這二個(gè)方案都是采用單片機(jī)控制，液晶顯示模塊LCD顯示。</p><p>　　方案（一）的系統(tǒng)框圖如圖2.1：</p><p>　　圖2.1 方案一的原理框圖</p><p>　　AT89S52是一款采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和

95、輸出管腳相兼容的單片機(jī)，其主要性能特點(diǎn)有：</p><p>　　（1）高性能、低功耗的8Byte微控制器，RISC精簡指令集機(jī)構(gòu)，指令功能強(qiáng)大，且多數(shù)為單周期指令，具有低功耗的閑置和掉電控制模式、5個(gè)中斷源、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能。</p><p>　?。?）片內(nèi)集成4KB可編程閃爍存儲(chǔ)器，可進(jìn)行1000次以上寫/擦循環(huán)操作，數(shù)據(jù)保留時(shí)間可達(dá)10年，支持三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定。<

96、/p><p>　　（3）豐富強(qiáng)大的外部接口性能：32可編程I/O線，可編程串行通道，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 </p><p>　　采用LG28顯示模塊41BH數(shù)碼管，動(dòng)態(tài)掃描，8550三極管位選驅(qū)動(dòng) ， AT89S52微處理器P0口直接段選實(shí)現(xiàn)小時(shí)、分鐘顯示，具有顯示亮度強(qiáng)、穩(wěn)定性能好、顯示誤差少等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　方案</b>&

97、lt;/p><p>　　（二）的框圖如圖2.2：</p><p>　　圖2.2 方案二的原理框圖</p><p>　　該窗簾控制器采用89S52單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，控制一個(gè)220v的可逆、變速電動(dòng)機(jī)控制窗簾的拉開和關(guān)閉。窗簾控制器可以使用紅外遙控器進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)開、手動(dòng)關(guān)和手動(dòng)?？刂?；還可以根據(jù)室外環(huán)境亮度實(shí)現(xiàn)環(huán)境亮度光控。以及光控狀態(tài)下環(huán)境亮度的控制參數(shù)的調(diào)整等等都

98、可以通過遙控器進(jìn)行設(shè)置。 該紅外遙控窗簾可謂是一款多功能的窗簾控制器窗簾控制器原理圖。</p><p>　　第三章 紅外遙控電路原理及編碼解碼</p><p><b>　　3.1電路原理</b></p><p>　　3.1.1基本電路原理</p><p>　　通常紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩部分組成，應(yīng)用編/解碼電路專用集

99、成電路芯片來進(jìn)行控制操作，如圖3.1所示，發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、紅外發(fā)送器。接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。紅外發(fā)送每次編碼的發(fā)送是一個(gè)鍵值，即一個(gè)十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)。為了達(dá)到一次能發(fā)送一組數(shù)據(jù)（如車次號(hào)，通常為三位十進(jìn)制數(shù)），我們可以采用89C2051的軟件編碼/解碼的方法，先一次性輸入一組車號(hào)，按下發(fā)送鍵后，全部發(fā)送出；同時(shí)在接收時(shí)，用連續(xù)接收方法，一次性解碼所有數(shù)據(jù)[6]。</p><p>

100、;　　圖3.1 控制系框圖</p><p>　　3.1.2 遙控發(fā)射器及其編碼</p><p>　　現(xiàn)在專用的發(fā)射與接收器件越來越多，在這就不做過多的介紹。下面介紹一款用AT89C2051單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的遙控裝置。</p><p>　　工作原理：圖3.2為紅外線發(fā)射電路原理圖，K0至K7為遙控按鈕，單片機(jī)P3.4端口控制紅外線的發(fā)射。T1作為發(fā)射時(shí)間控制器，

101、T0作為紅外線發(fā)射頻率控制器。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，控制軟件啟動(dòng)定時(shí)器T0、T1， T0定時(shí)溢出，中斷程序使P3.4端口狀態(tài)反轉(zhuǎn)一次，寫入定時(shí)器的初值不同，在輸出端口就可得到不同的發(fā)射頻率。T1定時(shí)溢出，中斷程序關(guān)閉T0定時(shí)器，停止紅外線發(fā)射。程序見清單。軟件設(shè)計(jì)參數(shù)為：T1定時(shí)時(shí)間為100ms，K0至K7按鈕所對(duì)應(yīng)的紅外線發(fā)射頻率分別為300、600、900、1200、1500、1800、2100、2400 Hz[21]。</p>

102、;<p>　　圖3.2紅外線發(fā)射電路原理圖</p><p><b>　　程序清單見附錄1。</b></p><p>　　下面介紹另外一種編碼方法：</p><p>　　遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成脈沖寬度調(diào)制和脈沖相位調(diào)制兩大類。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征

103、：</p><p>　　采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)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(jìn)制的“1”，其波形如圖3.3所示。</p><p><b>　　圖3.3 波形圖</b></p><p>　　上述“0”和“1”組成的3

104、2位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)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，如圖3.4所示。</p><p><b>　　圖3.4</b></p><p><b>　　圖3.5發(fā)射波形圖</b></p><p>　　UPD6121G產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，

105、其中前16位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為十六進(jìn)制01H；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。UPD6121G最多額128種不同組合的編碼。</p><p>　　遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為100ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在45～63ms之間，圖3.5為發(fā)射波形圖。&

106、lt;/p><p>　　當(dāng)一個(gè)鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（9ms）,一個(gè)結(jié)果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms~18ms）,高8位地址碼（9ms~18ms）,8位數(shù)據(jù)碼（9ms~18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms~18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.5ms）組

107、成。</p><p>　　代碼格式（以接收代碼為準(zhǔn)，接收代碼與發(fā)射代碼反向）</p><p><b>　　①位定義 </b></p><p><b>　?、趩伟l(fā)代碼格式 </b></p><p><b>　　③連發(fā)代碼格式 </b></p><p>&l

108、t;b>　　注：代碼寬度算法：</b></p><p>　　16位地址碼的最短寬度：1.12×16=18ms 16位地址碼的最長寬度：2.24ms×16=36ms</p><p>　　易知8位數(shù)據(jù)代碼及其8位反代碼的寬度和不變：（1.12ms+2.24ms）×8=27ms∴32位代碼的寬度為（18ms+27ms）~(36ms+27ms)&l

109、t;/p><p>　　解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(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(shí)，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(shí)必須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms,否則