单片机实验报告0611706058

基于红外遥感器控制的设计与实现

王彬

哈尔滨工程大学计算机科学学院系统结构

摘要：本设计主要是通过对红外遥感器控制LCD灯和蜂鸣器为主体设计，以单片机为主要元器件进行系统设计，达到红外遥感控制的基本功能.其主要功能是利用AT89S52单片机和编程技术来完成的。由于具有体积小、质量轻、功耗低等优点，红外遥感系统别广泛应用到军事、气象、地理等科学领域，本作品的可扩展行强，应用本系统所涉及的原理可以实际制作出如红外报警、红外控制开关灯等生活中的各种实用的小产品。

本文首先在绪论介绍了该系统的研究意义及使用的开发环境和器件的选取;在第三章论述了总体设计过程，确定了技术指标及器件的选择;第四章着重描述了系统硬件电路设计、硬件设计框图及所使用的各种器件功能与特性;在第五章中重点剖析了软件设计过程;在第六、七章中重点介绍了调试过程和设计总结.

关键词：单片机技术；红外遥感；液晶显示屏

一、选题意义

1、熟悉使用STC89C52单片机进行系统设计；

2、通过对单片机工作原理的深入理解，运用所学知识解决实际问题；

3、通过实际系统的设计，加深对单片机和微计算机系统设计的理解和掌握。

二、基本功能介绍

通过红外遥控器数字键随意键入一位数字，单片机先读出键值，然后根据键值设定遥控码的脉冲个数，再调制成适当频率的方波由红外线发光管发射出去。AT89S52单片机红外线接收器接收红外信号。在接收过程中，脉冲通过光学滤波器和红外二极管转换为40KHZ的电信号，此信号经过放大，检波，整形，解调，送到解码与接口电路。然后根据解码出来的数字，1602LCD显示该数字，蜂

鸣器发出相应次数的响声。

三、系统设计方案

1、系统构成模块图

2、设计平台（软件和硬件环境）

设计平台使用以及keil2.0进行系统的设计。

3、器件选择

设计中所选器件：

STC89C52单片机

HT6221红外遥控器

1602液晶显示屏

蜂鸣器

CRYSTAL：晶振

74LS245：245芯片

MATRIX-8X8-GREEN：8x8点阵显示器

BUTTON：控制开关

总线若干

四、硬件电路设计

1、硬件电路图

图1 中央控制器（CPU）和晶振

图 2 74HC573三态锁存器

图3 1602/12864 液晶显示器

图 4 蜂鸣器

图 5 红外遥控接收器与单片机连线2、设计思想

引言（他人材料）：红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电气装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电器干扰。

本系统通过控制器接到P3.2口蜂鸣器接到P1.5口并且用P2.6，P2.5和P2.7控制LCD的片选信号，读写信号，使能信号，P0.0~P0.7控制LCD的位选信号。下图为1602LCD液晶屏的引脚说明。

通过外部红外遥控器发出红外信号，开发板上的红外接收器接收到这个信号，产生一个外部中断，通过译码把接收来的红外信号转化成数字显示在LCD 屏幕上，并且蜂鸣器显示不同个数的声音。

图 6 1602LCD液晶屏的引脚说明

本系统的关键部分是遥控器发出信号，红外接收器接收信号，短接HC6800板子上的J14，连接红外遥控接收器和STC89C52的P3.2口（外部中断0）。单片机收集红外信号，实验前段时间，我先让LCD1602显示红外发射过来的编码的ASCII值，因为1602LCD上面显示的16*2个5*7矩阵的显示的是ASCII值，最后查找ASCII码表，将采集到的按键ASCII值翻译成实际按键的数字，例如：按下按键为“4”，显示“04”，如果按下的按键不是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这几个数字，LCD显示“AA”，并能根据响应显示的数字发出相应个数的响声，如显示“04”，蜂鸣器发出四声响声；如果显示“AA”蜂鸣器发出11生响声，并且发声的时间间隔也有所变化，来区分接收的不是数字按键。LCD的现实结果用74HC573三态锁存器来持续显示。下图是74HC573的工作原理表：

图 7 74HC573的工作原理表

3、各部分功能介绍

开关部分：通过开关的闭合控制程序跳转方向，来实现不同程序的选择和运行，进而使点阵显示器的显示发生变化。

STC89C52：通过执行程序，对P0和P3口输出信号，来接受红外脉冲，控制LCD液晶屏的显示。

1602LCD显示器：首先初始化LCD的显示，如打开显示，是否关闭光标、移动光标，清除LCD的显示内容等等，然后通过接收单片机发出的信号，下一步，先查看LCD是否处于忙状态，处于不忙的状态，则对其进行设置相应的引脚数值，进行数据或命令的写入，显示相应的信息。

晶振电路：提供时序信号。

蜂鸣器：发出响声。

74HC573三态锁存器:使LCD液晶显示器来持续显示数据（单片机停止发送信号）。

复位电路：将芯片中的各个寄存器的值设置回到初值。

五、系统软件设计

1、程序流程图

图 8 系统流程图

2、主要负责部分（红外遥控）设计解析

(1)红外遥控主要分为发射和接收两大部分，采用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电装换放大器、解调、解码电路。如下图所示：

图 9 红外遥控器组成结构

(2)遥控发射器及其编码。采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。上述“0”和“1”组成的32为二进制经38KHZ的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射，如下图所示：

图 10 遥控编码

其中前十六位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码相互干扰。因为只用了一个遥控器，所以在接收红外遥控编码的时候，只要关心“数据码”和“数据反码”就可以了，采集之后通过查看“数据码”是否和“数据反码”的反码相同即可判断数据采集的是否正确。

但一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲，这108ms发射代码有一个引导码(9ms)，一个结果码(4.5ms)，底8位地址码

(9ms~18ms)，高8位地址码(9ms~18ms)， 8位数据码(9ms~18ms)和这8位数据的反码(9ms~18ms)组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发码）将仅有初始码（9ms）和结束码（2.25ms）组成。