紅外線報警系統(tǒng)的設(shè)計

1、1 紅外線報警系統(tǒng)的設(shè)計摘要本系統(tǒng)是基于 at89s52單片機控制的紅外線防盜報警器， 主要由紅外線發(fā)射部分、紅外線接收部分、 單片機以及聲光報警部分組成?？赏ㄟ^發(fā)射電路發(fā)射的紅外線被遮擋時控制報警系統(tǒng)報警, 通過單片機控制報警電路的運行， 并能同時進行聲光報警，用紅外線收發(fā)管進行檢測，安裝隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)；探測信號采用脈沖信號， 節(jié)能且抗干擾。 系統(tǒng)可以探測到一定范圍內(nèi)的人的闖入, 可以應(yīng)用在安防范圍比較確定的情況下。 采用這種方法設(shè)計的防盜報警器具有成本廉價和探測效果好的優(yōu)點，有著廣闊的市場前景。關(guān) 鍵 詞：單片機；紅外線防盜報警器；聲光報警2 目錄緒論 . 4 1.1 研究背景 . 4

2、1.2 課題研究的意義. 4 1.3 課題研究的目的. 5 1.4 無線通信的發(fā)展?fàn)顩r. 6 2 系統(tǒng)分析 . 6 2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成. 6 2.1.4 紅外接收器 . 7 2.2 總體設(shè)計方案. 7 2.2.1 方案選擇 . 7 2.2.2 總體設(shè)計框圖. 8 2.3 方案的可行性論證. 9 2.3.1 實用性 . 9 2.3.2 經(jīng)濟可行性 . 9 2.3.3 技術(shù)可行性 . 9 2.4 小結(jié) . 10 3 硬件設(shè)計 . 10 3.1 單片機及其硬件電路設(shè)計. 10 3.1.1 單片機的介紹. 10 3.1.2 時鐘電路及rc復(fù)位電路 . 12 3.2 單片機紅外發(fā)射器的電路設(shè)計. 14

3、 3.2.1 矩陣鍵盤電路. 14 3.2.2 紅外發(fā)射電路. 15 3.2.3 存儲器電路 . 18 3.3 單片機紅外接收器的電路設(shè)計. 18 3.3.1 紅外接收電路. 19 3.3.2 led七段數(shù)碼管顯示模塊. 21 3.3.3 錄音模塊 . 22 3.3.4 時鐘模塊 . 26 3.3.5 溫度傳感器模塊. 27 3.4 小結(jié) . 27 4 程序設(shè)計 . 27 4.1 紅外發(fā)射模塊. 27 4.1.1 發(fā)射電路主程序流程圖. 28 4.1.2紅外發(fā)射子程序流程圖. 28 4.2 紅外接收模塊. 29 4.2.1紅外接收電路主程序流程圖. 29 4.2.2紅外接收電路子程序流程圖.

4、30 4.3 小結(jié) . 31 5 系統(tǒng)測試 . 32 5.1 系統(tǒng)功能測試. 32 5.1.1發(fā)射模塊測試. 32 3 5.1.2接收模塊測試. 32 5.2 紅外線防盜報警系統(tǒng)的性能分析. 32 6 心得與體會 . 32 參考文獻 . 34 附錄 1. 35 附錄 2. 54 4 緒論1.1 研究背景近年來隨著計算機在社會領(lǐng)域的滲透, 單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。傳統(tǒng)的遙控器大多數(shù)采用了無線電遙控技術(shù)，但是隨著科技的進步， 紅外線遙控技術(shù)的成熟， 紅外也成為了一種被廣泛應(yīng)用的通信和遙控手段。繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設(shè)備、空凋機以及玩具等其它小型

5、電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下， 采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。由于紅外線抗干擾能力強，且不會對周圍的無線電設(shè)備產(chǎn)生干擾電波，同時紅外發(fā)射接收范圍窄，安全性較高。紅外遙控雖然被廣泛應(yīng)用，但各產(chǎn)商的遙控器不能相互兼容。 當(dāng)今市場上的紅外線遙控裝置一般采用專用的遙控編碼及解碼集成電路， 由于其靈活性較低， 應(yīng)用范圍有限。 所以采用單片機進行遙控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計，遙控裝置將同時具有編程靈活、控制范圍廣、體積小、功耗低、功能強、成本低、可靠性高等特點，因此采用單片機的紅外遙控技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。1.2 課題研究的意義紅外線報警器

6、分主動式和被動式兩種1。主動式紅外線報警器，是報警器主動發(fā)出紅外線，紅外線碰到障礙物，就會反彈回來，被報警器的探頭接收。如果探頭監(jiān)測到，紅外線是靜止不動的，也就是不斷發(fā)出紅線線又不斷反彈的，那么報警器就不會報警。 當(dāng)有會動的物體觸犯了這根看不見的紅線的時候，探頭就會檢測到有異常，就會報警。被動式報警器少了一項功能，就是發(fā)射紅外線。物理學(xué)上告訴我們，當(dāng)物體的溫度高于 0k 的時候，就會發(fā)出紅外線，換句話說任何物體都能發(fā)出紅外線2。而其后的原理，被動式報警器和主動式是一樣的。紅外線報警器對溫度敏感，溫度越高的物體輻射出的紅外線越強，當(dāng)感應(yīng)到環(huán)境中存在高出背景強度的輻射時 ,就觸發(fā)報警。主動式紅外探

7、測器是由收、發(fā)裝置兩部分組成3。發(fā)射裝置向裝在幾米甚至于幾百米遠的接收裝置輻射一束紅外線，當(dāng)被遮斷時， 接收裝置即發(fā)出報警信號，因此，它也是阻擋式報警器，或稱對射式探測器。通常，發(fā)射裝置由多諧5 振蕩器、波形變換電路、紅外發(fā)光管及光學(xué)透鏡等組成。振蕩器產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)波形變換及放大后控制紅外發(fā)光管產(chǎn)生紅外脈沖光線，通過聚焦透鏡將紅外光變?yōu)檩^細的紅外光束，射向接收端。接收裝置由光學(xué)透鏡、紅外光電管、放大整形電路、功率驅(qū)動器及執(zhí)行機構(gòu)等組成 4。光電管將接收到的紅外光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)整形放大后推動執(zhí)行機構(gòu)啟動報警設(shè)備。 主動式紅外報警器有較遠的傳輸距離，因紅外線屬于非可見光源， 入侵者難以發(fā)覺

8、與躲避， 防御界線非常明確。 主動式紅外報警器是點型、線型探測裝置， 除了用作單機的點警戒和線警戒外，為了在更大范圍有效地防范，也可以利用多機采取光墻或光網(wǎng)安裝方式組成警戒封鎖區(qū)或警戒封鎖網(wǎng)，乃至組成立體警戒區(qū)。單光路由一個發(fā)射器和一個接收器組成。雙光路由兩對發(fā)射器和接收器組成5。兩對收、發(fā)裝置分別相對，是為了消除交叉誤射；多光路構(gòu)成警戒面；反射單光路構(gòu)成警戒區(qū)。1.3 課題研究的目的近年來，隨著改革開放的深入發(fā)展，電子電器的飛速發(fā)展，人民的生活水平有了很大提高。 各種高檔家電產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。然而一些不法分子也是越來越多。這點就是看到了大部分人防盜意識還不夠強.造成偷盜現(xiàn)象屢見

9、不鮮。因此，越來越多的居民家庭對財產(chǎn)安全問題十分擔(dān)憂。現(xiàn)在很多小區(qū)都安裝了智能報警系統(tǒng)，因而大大提高了小區(qū)的安全程度，有效保證了居民的人身財產(chǎn)安全。由于紅外線是不見光， 有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、 警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。紅外報警器大多數(shù)采用國外的先進技術(shù) ,其功能也非常先進。其中包括被動式熱釋電型紅外報警器。還有紅外監(jiān)控?zé)o線報警器 ,超聲波防盜報警器 ,紅外線防盜報警器 ,高靈敏紅外報警器,觸摸式延時防盜報警器 , 觸摸式防盜報警器 ,紅外報警器 , 紅外線聲先報警器 6 防盜報警系統(tǒng)是在探測到防范現(xiàn)場有入侵者時能及時發(fā)出報警信號的專用電子系統(tǒng)，一般由探測器（報警器） 、

10、傳輸系統(tǒng)和報警控制器組成。探測器檢測到意外情況就產(chǎn)生報警信號， 通過傳輸系統(tǒng)送入報警控制器發(fā)出聲、光或其他報警信號 7。探測器（報警器）的種類很多，按所探測的物理量的不同，可分為微波、紅外、激光、超聲波和振動等方式；按電信號傳輸方式不同，又可分為6 無線傳輸和有線傳輸兩種方式8。由于紅外線是不見光，有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、 警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，這時紅外線報警器的簡易、靈敏度高為人們解決了不少問題。但是市場上的報警器大部分都是用于一些大公司財政機構(gòu)， 價格高昂，一般人們難以接受， 如果再設(shè)計和生產(chǎn)一種價廉、性能靈敏可靠的防盜報警器， 必將為大多數(shù)需求者所利用， 在人們的

11、防盜和保證財產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。本課題嘗試用價格低廉、應(yīng)用普遍的at89s52單片機控制的電路來設(shè)計一個主動式對射式的紅外線防盜報警器，期望達到方便、實用的效果。1.4 無線通信的發(fā)展?fàn)顩r當(dāng)今，全球無線通信產(chǎn)業(yè)主要體現(xiàn)出兩個特點：一是公眾移動通信保持增長態(tài)勢強勁，但也存在發(fā)展不均衡的現(xiàn)象。具統(tǒng)計，2003 年全球移動用戶數(shù)增長率在 17以上，在市場值方面，比上年增長了11.3 以上。盡管全球移動市場在增長，但這種增長也呈現(xiàn)出很大的不均衡性。從用戶數(shù)來看，在北美、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)， 由于移動用戶普及率已經(jīng)很高，因此新增用戶數(shù)日益減少； 而在亞洲、非洲等地區(qū)移動用戶數(shù)增長迅猛。從用戶

12、創(chuàng)造的價值來看， 歐美發(fā)達國家的 arpu 值遠遠超過了新興的發(fā)展中國家。二是寬帶無線通信熱點技術(shù)研究和應(yīng)用十分活躍。 目前，我國的移動通信市場呈現(xiàn)持續(xù)快速增長的局面，移動用戶總數(shù)達到 4 億左右，用戶普及率達到30左右。所以，我國移動通信用戶普及率相對還比較低，仍有相當(dāng)巨大和持久的增長空間。2 系統(tǒng)分析2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成2.1.1 紅外通信的基本原理紅外通信是利用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)送端采用脈時調(diào)制( ppm)方式, 將二進制數(shù)字信號調(diào)制成某一頻率的脈沖序列 , 并驅(qū)動紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去, 接收端將收到的光脈沖轉(zhuǎn)換成電信號 , 再

13、經(jīng)過放大、濾波處理后送給解調(diào)電路進行解調(diào), 還原為二進制數(shù)字信號后輸出。 換句話說 , 紅外通信的實質(zhì)就是對二進制數(shù)字信號進行調(diào)制和解調(diào), 以便利用紅外進行傳輸 , 紅外通信接口就是針對紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。2.1.2 紅外通信的組成紅外通信系統(tǒng)采用紅外光傳輸及無線工作機制, 其組成結(jié)構(gòu)主要包括 : 發(fā)射器部分 : 需要傳輸?shù)男盘柦?jīng)數(shù)字化 ( 采樣及量化 ) 后, 一般需要進行基帶調(diào)制和傳輸調(diào)制, 有時還要進行信號源壓縮編碼, 采用所得的電信號驅(qū)7 動電光變換電路來完成紅外脈沖發(fā)射。 包括鍵盤輸入模塊、輸入警報開啟或關(guān)閉、密碼等信息， 紅外線采用 nec 編碼。顯示模塊將顯示輸入信息。 89c

14、52根據(jù)輸入，將信息處理后發(fā)送給紅外發(fā)送模塊和led顯示模塊分別進行發(fā)送和顯示。通信信道 : 紅外無線數(shù)字通信的信道泛指發(fā)射器與接收器之間的空間。由于自然光及人工光源等背景光信號的介入, 信號源以及發(fā)射 / 接收端設(shè)備中電學(xué)或光學(xué)噪聲的影響 , 紅外無線數(shù)字通信在某些場合的通信質(zhì)量較差, 需要采用信道編碼技術(shù)。接收器部分 : 信道中的光信號由光接收器部分實現(xiàn)光電變換, 為了消除噪聲以及碼間干擾 , 需要加入濾波和均衡等環(huán)節(jié)。 來提高抗干擾能力。 接收模塊接收到信息后發(fā)送到89c52單片機上進行解碼等處理， 然后將處理后的信息分別傳送到顯示模塊進行顯示和報警模塊進行報警或提示。2.1.3 紅外發(fā)

15、射器完成信號的電光變換并向空間發(fā)射紅外脈沖。紅外發(fā)射器的關(guān)鍵部件是紅外發(fā)光二極管 ( led) 和相應(yīng)的驅(qū)動電路。紅外 led 器件首先要滿足其調(diào)制帶寬大于信號的頻譜寬度 , 保證通信線路暢通。此外 led 的發(fā)射波長應(yīng)與接收器端的光電探測器 ( 一般選用硅光二極管) 的峰值響應(yīng)率相匹配, 最大程度地抑制背景雜散光干擾 , 現(xiàn)階段一般選用 780 950nm 的紅外波段進行數(shù)字信號傳輸。 由于紅外無線通信系統(tǒng)的信噪比與發(fā)射器發(fā)射功率的平方成正比所以適當(dāng)提高紅外發(fā)射器的發(fā)射功率, 并采用空間分集全息漫射片等可使發(fā)射端的光功率在空間均勻分布的措施來降低誤碼率, 提高通信質(zhì)量。2.1.4 紅外接收器

16、紅外接收器包括紅外光接收部分以及后續(xù)的信號采樣、濾波、判決、量化、均衡和解碼等。2.2 總體設(shè)計方案2.2.1 方案選擇（一）單片機控制器模塊采用目前比較通用的51 系列單片機。此單片機的運算能力強， 軟件編程靈活， 自由度大， 市場上比較多見價格便宜且技術(shù)比較成熟容易實現(xiàn)。（二） 38khz載波實現(xiàn)利用載波對信號進行調(diào)制從而減少信號傳輸過程中的光波干擾, 提高數(shù)據(jù)傳輸效率。方案：單片機 t0 定時產(chǎn)生 38khz載波電路原理 :stc89c52rc 定時器 t0產(chǎn)生周期性的 26.3us 的矩形脈沖 , 即每隔8 13us，定時器 t0 產(chǎn)生中斷輸出一個相反的信號使輸出端產(chǎn)生周期的38khz

17、脈沖信號。計算公式如2-1 所示，脈沖圖如圖2-1 所示。 t=1/38mhz （2-1）圖 2-1 38khz載波信號對于產(chǎn)生 38khz脈沖信號的軟、硬件電路的實現(xiàn)進行比較選擇，軟件實現(xiàn)經(jīng)濟有利于產(chǎn)品開發(fā)使用，加密性強，電路板元件少，經(jīng)濟實用，便于產(chǎn)品的推廣。即用軟件定時產(chǎn)生38khz的載波信號。（三）紅外解碼電路的選擇方案：采用單片機軟件解碼根據(jù)實際情況進行選擇， 其外圍電路簡潔， 空出的 io 口多，利于單片機擴展多路開關(guān)電路的設(shè)計，而編程就會復(fù)雜些。2.2.2 總體設(shè)計框圖經(jīng)過上述方案的分析選擇，得出系統(tǒng)硬件由以下幾部分組成：紅外數(shù)據(jù)發(fā)射電路，鍵盤采用矩陣鍵盤，44 矩陣鍵盤中p1.

18、0-p1.3為采集數(shù)據(jù)入口，p1.4-p1.7 采集數(shù)據(jù)出口。整體設(shè)計思路為：根據(jù)掃描到不同的按鍵值轉(zhuǎn)至相對應(yīng)的rom 表讀取數(shù)據(jù)。確認設(shè)備及菜單選擇鍵后at89c2051 將從 rom 讀取出來的值，按照數(shù)據(jù)處理要求從 p2.5 輸出控制脈沖與t0產(chǎn)生的 38khz的載波（周期是26.3us ）進行調(diào)制，經(jīng) npn 三極管對信號放大驅(qū)動紅外發(fā)光管將控制信號發(fā)送出去。紅外數(shù)據(jù)接收則是采用 lt0038一體化紅外接收頭， 內(nèi)部集成紅外接收、 數(shù)據(jù)采集、 解碼的功能，只要在接收端 int0 檢測頭信號低電平的到來，就可完成對整個串行的信號進行分析得出當(dāng)前控制指令的功能。然后根據(jù)所得的指令去操作相應(yīng)

19、的用電器件工作，如圖 2-3 所示。9 圖 2-3 電路設(shè)計整體框圖2.3 方案的可行性論證2.3.1 實用性本系統(tǒng)具有實時性、靈活性、穩(wěn)定性、以及多功能同時控制等優(yōu)點，方便用戶對多個設(shè)備進行控制。2.3.2 經(jīng)濟可行性對于有多個紅外遙控家電的用戶來說，可通過識別已存儲在rom 中的信號，實現(xiàn)以現(xiàn)有的單一紅外信號， 同時對任意紅外遙控家用電器進行控制，由于節(jié)約了實現(xiàn)控制功能的多個遙控硬件，從而減少了用戶的投資。 為家庭電器的使用帶來意想不到的好處。2.3.3 技術(shù)可行性單片機對數(shù)據(jù)進行處理， 定時器產(chǎn)生 38khz的載波對紅外信號調(diào)制， 采用一體紅外接收頭對紅外信號放大、解碼、電平轉(zhuǎn)換。紅 外

20、傳輸89c52 單片機紅外發(fā)射電路4*4 矩陣鍵盤紅外接收電路89c52單片機設(shè)備控制電路1 02.4 小結(jié)整個系統(tǒng)的設(shè)計要求抗干擾能力強，防止誤動作；安裝、操作簡單，維護方便；總體成本低?？傮w設(shè)計經(jīng)過綜合分析論證采取最優(yōu)方案。系統(tǒng)硬件由以下幾部分組成： 紅外數(shù)據(jù)發(fā)射電路，鍵盤采用矩陣鍵盤，44 矩陣鍵盤中 p1.0-p1.3 為采集數(shù)據(jù)入口， p1.4-p1.7 采集數(shù)據(jù)出口。3 硬件設(shè)計3.1 單片機及其硬件電路設(shè)計3.1.1 單片機的介紹 89c52 單片機89c52是 intel公司 mcs-51系列單片機中基本的產(chǎn)品，它采用atmel 公司可靠的 cmos 工藝技術(shù)制造的高性能8 位

21、單片機，屬于標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51的 hcmos產(chǎn)品。它結(jié)合了 cmos 的高速和高密度技術(shù)及cmos 的低功耗特征， 它基于標(biāo)準(zhǔn)的 mcs-51單片機體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于89c51增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達控制等應(yīng)用場合。89c52內(nèi)置 8 位中央處理單元、 256 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器ram 、8k 片內(nèi)程序存儲器（rom ）32 個雙向輸入 / 輸出(i/o) 口、3 個 16 位定時 / 計數(shù)器和 5 個兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。此外，89c52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模

22、式下凍結(jié)cpu 而 ram定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存ram 數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。89c52有 pdip(40pin) 和 plcc(44pin)兩種封裝形式。功能特性：1 1 標(biāo)準(zhǔn) mcs-51內(nèi)核和指令系統(tǒng) 片內(nèi) 8krom （可擴充 64kb外部存儲器） 32 個雙向 i/o 口 256x8bit內(nèi)部 ram （可擴充 64kb 外部存儲器） 3 個 16 位可編程定時 / 計數(shù)器 時鐘頻率 3.5-12/24/33mhz 向上或向下定時計數(shù)器 改進型快速編程脈沖算法 6 個中斷源 5.0v 工作電壓 全雙工串行通信口 布爾處理器幀錯誤偵測

23、 4 層優(yōu)先級中斷結(jié)構(gòu)自動地址識別 兼容 ttl和 cmos 邏輯電平 空閑和掉電節(jié)省模式 pdip(40) 和 plcc(44)封裝形式管腳說明：vcc ：供電電壓。 gnd ：接地。p0 口：p0 口為一個 8 位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收 8 個 ttl門電流。當(dāng) p0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，此時 p0外部必須被拉高。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

24、4 個 ttl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。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。 p2口當(dāng)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

25、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。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1 2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。 p3口作為 at89c51的一些特殊功能口，管腳備選功能p3.0 rxd（串行輸入口）p3.1 txd（串行輸出口）p3.2 /int0 （外部中斷 0）p3.3 /int1 （外部中斷 1）p3.4 t0 （計時器 0 外部

26、輸入）p3.5 t1 （計時器 1 外部輸入）p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）p3.7 /rd （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）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。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地位字節(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，

27、ale 只有在執(zhí)行 movx，movc 指令是 ale才起用。另外，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。/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 /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)。 /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 ）。x

28、tal1 ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。xtal2 ：來自反向振蕩器的輸出。3.1.2 時鐘電路及 rc復(fù)位電路外接石英晶體或者陶瓷諧振器以及電容c1、c2 接在放大器的反饋回路（at89c52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大電路，xtal1 、xtal2分別是該放大器的輸入和輸出端）中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。晶振頻率為12mhz 。c12 ，c13是兩個瓷片電容，與晶振y2 構(gòu)成了自激諧振電路。其電容的1 3作用主要是對頻率進行微調(diào)，一般取30-45pf 左右。使用該電路可產(chǎn)生穩(wěn)定的12mhz 頻率，受外界的環(huán)境的干擾影響非常小。其接法如圖3-2 所示：圖 3-2 晶

29、振電路復(fù)位是單片機初始化操作，其主要功能是把pc初始化為 0000h ，使單片機從 0000h單元執(zhí)行程序。 除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵重新啟動。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。本設(shè)計采用了按鍵手動復(fù)位方式。該復(fù)位電路如圖3-3 所示。復(fù)位電路采用了按鍵與上電復(fù)位。上電與按鍵均可以有效復(fù)位。上電瞬間rst引腳獲得高電平，單片機復(fù)位電路隨著電容的c11的充電， rst引腳的高電平逐漸下降。 rst引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2 個機器周期），單片機就可以進行復(fù)位操作。按鍵復(fù)位是直接將高電平通過電阻r1

30、1 、r10分壓到達reset 引腳，實現(xiàn)復(fù)位操作【 4】。1 4圖 3-3 復(fù)位電路圖3.2 單片機紅外發(fā)射器的電路設(shè)計硬件電路組成 : 4x4矩陣鍵盤電路、紅外發(fā)射電路、紅外接收電路、電源電路。3.2.1 矩陣鍵盤電路(1)4 4 矩陣鍵盤的工作原理 : 矩陣鍵盤又稱為行列式鍵盤，它是用4 條 i/o 線作為行線， 4 條 i/o 線作為列線組成的鍵盤。 在行線和列線的每一個交叉點上，設(shè)置一個按鍵。 這樣鍵盤中按鍵的個數(shù)是44 個。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機系統(tǒng)中i/o口的利用率。行線接p2.4-p2.7 ，列線接 p2.0-p2.3 ，如圖 3-4 所示。1 5圖 3-4 矩

31、陣鍵盤電路圖(2) 鍵值得讀取 : 首先從 p2口的高四位輸出低電平，低四位輸出高電平，從p2口的低四位讀取鍵盤狀態(tài)。然后再從p2口的低四位輸出低電平，高四位輸出高電平，從p2口的高四位讀取鍵盤狀態(tài)。 將兩次讀取結(jié)果組合起來就可以得到當(dāng)前按鍵的特征編碼(3) 按鍵功能說明 : 按鍵 0-9 表示數(shù)字 0-9；10 表示 a，按 a鍵修改密碼，顯示no表示錯誤；11 表示 b，按 b 鍵保存密碼，將密碼寫入存儲器，yes表示修改密碼成功； 12表示 c，按 c鍵確認密碼，若顯示corr 表示密碼正確，之后顯示send 發(fā)送，若顯示 eeor 則表示密碼錯誤，之后仍會顯示send 表示發(fā)送信息；

32、13表示 d，按 d鍵顯示 conc 表示取消。3.2.2 紅外發(fā)射電路 (1) 紅外線遙控制系統(tǒng)的原理框圖：將指令脈沖編碼信號調(diào)制在載波振蕩器產(chǎn)生的載波上（也稱脈碼調(diào)制） ，然后用這脈碼調(diào)制信號去驅(qū)動紅外發(fā)光二極管，以發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波， 其紅外遙控系統(tǒng)電路如圖3-5 所示。圖 3-5 紅外遙控系統(tǒng)電路框圖(2) 紅外編碼原理 : 通常，紅外遙控器將遙控信號(二進制脈沖碼 ) 調(diào)制在 38khz的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，轉(zhuǎn)化為紅外信號發(fā)射出去。二進制脈沖碼的形式有多種，其中最為常用的是pwm 碼(脈沖寬度調(diào)制碼 )和 ppm 碼( 脈沖位置調(diào)89c52( 指 令編碼) 3

33、8khz 載波驅(qū)動電路調(diào)制紅外發(fā)射控制盤1 6制碼）。前者以寬脈沖表示1，窄脈沖表示 0。后者脈沖寬度一樣，但是碼位的寬度不一樣， 碼位寬的代表 1，碼位窄的代表 0。脈寬為 0.56ms、間隔 0.565ms、周期為 1.125ms 的組合表示二進制的“ 0”；以脈寬為 0.56ms、間隔 1.69ms、周期為 2.25ms 的組合表示二進制的“ 1”。 如圖 3-6 示。本課題是以 ppm 碼 （脈沖位置調(diào)制碼）對紅外數(shù)據(jù)的發(fā)送進行論證【5】。圖 3-6 指令脈沖圖遙控編碼脈沖信號由引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、系統(tǒng)反碼、功能碼、功能反碼等信號組成。引導(dǎo)碼也叫起始碼， 由寬度為 9ms的高電平和寬度為4

34、.5ms 的低電平組成（不同的紅外家用設(shè)備在高低電平的寬度上有一定區(qū)別），用來標(biāo)志遙控編碼脈沖信號的開始。如圖3-7 所示【 5】。圖 3-7 信號引導(dǎo)碼圖系統(tǒng)碼也叫識別碼， 它用來指示遙控系統(tǒng)的種類， 以區(qū)別其它遙控系統(tǒng)， 防止各遙控系統(tǒng)的誤動作功能碼也叫指令碼，它代表了相應(yīng)的控制功能， 接收機中的可根據(jù)功能碼的數(shù)值完成各種功能操作。系統(tǒng)反碼與功能反碼分別是系統(tǒng)碼與功能碼的反碼，反碼的加入是為了能在接收端校對傳輸過程中數(shù)據(jù)是否產(chǎn)生差錯。脈沖位置表示的“ 0”和“1”組成的 32 位二進制碼前 16 位控制指令，控制不同的紅外遙控設(shè)備。而不同的紅外家用電器又有不同的脈沖調(diào)控方式，后16位分別是

35、 8 位的功能碼和 8 位的功能反碼。 串行數(shù)據(jù)碼時序圖如3-8 所示【6】。1 7圖 3-8 串行數(shù)據(jù)碼時序圖將要發(fā)送的指令脈沖編碼信號調(diào)制在38khz的載波上，可以增加信號的抗干擾能力，提高信號傳輸效率。信號調(diào)制時序如3-9 所示。圖 3-9 信號調(diào)制圖(3) 紅外發(fā)射二極管的主要技術(shù)參數(shù): （發(fā)射管我不記得用哪個了）sir333是 gaalas紅外發(fā)射二極管，其特點是體積小、功耗低、高發(fā)射強度、高可靠性、發(fā)射角度45、sir333 管子直徑 5mm 。廣泛應(yīng)用于儀器、儀表、電氣設(shè)備近距離紅外數(shù)據(jù)傳輸、 電視機、空調(diào)機等家用電器紅外遙控信號發(fā)射其紅外發(fā)射距離為 8-10 米【7】。(4)

36、紅外數(shù)據(jù)發(fā)射電路的設(shè)計 : 在紅外數(shù)據(jù)發(fā)射過程中，由于發(fā)送信號時的最大平均電流需幾十ma （對應(yīng)mw級發(fā)射功率），所以需要三極管放大后去驅(qū)動紅外光發(fā)射二極管（又稱電光二極管）。 軟件編程將數(shù)據(jù)從p3口第 6腳 （p37） 將數(shù)據(jù)輸出。t0 定時產(chǎn)生 38khz載波信號。紅外數(shù)據(jù)射發(fā)射電路圖如3-10 所示。1 8圖 3-10 紅外數(shù)據(jù)發(fā)射電路3.2.3 存儲器電路在紅外線發(fā)射模塊上又增加了一個24c02flash 存儲器，用于存儲密碼，電路圖如下：圖 3-11 存儲器電路3.3 單片機紅外接收器的電路設(shè)計硬件電路組成有 : 紅外接收電路、 錄音電路、 時鐘電路、 溫度傳感器電路、led顯示電路

37、。1 93.3.1 紅外接收電路 hs0038b 是用于紅外遙控接收的小型一體化接收頭，集成紅外線的接收、放大、解調(diào)，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， 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，中心頻率38.0khz。接收器對外只有3 個引腳： out 、gnd 、vcc 與單片機接口非常方便，如圖3-11 所示【8】。圖 3-12 hs0038b 外型圖3 腳接電源（ +vcc ），2 腳 gnd 接系統(tǒng)的地線（ 0v），1 腳脈沖信號輸出，經(jīng)非門 u6緩沖與 p24的判斷信號進行邏輯與使得進入int0的信號恰好

38、是紅外數(shù)據(jù)發(fā)射電路輸出端p25的相反相信號，只要檢測到int0 信號下降沿從而測出控制指令的功能【 8】。hs0038b 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖圖 3-13 hs0038b 內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作流程hs0038接收原理紅外線接收是把遙制發(fā)送的數(shù)據(jù)( 已調(diào)信號 ) 轉(zhuǎn)換成一定格式的控制指令脈沖(調(diào)制信號、基帶信號 ) ，是完成紅外線的接收、放大、解調(diào)，還原成發(fā)射格式（高、低電位剛好相反）的脈沖信號。這些工作通常由一體化的接收頭來完成，2 0輸出 ttl兼容電平。 最后通過解碼把脈沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)， 從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。圖 3-13 是一個紅外線接收電路框圖【9】。圖 3-14 紅外接收及控制電路框圖本課題的核心部

39、分在于紅外發(fā)射、接收及八路開關(guān)功能演示。 其中紅線數(shù)據(jù)接收是對紅外二進制脈沖的寬度進行測量，從而獲得紅外遙控的脈沖信息。 怎樣才能實時、準(zhǔn)確地對紅外二進制脈沖波形進行測量呢？采用外部中斷成為了理所當(dāng)然的選擇， 外部中斷只有低電平和下降沿觸發(fā)兩種方式，這就使得單片機只能一次性對脈沖的高電平或低電平進行測量，而一連串的脈沖是不可能分開多次測量的，因此，為了解決這一問題， 本人將從接收頭出來的紅外二進制脈沖信號與標(biāo)志位（p24）進行邏輯或非，然后再輸入到int0（p3.2）引腳，使得輸入 int0的信號恰好是紅外數(shù)據(jù)發(fā)射電路輸出端p25的信號，只要檢測到int0 信號下降沿到上升沿的這段時間。如果相

40、鄰的兩個中斷間隔的時間長度為1.125ms，說明接收到的是“ 0”；時間長度是 2.25ms 則為“ 1”。因此，脈沖電平的每一次跳變都會形成一次中斷， 在中斷服務(wù)子程中即可實現(xiàn)一次性對一連串連續(xù)波形的測量，在測量后對 0 和 1 的個數(shù)據(jù)統(tǒng)計從而測出控制指令的功能。硬件或非門的反應(yīng)速度是納秒級的，滿足實時要求。紅外接收電路連接圖如圖3-14 所示。八路開關(guān)放大電路調(diào)制電路紅外接收89c52 (指令譯碼 ) 2 1圖 3-15 紅外接收電路圖3.3.2 led七段數(shù)碼管顯示模塊這類數(shù)碼管可以分為共陽極與共陰極兩種，共陽極就是把所有 led的陽極連接到共同接點 com ，而每個 led的陰極分別

41、為 a、b、c、d、e、f 、g 及 dp（小數(shù)點）；共陰極則是把所有l(wèi)ed的陰極連接到共同接點com ， 而每個 led的陽極分別為 a、b、c、d、e、f 、g 及 dp（小數(shù)點），如下圖所示。圖中的8 個 led分別與上面那個圖中的 adp各段相對應(yīng)，通過控制各個led的亮滅來顯示數(shù)字。數(shù)碼管使用條件：a、段及小數(shù)點上加限流電阻b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定；小數(shù)點：根據(jù)發(fā)光顏色決定c、使用電流：靜態(tài)：總電流80ma （每段10ma ） ；動態(tài)：平均電流4-5ma 峰值電流100ma 下圖為共陰 ,共陽七段數(shù)碼管引腳圖. 2 2圖3-16共陽極 led七段數(shù)碼管上面這個只是七段數(shù)碼管

42、引腳圖，其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的. 數(shù)碼管使用注意事項說明：（）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；（）焊接溫度：度；焊接時間：（）表面有保護膜的產(chǎn)品, 可以在使用前撕下來。3.3.3 錄音模塊【 概述 】isd1700 系列錄放芯片是一種高集成度，高性能的芯片。 它可以多段錄音， 采樣率可在 4k 至 12k 間調(diào)節(jié)，供電范圍可以在 2.* 至 5.5v 之間。 sd1700 系列錄放芯片可工作于獨立按鍵模式和 spi 控制模式。芯片內(nèi)有存儲管理系統(tǒng)來管理多段語音，這樣在獨立按鍵模式下也能進行多* 音錄放。 此芯片內(nèi)有振蕩器，可通過外部電阻來調(diào)節(jié)其振蕩頻率；還有帶自動增

43、益控制 （ agc ）的話筒運放，模擬線路輸入，抗鋸齒濾波器，多級存儲陣列，平滑濾波器，音量控制，直接驅(qū)動喇叭的 pwm 輸出與接外部功放的電流 / 電壓輸出。 isd1700 還有有新錄音提示功能，當(dāng)有新的錄音后， led 回每幾秒閃一次來提示用戶有新的錄音。此外還有 4 種音效來提示用戶的操作結(jié)果，如開始錄音、停止錄音、擦除、下一曲和全部擦除等。錄音數(shù)據(jù)存儲在芯片的 flash 內(nèi)，沒有經(jīng)過任何壓縮，所以有較* 音質(zhì)和斷電存儲。 芯片有兩路獨立的語音信號輸入通道，話筒輸入與模擬信號輸入。在獨立按鍵模式下， 當(dāng)某功能操作完成后芯片會自動進入掉電模式來降低功耗。在 spi * ，用戶可對芯片進

44、行更多功能操作。如對任意存儲地址進行錄放，對模擬通道配置寄存器（analog path configuration register, apc * 行讀寫等?！疽_圖】2 3圖 3-17 isd1700 管腳圖【 特點 】錄、放音十萬次，存儲內(nèi)容可以斷電保留一百年?？刂品绞剑瑑煞N錄音輸入方式，兩種放音輸出方式處理多達 159 段以上信息豐富多樣的工作狀態(tài)提示多種采樣頻率對應(yīng)多種錄放時間音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價廉物美工作電壓 : 2.4v-5.5v, 最高不能超過 6v 靜態(tài)電流 : 0.5 - 1 a 2 4工作電流 : 20ma 用戶可利用震蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的

45、錄放時【引腳說明】腳名pdip/soictsop 說明vccd122數(shù)字電源正l*223led，平時為高電平reset324復(fù)位，低電平有* 有內(nèi)部上拉電阻。miso425數(shù)據(jù)在時鐘下降沿輸出spi 接* 行輸出。 isd1700 在 sclk 下降沿之前的半個周期將數(shù)據(jù)放置在miso 端。數(shù)據(jù)在sclk 的下降沿時移出mosi526數(shù)據(jù)在時鐘上升沿輸入，有內(nèi)部上拉電阻。 spi 接口的數(shù)據(jù)輸入端口。主控制芯片在sclk 上升沿之前的半個周期將數(shù)據(jù)放置在mosi 端。數(shù)據(jù)在 sclk 上升沿被鎖存* 內(nèi)。此管腳在空閑時,應(yīng)該被拉高sclk627時鐘口，由主控芯片產(chǎn)生時鐘，有內(nèi)部上拉電阻;spi

46、 接口的時鐘。由主控制芯片產(chǎn)生,并且被用來同步芯片mosi 和 miso 端各自的數(shù)據(jù)輸入和輸出。此管腳空閑時，必須拉高。ss728片選，低有效，有內(nèi)部上拉電阻。;為低時，選擇該芯片成為當(dāng)前被控制設(shè)備并且開啟spi 接口。空閑時需要拉高vssa81模擬地anain92線路輸入， 需串一個0.1uf 的耦合電容， 且輸入信號的峰峰值不能超過 1v;芯片錄音或直通時，輔助的模擬輸入。需要一個交流耦合電容（典型值為0.1uf* 并且輸入信號的幅值不能超出1.0vpp。apc 寄存器的 *3 可以決定analn 信號被立刻錄制到存儲器中，與mic 信號混合被錄制到存儲器中，或者被緩存到喇叭端并經(jīng)由直通

47、線路從aud/aux輸出。mic+*3話筒差分信號的正向輸入端；輸入信號需經(jīng)過耦合電容；此電容與內(nèi)部的10k 電阻決定了帶通濾波器的剪切頻率mic-114話筒差分信號的反向輸入端；輸入信號需經(jīng)過耦合電容。vssp2125pwm 反向地 ;負極 pwm 喇叭驅(qū)動器地sp-136pwm 反向輸出 ;喇叭輸出 -（不可對地短路）vccp147pwm 電源正 ;pwm 喇叭驅(qū)動器電源sp+158pwm 正向輸出 ;喇叭輸出 +（不可對地短路）2 5vssp1169pwm 正向地 ;正極 pwm 喇叭驅(qū)動器地aud/aux1710aud 是單極音頻電流輸出，aux 是單極音頻 * 輸出，接外部功放；出廠

48、設(shè)置為aud 。 * 輔助輸出，決定于apc 寄存器的d7，用來輸出一個aud 或 aux 輸出。 aud 是一個單端電流輸出，而 auxout 是一個單端電壓輸出。 他們能夠被用來驅(qū)動一個外部揚*出廠默認設(shè)置為aud 。apc 寄存器的 d9 可以使其掉電。agc18*1自動增益控 * 此腳需接一個4.7uf 的電容到地使agc 工作；若直接接到地，則增益為最大；若直接接到vcca，則增益為最小。vol19128 級音量調(diào)節(jié)；每個下* 降低1 級音量，到最低后有脈沖則增加音量直到變?yōu)樽罡?，然后重?fù)。rosc2013振蕩電阻，決定內(nèi)部工作頻率;振蕩電阻rosc 用一個電阻連接到地.vcca21

49、14模擬電源正ft2215直通：在獨立模式下，當(dāng)此腳置低時開啟直通功能。即線路輸入信號將從 sp 與 aud/aux輸出，并可控制音量； 在 spi 模式下可用命令控制此 * 關(guān)，優(yōu)先級高于獨立模式。;在獨立芯片模式下，當(dāng)ft 一直為低， analn 直通線路被激活。analn 信號被立刻從analn 經(jīng)由音量控制線路發(fā)射到喇叭以及aud/aux 輸出。 d0 所控制。 該管腳有一個內(nèi)部上拉設(shè)備和一個內(nèi)部防抖動設(shè)計，當(dāng)在spi 模式下， spi 無視這個輸入， 而且直通線路被apc 寄存器的， 允許使用按鍵開關(guān)來控制開始和結(jié)束play2316播放，下降沿脈沖觸發(fā)播放一段，播放時有下降沿脈沖則停

50、止播放；保持低電平將進入連續(xù)循環(huán)播放，高電平則停止播放。有 600k 的內(nèi)部上拉電阻。rec2*17錄音 ,低電平錄音，高電平停止; 錄音 ,有 600k 的內(nèi)部上拉電阻。erase2518擦除， 下降沿脈沖觸發(fā)并擦除當(dāng)前曲，但只有當(dāng)前曲為首段或末段時才可擦除。 保持此腳低電平一定時間將會擦除全部錄音。有 600k 的內(nèi)部上 * 。fwd2619播放下一曲。有600k 的內(nèi)部上拉電阻。rdy/int2720rdy ：錄音、放音、擦除與下一曲操作時為低電平；閑時為高電平。 int ：執(zhí)行完一個spi 指令后將此腳置低，需收到清除指令后才將此腳置高。 ;一個開路輸出。 re*y( 獨立模式 )該管

51、腳在錄音， 放音，擦除和快進操作時保持為低，保持為高時進入空閑狀態(tài)interrupt(spi模式 )在完成 spi 命令后，會產(chǎn)生一個低信號的中斷。一* 消除，該腳變回為高。vssd2821數(shù)字地2 6錄音模塊有vol 、play 按鍵， vol 實現(xiàn) 8 級音量調(diào)節(jié)；每個下* 降低 1 級音量，到最低后有脈沖則增加音量直到變?yōu)樽罡?，然后重?fù)，play 按鍵實現(xiàn)播放，下降沿脈沖觸發(fā)播放一段， 播放時有下降沿脈沖則停止播放；保持低電平將進入連續(xù)循環(huán)播放，高電平則停止播放。有 600k 的內(nèi)部上拉電阻。圖 3-18 錄音模塊3.3.4 時鐘模塊時鐘模塊實現(xiàn)總的系統(tǒng)定時，單片機從此模塊讀取時間作為每

52、次報警或者時間的參考圖 3-19 時鐘模塊2 73.3.5 溫度傳感器模塊溫度傳感器電路利用芯片ds18b20 檢測溫度圖 3-20 溫度傳感器電路3.4 小結(jié)發(fā)射模塊采用 89c52單片機作為控制核心，硬件電路組成: 4x4 矩陣鍵盤電路、紅外發(fā)射電路、紅外接收電路、電源電路。遙控編碼脈沖信號由引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、系統(tǒng)反碼、功能碼、功能反碼等信號組成。以ppm 碼（脈沖位置調(diào)制碼）對紅外數(shù)據(jù)調(diào)制在38khz的載波上。接收模塊采用 89c52單片機作為控制核心。硬件電路組成:采用 hs0038b 小型一體化紅外接收頭、 七段數(shù)碼管顯示電路， 及錄音模塊、 溫度模塊、時鐘模塊。20114817 4

53、程序設(shè)計4.1 紅外發(fā)射模塊單片機對紅外遙控八路開關(guān)的控制括二個子系統(tǒng)：紅外遙控器指令發(fā)射、 紅外遙控指令接收， 二個子系統(tǒng)是有很強的互連性， 但各個子系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)差別較大，下面將分別介紹二個子系統(tǒng)的軟件設(shè)計。使用c 語言編寫程序，調(diào)用的庫函數(shù)多，易于移植，編程簡單。本論文的設(shè)計只給出了部分程序。2 84.1.1 發(fā)射電路主程序流程圖主程序設(shè)計是首先是初始化鍵盤和紅外發(fā)射端口的參數(shù)值，然后讓單片機掃描檢測鍵盤，如果有按鍵按下就讓其相應(yīng)的按鍵編碼通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去。如圖 4-1 所示。圖 4-1 主程序流程圖4.1.2 紅外發(fā)射子程序流程圖子程序設(shè)計是讓單片機等待按鍵按下發(fā)送編碼信號，如果

54、檢測到信號就讓其按循序發(fā)射引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、系統(tǒng)反碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼還有結(jié)束標(biāo)志位。如圖 4-2 所示。初始化鍵盤、紅外發(fā)射端口按鍵掃描紅外數(shù)據(jù)發(fā)射開始2 9圖 4-2 紅外發(fā)射子程序流程圖4.2 紅外接收模塊4.2.1 紅外接收電路主程序流程圖主程序是首先初始化紅外接收端口，然后檢測是否接收紅外信號，如果接收到紅外信號就調(diào)用接收子程序， 然后就通過 led顯示當(dāng)前 led燈熄滅的狀態(tài)如此循環(huán)，如圖 4-3 所示。發(fā)送引導(dǎo)碼發(fā)送系統(tǒng)碼y 發(fā)送系統(tǒng)反碼發(fā)送數(shù)據(jù)碼發(fā)送數(shù)據(jù)反碼發(fā)送結(jié)束標(biāo)志位1 紅外數(shù)據(jù)發(fā)送 ? 開始n 結(jié)束3 0圖 4-3 紅外接收主程序流程圖4.2.2 紅外接收電路子程序流程圖子

55、程序是首先讀取t0定時器的長度，如果是1.125ms 就認為是“ 0”，將其存入緩沖區(qū)并且計數(shù)器加一，如果是2.25ms 就認為是“ 1”，將其存入緩沖區(qū)并且計數(shù)器加一。如果計數(shù)器值為32 時，就接收結(jié)束標(biāo)志位并且將計數(shù)器清0，如果計數(shù)器值不為 32 時，就認為是接收誤碼， 計數(shù)器也將清 0，此時重新等待讀取紅外信號。如圖 4-4 所示。初始化紅外接收端口調(diào)用接收子程序y 接收到紅外信號？n 開始lcd1602 顯示返回3 1圖 4-4 紅外接收程序流程圖4.3 小結(jié)單片機對紅外遙控八路開關(guān)的控制括二個子系統(tǒng)分別是：紅外遙控器指令發(fā)射、紅外遙控指令接收。 發(fā)射主程序設(shè)計是首先是初始化鍵盤和紅外

56、發(fā)射端口的參數(shù)值，然后讓單片機掃描檢測鍵盤， 如果有按鍵按下就讓其相應(yīng)的按鍵編碼通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去。 接收主程序是首先初始化紅外接收端口，然后檢測是否接收紅外信號，如果接收到紅外信號就調(diào)用接收子程序，然后就通過lcd1602顯示當(dāng)前 led燈熄滅的狀態(tài)如此循環(huán)。 單片機控制的紅外通信系統(tǒng)具有硬件電路簡單、成本低廉、 編程方便、 通信可靠性高的特點 , 實現(xiàn)了通信雙方非接觸式的數(shù)據(jù)傳送。如將該系統(tǒng)運用到電表抄表系統(tǒng)中, 將會大大提高抄表工作的效率, 同時這種方案也可用于其它遙控、遙測應(yīng)用場合。進入中斷讀 t0 定時長度計數(shù)器 =32 0緩沖區(qū)2.25ms？1.125ms？計數(shù)器加 1 1緩沖

57、區(qū)正確接收標(biāo)志 =1 計數(shù)器加 1 計數(shù)器清 0 n n 退出中斷y y y 計數(shù)器清 0 n 3 25 系統(tǒng)測試5.1 系統(tǒng)功能測試5.1.1 發(fā)射模塊測試發(fā)射模塊測試的過程中出現(xiàn)了很多問題， 主要就是密碼問題、還有仿真器的問題，軟件編程時設(shè)定了初始密碼，有時候調(diào)試時輸入初始密碼，led顯示的是 eeor ，也就是密碼寫不進去存儲器， 以為是軟件的問題， 改了很久， 后來發(fā)現(xiàn)是存儲器的問題，換了一個存儲器就正常； 另一個問題是仿真器， 仿真器有時候部分管腳和板子接觸不良，會造成顯示錯亂，因為這個問題我們組幾乎浪費了一天的時間，懷疑軟件、 硬件哪個地方出問題了， 先后換了很多個仿真器， 最后證

58、明就是仿真器的問題， 當(dāng)時的大家心情真的是無比煩躁。幸運的是最后終于調(diào)好了， 輸入密碼顯示正確，也可以修改密碼。5.1.2 接收模塊測試接收模塊的測試過程中出現(xiàn)最主要的問題：不能正確解碼。 此時調(diào)試的時候發(fā)射和接收聯(lián)調(diào)， 發(fā)射電路發(fā)射信號， 接收電路接收。 調(diào)試過程中用示波器觀察發(fā)射端和接收端是否有信號。 出現(xiàn)的問題是示波器顯示發(fā)射和接收部分都有信號，引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、系統(tǒng)反碼的時序都正確，但就是接收模塊的led不顯示，最后發(fā)現(xiàn)是發(fā)射和接收電路離得太近了，必須離得稍微遠一點才可以正確接收。5.2 紅外線防盜報警系統(tǒng)的性能分析此紅外線報警系統(tǒng)屬于主動式紅外線對射防盜報警系統(tǒng)，主要由系統(tǒng)自發(fā)發(fā)射接收

59、紅外線， 由發(fā)射電路部分通過紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線，然后通過紅外線接收電路中的紅外接收管接收紅外線， 正常的情況下，發(fā)射與接收活動正常進行，一旦有人闖入， 使得接收中斷， 此時就通過線路連接反映給單片機系統(tǒng)電路，通過軟件設(shè)計部分來使單片機及時掌握是否有人闖入使紅外線接收受阻的信息，從而控制報警器電路的發(fā)光管與蜂鳴器部分同時進行聲光報警。以上是該紅外線防盜報警系統(tǒng)的主要實現(xiàn)過程。 該系統(tǒng)所使用的都是一些新型實用的芯片，性能優(yōu)良價格便宜， 軟件設(shè)計方面也十分簡單， 適用于開發(fā)實用型家庭防盜報警器，且系統(tǒng)適用于一般家庭的220v 電壓，原理簡易，安裝和使用都非常方便。6 心得與體會這次課程設(shè)計時間四

60、周， 學(xué)分四個， 而且是四個人一組， 是至今為止學(xué)分最重的一個，這個特殊性也讓我們組的人對這次課設(shè)特別重視，大家積極性也很高，我們組大家一起齊心協(xié)力焊板子，編軟件，調(diào)程序，寫報告，配合的都很好，分工也很明確， 最開始的一周是焊電路板， 我們的課題需要焊兩塊電路板，所以任務(wù)艱巨，而且 led電路硬件連線特別復(fù)雜， 特別容易接錯。 軟件的編寫也是工作量很多的工程，我們通常熬到一兩點編程序，還要不斷的調(diào)試。通過對課題的設(shè)計， 很大程度的提高了自己各方面的能力，例如對書本基礎(chǔ)知識的掌握程度，對資料的查找方法，對自己知識面的擴展都不得有相對的提高，但在這其中， 也有自己茫然和不知所措的一面，當(dāng)初決定做此