紅外遙控及點陣顯示器件的應(yīng)用

1、1 軟件介紹 21.1 PROTUES軟件介紹 21.2 KEIL 軟件 22 . 設(shè)計原理或方法 32.1 主要元器件介紹 32.2 設(shè)計方案介紹 73 . 程序框圖 84 硬件連線圖及仿真結(jié)果 94.1 硬件連線圖 94.2 仿真結(jié)果圖 105 源程序 116 資源分配 187 性能分析 198 總結(jié)和心得 199 參考文獻 201 軟件介紹1.1 protues軟件介紹Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于 Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：(1) 1)實現(xiàn)了單片機仿真和

2、SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。( 2)支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：68000 系列、 8051系列、AVR系列、PIC12系列、 PIC16系列、 PIC18系列、 Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。(3) 提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第

3、三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2 等軟件。(4) 具有強大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。本章介紹Proteus ISIS 軟件的工作環(huán)境和一些基本操作。特點：支持ARM，7 PIC ， AVR， HC11以及8051 系列的微處理器CPU模型，更多模型正在開發(fā)中：交互外設(shè)模型有LCD顯示、RS232終端、通用鍵盤、開關(guān)、按鈕、LED等；強大的調(diào)試功能，如訪問寄存器與內(nèi)存，設(shè)置斷點和單步運行模式；支持如IAR、 Keil 和 Hitech 等開發(fā)工具的源碼C和匯編的調(diào)試；一鍵“make”特性：一個鍵完成編

4、譯與仿真操作；內(nèi)置超過6000標準SPICE模型，完全兼容制造商提供的SPICE模型； DLL界面為應(yīng)用提供特定的模式；基于工業(yè)標準的SPICE3F5混合模型電路仿真器。 14 種虛擬儀器：示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、規(guī)程分析儀等；高級仿真包含強大的基于圖形的分析功能：模擬、數(shù)字和混合瞬時圖形；頻率；轉(zhuǎn)換；噪聲；失真；付立葉；交流、直流和音頻曲線；模擬信號發(fā)生器包括直流、正旋、脈沖、分段線性、音頻、指數(shù)、單頻FM；數(shù)字信號發(fā)生器包括尖脈沖、脈沖、時鐘和碼流；1.2 Keil 軟件Keil C51是美國Keil Software公司出品的51 系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C

5、語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運行Keil 軟件需要WIN98、 NT、 WIN2000、 WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識（ 1）系統(tǒng)概述Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大

6、的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細介紹Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。2 2） Keil C51 單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos的集成開發(fā)環(huán)境（IDE） ，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。也可以與庫文

7、件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標文件（.ABS） 。 ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標準的Hex文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易2.設(shè)計原理或方法2.1主要元器件介紹1. MCS-51 單片機的結(jié)構(gòu)及編程方法MCS-51 單片機的組成：I/O 口 （ 串口、并口）、內(nèi)部總線PU（進行運算、控制 ）、 RAM數(shù)據(jù)存儲器（） 、 ROM程序存儲器） （、8051單片機的組成框圖（ 1） cpu 中

8、央處理器由運算器和控制器組成，是8 位的cpu，具有布爾運算和8位尋址功能。運算器完成算術(shù)運算和邏輯運算。CPU根據(jù)PC中的地址將欲執(zhí)行指令的指令碼從存儲器中取出，存放在 IR 中， ID 對 IR 中的指令碼進行譯碼，定時控制邏輯在OSC配合下對ID 譯碼后的信號進行分時，以產(chǎn)生執(zhí)行本條指令所需的全部信號。2）存儲器MCS-51單片機按程序存儲器可分為內(nèi)部無ROM型（如 8031）和內(nèi)部有ROM型（如8051）兩種，連接時 引腳有區(qū)別。程序存儲器結(jié)構(gòu)如右圖所示：程序存儲器ROM）用做程序存儲器。可尋址空間為64KB，用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。數(shù)據(jù)存儲器：一般將隨機存儲器AM） 用做

9、數(shù)據(jù)存儲器?？蓪ぶ房臻g為64KB。 MCS-51數(shù)據(jù)存儲器可分為片內(nèi)和片外兩部分。3）特殊功能寄存器（SFR）MCS-51有 21 個特殊功能寄存器（也稱為專用寄存器），包括算術(shù)運算寄存器、指針I(yè)/O 口鎖存器、定時器/ 計數(shù)器、串行口、中斷、狀態(tài)、控制寄存器等，它們被離128 個存儲單元，80H FFH地址單元中（不包括PC） ，共占據(jù)了構(gòu)成了 S運行狀態(tài)。8 整除的SFR可位尋址。SFR反映了MCS-51單片機的80C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)（ 4） I/O 接口I/O 接口是MCS-51單片機對外部實現(xiàn)控制和信息交換的必經(jīng)之路，用于信息傳送過程中的速度匹配和增加它的負載能力。8051 內(nèi)部有 4 個

10、 8 位并行接口P0, P1, P2, P3 ，有 1個全雙工的可編程串行I/O 接口。（ 5）定時器/ 計數(shù)器8051 內(nèi)部有兩個16位可編程序的定時器/計數(shù)器， 均為二進制加1 計數(shù)器， 分別命名為 T0 和 T1。（ 6）中斷系統(tǒng)8051 可處理 5 個中斷源（2 個外部， 3 個內(nèi)部）發(fā)出的中斷請求，并可對其進行優(yōu)先權(quán)處理。外部中斷的請求信號可以從P3.2, P3.3 引腳上輸入，有電平或邊沿兩種觸發(fā)方式；內(nèi)部中斷源有3 個， 2 個定時器 /計數(shù)器中斷源和1 個串行口中斷源。8051 的中斷系統(tǒng)主要由中斷允許控制器IE 和中斷優(yōu)先級控制器IP 等電路組成。2 . 16*16 點陣 L

11、ED下圖為8× 8點陣LED外觀及引腳圖，其等效電路如下圖所示，只要其對應(yīng)的X、 Y軸順向偏壓，即可使LED發(fā)亮。例如如果想使左上角LED點亮，則Y0=1， X0=0即可。應(yīng)用時限流電阻可以放在X軸或 Y軸。LED掃描法介紹：LED一般采用掃描式顯示，實際運用分為三種方式：1）點掃描；（ 2）行掃描；（3） 列掃描。若使用第一種方式，其掃描頻率必須大于16× 64=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用則頻率必須大于16× 8=128Hz， 周期小于7.8ms即可符合視覺暫留要求。8顆 LED）時需外加驅(qū)動電路提高電流，否則LED亮度會不足。3 .紅外控制相關(guān)介

12、紹紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部份組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進行控1 所示。發(fā)射部份包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部份包HT6221 鍵碼的形成：當發(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0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms 的組合表示“1 ”。2.2 設(shè)計方案介紹1.設(shè)計總體思路本次課程設(shè)計的要求是利用紅外遙控器控制，在 16× 16 點陣的顯示器件上循顯示 “武”6 個漢字，控制項目：循環(huán)顯示的速度可調(diào)，循環(huán)顯示進入方向（從左至右、16

13、*16 點陣顯示漢字, 而 80C51 的 I/O 接口8 位的， 我們可以用4個 8*8 點陣來組成。由于 80C51的 I/O 口不多 （只有 4組， 32個） ，I/O 口，我們用74HC154（ 4線 -16 譯碼器）作為點陣的列驅(qū)動，P2口和P0口作16*16 的點陣漢字，我們需建一個表先將要顯示的漢字的點陣碼存起16*16 點陣漢字提取軟件來獲得我們所需要的漢字的點陣碼），然后編寫一個合適的查表程序就可以按給定要求顯示漢字。至于改變漢字移動的速度，可以通過用按鍵改變漢字在LED上的顯示時間來改變，通過改變的數(shù)值大小就可以改變漢字的移動速度。題目所要求的用紅外控制我們可以先用開關(guān)模擬

14、達到要求，再將開關(guān)的功能用紅外來實現(xiàn)，這樣就可以基本上達到要求。通過紅外接收器所解出來的碼將其送到89C51的一個I/O 口以達到開關(guān)的效果。這樣就可以基本達到要求了。2 . 與題目相關(guān)的具體設(shè)計漢字的顯示：可以采用掃描的方式，先使一個I/O 口產(chǎn)生一個選行（列）信號（通過74HC154），先選中一行，對選中的行進行掃描，然后用另外2組 I/O 口輸送數(shù)據(jù)，這樣一個字的1/16 就送到LED點陣上了，接著選下一行，這樣經(jīng)過16 次就可以顯示一個字了，再適當延時使顯示的字清晰。漢字的移動：在LED上顯示一個漢字并延時后，可以通過增加所取表的地址（加2）；這樣下一次LED上顯示的字就移動了一個點陣

15、，可以通過適當?shù)脑O(shè)計來控制漢字移動循環(huán)的的次數(shù)。漢字的左右上下移動：可以通過建立不同的表，來實現(xiàn)漢字的各種移動，或者改變查表的方式來實現(xiàn)。3 .程序框圖退出移動系統(tǒng)主程序流程圖顯示驅(qū)動程序流程圖4 硬件連線圖及仿真結(jié)果4.1 硬件連線圖是是是是否否否否C2-L- C1口卜CRYSTAL22pT uTEKlU1C3日IQu<TB-i2- _R11k的AMPOO/ADOPO .1 科口 1X| AL JPO 4；'AL>4MJ JoJADbnSTPO fJAD?r2.UM«5FZ.1raN"r2 2jA1U nn ojijh -4 dALEPi 4JA1 &

16、#163;EAP2.5/A13產(chǎn)zjtw禺qqFVl TJ urrl .Uf lx：r J.UJrOWi no w /rwrspi 11rl.工XJI KUPl _2P3.2Jr4T0HI .JPI 4HJ.JJSMI eP3 4JT0PI .5P1.6P3.5/TlrJ.wVMTPi /PJ.f JKU19IBI：U2n1_DID2：LJiUJ¥rENALL55a0JifVI力12W1D,：Q11J411SJl6Qn4DECODER 4 15=.TEXT>713736RP1RESPACK-62fi271011a2crIB Clh_2_17*.771一ZL»1-DHO

17、MS(N守5 源程序#include <reg51.h>#define uchar unsigned charsbit k1=P30;sbit k2=P31;sbit k3=P36;sbit k4=P37;uchar z1,z2,z3,z4,z,speed;uchar code hz=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

18、0,0x00,0x00,/"武 ",0x20,0x40,0x20,0xC0,0x24,0x7E,0x24,0x40, 0x24,0x40,0xA4,0x3F,0x24,0x22,0x24,0x22, 0x20,0x20,0xFF,0x03,0x20,0x0C,0x22,0x10, 0x2C,0x20,0x20,0x40,0x20,0xF8,0x00,0x00,/"漢 ",0x10,0x04,0x60,0x04,0x02,0x7C,0x0C,0x03, 0xC0,0x80,0x02,0x80,0x1E,0x40,0xE2,0x20, 0x02,0x13,0

19、x02,0x0C,0x02,0x13,0xE2,0x20, 0x1E,0x40,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x00,/"理 ",0x04,0x20,0x84,0x60,0x84,0x20,0xFC,0x1F, 0x84,0x10,0x84,0x10,0x00,0x40,0xFE,0x44, 0x92,0x44,0x92,0x44,0xFE,0x7F,0x92,0x44, 0x92,0x44,0xFE,0x44,0x00,0x40,0x00,0x00,/"工 ",0x00,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x04,

20、0x20, 0x04,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0xFC,0x3F, 0x04,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20, 0x04,0x20,0x04,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00,/"大 ",0x20,0x80,0x20,0x80,0x20,0x40,0x20,0x20, 0x20,0x10,0x20,0x0C,0x20,0x03,0xFF,0x00, 0x20,0x03,0x20,0x0C,0x20,0x10,0x20,0x20, 0x20,0x40,0x20,0x80,0x20,0x80,0x0

21、0,0x00,/"學(xué) ",0x40,0x04,0x30,0x04,0x11,0x04,0x96,0x04, 0x90,0x04,0x90,0x44,0x91,0x84,0x96,0x7E, 0x90,0x06,0x90,0x05,0x98,0x04,0x14,0x04, 0x13,0x04,0x50,0x04,0x30,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x

22、00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;uchar code lie=0xf0,0xf1,0xf2,0xf3,0xf4,0xf5,0xf6,0xf7, 0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfe,0xff;void delay(uchar x) /延時函數(shù)uchar i,j;for(i=0;i<x;i+)for(j=0;j<100;j+); void scanf_dir() /判斷按鍵if(k1=0)delay(3);z1=0,z2=1,z3=1,z4=1;if(k2=0)delay(3);z1=1

23、,z2=0,z3=1,z4=1;if(k3=0)delay(3);z1=1,z2=1,z3=0,z4=1;if(k4=0)delay(3);z1=1,z2=1,z3=1,z4=0;/顯示漢字將編號為c 的漢字從第b 條開始顯示n 條到屏幕的l 條開始void left()/左移動uchar i,zishu,x;P1=0x00;for(zishu=0;zishu<6;zishu+) /6 個字P0=0xff;P2=0xff;for(x=0;x<16;x+)/ 從左向右移動16次，(第一屏、第二屏。)if(z1!=0)break;for(z=0;z<speed;z+)/改變在z&

24、lt;的值可以調(diào)整移動速度for(i=0;i<16;i+)/16 列循環(huán)顯示scanf_dir();if(z1!=0)break;P1=liei;P0=hz2*i+zishu*32+x*2;P2=hz2*i+zishu*32+x*2+1;/ 顯示漢字delay(3);P0=0xff;P2=0xff; void showc(uchar c,uchar b,uchar n,uchar l) /右移動輔助函數(shù) uchar i;for(i=0;i<n;i+)scanf_dir();if(z2!=0)break;P1=liei+l;P0=hzc*32+i*2+b*2;P2=hzc*32+i*

25、2+1+b*2;delay(3);P0=0xff;P2=0xff;void right()/右移動uchar i,zishu;P1=0x00;for(zishu=0;zishu<6;zishu+)for(i=0;i<16;i+)if(z2!=0)break;for(z=0;z<speed;z+)/這個可以調(diào)整移動速度showc(zishu,0,16-i,i);showc(zishu+1,15-i,i,0); void up()/上移動uchar i,zishu,y,n;uchar t1,t2,t3;P1=0x00;for(zishu=0;zishu<6;zishu+)

26、P0=0xff;P2=0xff;for(n=0;n<2;n+)for(y=0;y<8;y+)if(z3!=0)break;for(z=0;z<speed;z+)/可以調(diào)整移動速度 for(i=0;i<16;i+) scanf_dir();if(z3!=0)break;if(n=0)t1=hz2*i+zishu*32;t2=hz2*i+1+zishu*32;t3=hz2*i+zishu*32+32; elset1=hz2*i+1+zishu*32;t2=hz2*i+zishu*32+32;t3=hz2*i+1+zishu*32+32; P1=liei;P0=(t1>

27、>y)|(t2<<(7-y);P2=(t2>>y)|(t3<<(7-y);delay(1);P0=0xff;P2=0xff;void down() /下移動uchar i,zishu,y,n;uchar t1,t2,t3;P1=0x00;for(zishu=0;zishu<6;zishu+)P0=0xff;P2=0xff;for(n=0;n<2;n+)for(y=0;y<8;y+)if(z4!=0)break;for(z=0;z<speed;z+)/調(diào)整速度for(i=0;i<16;i+)scanf_dir();if(z4

28、!=0)break;if(n=0)t1=hz2*i+zishu*32;t2=hz2*i+1+zishu*32;t3=hz2*i+1+zishu*32+32;elset1=hz2*i+1+zishu*32+32;t2=hz2*i+zishu*32;t3=hz2*i+zishu*32+32;P1=liei;P0=(t1<<y)|(t3>>(7-y);P2=(t2<<y)|(t1>>(7-y);delay(1);P0=0xff;P2=0xff; void main() z1=0;EA=1; EX0=1; IT0=1; EX1=1; IT1=1; spe

29、ed=20;while(1)scanf_dir();if(z1=0)left();else if(z2=0) right();else if(z3=0)up();else if(z4=0) down();void exint() interrupt 0 /加速if(speed=5)speed=5;elsespeed=speed-5;void exint1() interrupt 2 /減速speed=speed+5;6 資源分配P1.0 到 P1.3 接 74HC154（ 4-16 譯碼器）給16*16 點陣提供選行信號。P0.0 到 P0.7接 16*16 點陣的上半塊作為數(shù)據(jù)線，給16*1

30、6 點陣上部提供數(shù)據(jù)，點亮相應(yīng)的LED， P2.0到 P2.7 接 16*16 點陣的下半塊作為數(shù)據(jù)線，給 16*16 點陣下部提供數(shù)據(jù)，點亮相應(yīng)的LED。P1.0-P1.3 接譯碼器，P3.0、 P3.1 、 P3.6、 P3.7 接開關(guān)，分別用于控制漢字左右上下方向P3.2、 P3.3 接開關(guān)，分別用于控制循環(huán)顯示的加速和減速。7 性能分析程序通過keil 軟件編譯生成.hex 文件加載到protues 軟件的原理原理圖中能夠進行仿真，可以用開關(guān)控制漢字的移動速度和系統(tǒng)是否開始顯示。系統(tǒng)開始顯示后，漢字先左移，下移動，右移動，上移動。漢字顯示很清晰明亮，效果很不錯。由于PROTUE沒有紅S外模塊的仿真，所以用開關(guān)代替了紅外，實現(xiàn)了相同的功能。用開關(guān)控制漢字的移動速度也比較明顯。8 總結(jié)和心得大三下學(xué)期了，馬上就要進入大四，此次課設(shè)也是大學(xué)僅剩的幾個課設(shè)之一了，我想通過自己的努力，好好做一下，好好鍛煉自己的專業(yè)能力。作為一名電信專業(yè)的大三學(xué)生，我覺得這個單片機是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學(xué)時間里， 我