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单片机红外数据收发器的设计

2021-02-10 15:36编辑: www.jxszl.com景先生毕设
目录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2课题设计任务 2
1.3方案选择 3
2.系统硬件设计 5
2.1单片机最小系统的设计 5
2.1.1 STC89C51单片机的简介 5
2.1.2晶振电路的设计 7
2.1.3复位电路的设计 8
2.1.4电源电路的设计 9
2.2键盘电路的设计 10
2.3红外发射模块的设计 11
2.3.1红外传输及红外发射二极管的介绍 11
2.3.2红外发射电路的设计 12
2.4红外接收模块的设计 13
2.4.1红外接收头的设计 13
2.4.2红外接收电路的设计 14
2.5蜂鸣器及LED显示电路的设计 14
2.5.1蜂鸣器的简介及蜂鸣器的电路设计 14
2.5.2LED显示电路的设计 16
3.系统的软件设计 17
3.1系统软件的总体设计 18
3.2红外发射模块程序的设计 18
3.3键盘扫描模块程序的设计 23
3.4红外接收模块程序的设计 26
4.系统的调试 28
4.1keil软件的介绍 28
4.2硬件的调试 28
4.2.1红外发射和接收板实物展示 28
4.2.1系统的综合调试 29
结束语 32
参考文献 33
附录一 总体硬件电路图 34
附录二 程序代码 35
致谢 49
1.绪论
1.1课题研究的背景及意义
单片机是为了为了配合社会的发展而生成的产物虽然单片机的发展速度十分的迅速,但是发展历史并不长,大体可以分为四个阶段。
阶段一(1970年至1974年):为四位单片机阶段。这种单片机的特点是:具有的控制功能是非常强大的,价格低廉,I/O接口多,D/A转换器,A/D转换电路。强大的I/O功能大大增强了四位单片机的应用与许多家用电器产品的飞速发
 

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展。
阶段二(1974年至1978年):为八位低中档单片机阶段。以MCS48系列单片机为代表,这个系列的单片机在片内集成八位CPU,并行I/O口,计数器、RAM和ROM,芯片上的RAM和ROM容量小。
阶段三(1978年至1983年):为八位高档单片机阶段。这个阶段的单片机相对比上个阶段,性能得到了明显的提升。这类单片机的功能强大而且应用领域广泛,是目前国内外应用最多的一种单片机[17]。
阶段四(1983年至现在):为八位高档单片机巩固发展阶段以及十六位和三十二位单片机推出阶段。这个阶段的单片机的主要特点有:一方面不断发展十六位单片机和三十二位单片机及专用单片机。发展至今,单片机的已经进入了高性能的三十二位单片机研制和生产阶段,集成度将更高,这使得三十二位单片机的处理数据的速度要比十六位单片机快的多,性能比更加优越于八位和十六位单片机[16]。
随着单片机的不断发展和应用的深入,红外也成为一种被广泛应用的通信和遥控手段。红外遥控是生活中最常见的一种家用电器,红外遥控装置的体积较小,能耗低,控制范围比较广,而且制作的成本较低。在设计红外遥控器的时候不需要像制作无线电遥控器的操作一般,不同的装置要使用不同的遥控频率和编码。又因为红外线是不可见光,而且波动波长远小于无线电波波长,所以红外线对生活环境的影响较小,也不会影响其他家用设备的工作。
红外通讯通讯技术是利用红外连接来实现二点之间的近距离传输。红外通讯的结构简单,保密性好,传递的信息量大,传递效率高,跨平台的适应能力强大,因此在点与点连接之间通讯应用的比较多。红外通讯最大的好处就是不用线缆就能实现传输数据,使得跨平台的之间的数据传输的到了很大的简化。
就目前的发展趋势而言,红外遥控的较为先进的技术都在国外,但是红外遥控的市场是十分广阔的,除了国外,国内的市场也是很好的。福建省就是国内电子工业发展较好的大省之一,但是国内主要的红外遥控设备的厂商是厦门的华联公司,每年对红外遥控相片的需求亮超过二千万个,所以红外通讯技术的研制和发展,能够带动经济的发展,相关的电子产业也能得到更好的完善。
相信在在不久的将来,红外技术在通信领域将会得到更加普遍的应用,红外技术的的发展和广泛的使用还意味着计算机用户将不用电缆链接的新模式的产生。中国的通讯机制和国外历来重视对该技术的发展和应用。这一技能在军事隐蔽通信中将发挥出重要的作用。相信在不就的将来,红外技术还将对对计算机技术产生影响,带动数据通讯发生重大的改革[18]。
1.2课题设计任务
两片单片机,分别作为数据发射端和数据接收端,发射端将指令发给接收端,指令输入矩阵键盘,接收端根据指令控制相应LED等的点亮与熄灭(按一次点亮,第二次熄灭)
红外发射的具体结构图如图1.1所示。

图1.1红外发射结构图
红外发射部分是由STC89C51单片机,晶振电路,复位电路,键盘电路,红外发射电路以及电源开关等组成的。红外发射部分采用STC89C51单片机将需要发送的信号编码调制变成脉冲信号,在通过红外发射二极管将红外信号发出。
1.2.2红外接收部分的内容及其结构图
红外接收部分是由STC89C51单片机,晶振电路,复位电路,LED显示电路,蜂鸣器电路,红外接收电路及电源开关等组成的。红外接收部分采用一体化,型号为HS0038的红外接收头接收发出的红外信号,并且对接收到的红外信号放大,检波和整形,然后在发送给STC89C51单片机,单片机处理后在发出指令,使相应的LED灯得到显示。红外接收的具体结构图如图1.2所示。

图1.2红外接收结构图
1.3方案选择
①单片机模块
方案一:采用应用广泛的51系列的单片机
51单片机编程灵活,I/O引脚的设置和使用便捷简单,有很强的移植性,成本较低,品种多,扩展较为方便。
方案二:MSP430系列单片机
MSP430是16位的单片机,而51系列的单片机是8位的,但是MSP430的的价格较为昂贵,许多功能未必有用。
经过比较和考虑,选择方案一。
②红外解码电路的选择

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