1、 毕业设计论文 基于 AT89S52 单片机的遥控器设计 系 电子信息工程系 专业 电子信息工程嵌入式系统 姓名 班级 学号 0801133104 指导教师 职称 教授 设计时间 2010.11.22 2011.1.8 基于 AT89S52 单片机的遥控器设计 1 目录 摘要 . 2 1 引言 . 3 1.1 红外遥控 . 3 1.2 单片机 . 4 2 总体设计方案 . 5 方案一：简易红外遥控电路 . 5 方案二：利用红外遥控开关电路 . 5 3 AT89S52 单片机 . 7 3.1 AT89S52 单片机 . 7 3.2 系统复位 . 9 3.3 时钟电路 . 10 3.4 中断系统
2、. 11 4 电路框图设计 . 14 4.1 遥控发射单元的 电路 图设计 . 14 4.2 遥控接收单元的 电路 图设计 . 16 5 红外遥控程序流程图 . 18 6 软件设计 . 20 6.1：红外遥控发射端软件设计 . 20 6.2：红外遥控接收端软件设计 . 23 结束语 . 26 参考文献 . 27 江苏信息职业技术学院毕业设计 2 摘要 通过对设计要求的认真分析和研究，拿出了几种可行方案，最终选定一个最佳方案。该方案是采用先进的单片机技术实现遥控，采用模块话设计，主要分为两个模块：红外发射模块和红外接收模块。红外发射模块中的单片机受开关控制，通过红外发射管对另一个单片机发射信号，
3、红外接收模块中的单片机受红外接收管接收的信号控制。文章详细的讨论了实现上述红外遥控过程的硬件组成及其工作原理和软件设计。 关键词： 遥 控器 ； 红外发射 ； 红外接收 ； 单片机 基于 AT89S52 单片机的遥控器设计 3 1 引言 1.1 红外遥控 红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。 60 年代初，一些发达国家开始研究民用产品的遥控技术，单由于受当时技术条件限制，遥控技术发展很缓慢， 70 年代末，随着大规模集成电路和计算机技术的发展，遥控技术得到快速
4、发展。在遥控方式上大体经理了从有线到无限的超声波，从振动子到红外线，再到使用 总线的微机红外遥控这样几个阶段。 无论采用何种方式，准确无误传输新信号，最终达到满意的控制效果是非常重要的。最初的无线遥控装置采用的是电磁波传输信号，由于电磁波容易产生干扰，也易受干扰，因此逐渐采用超声波和红外线媒介来传输信号。与红外线相比，超声传感器频带窄，所能携带的信息量少，易受干扰而引起误动作。较为理想的是光控方式，逐渐采用红外线的遥控方式取代了超声波遥控方式，出现了红外线多功能遥控器，成为当今时代的主流。 由于红外线在频谱上居于可见光之外，所以抗干扰性强，具有光波的直线传播特性，不易产生相互间的干扰， 是很好
5、的信息传输媒体。 信息可以直接对红外光进行调制传输，例如，信息直接调制红外光的强弱进行传输，也可以用红外线产生一定频率的载波，再用信息对载波进调制，接收端再去掉载波，取到信息。从信息的可靠传输说，后一种方法更好，这就是我们今天看到的大多数红外遥控所采用的方法。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备。 红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外 发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。 发射器 发射 器 一般由指令键 (
6、或操作杆 )、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的发射电路 指令键 编码电路 调制电路 驱动电路 江苏信息职业技术学院毕业设计 4 指令编码信号，指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。 接收器 接收 器 一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路 (机构 )等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来，并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码，最后由
7、驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制（机构）。 1.2 单片机 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式 微控制器 （ Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写 MCU 表示单片机，它最早是被用在工业控制领域 。单片机由芯片内仅有 CPU 的专用 处理器 发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。 以单片机为核心的控制系统，因为其实时控制功能强，可靠性高，实用性强，应用范围广等优点，得到了极为广泛的应用。 随着人们生活水平的不断提高 ,单片机控制无疑是人们追求的目标
8、之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中 红外遥控 就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入 手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 因此了解单片机知识，掌握单片机的应用技术具有重大的意义。它的理论性和实践性都很强，我们在理论课学习中主要学习单片机的基本构造，各部分的工作原理以及指令系统，然而，光是理论的学习是远远不够的，最重要的是把理论和实践相结合。 所以此次 实习 ，通过设计一个 基于 AT89S52 单片机的遥控器设计 ，以增进对单片机电路的感性认识，加深对理论方面的理解和巩固，了解和掌握软硬件设计过程
9、、方法及实现， 增强自己的动手和实践能力， 为以后 在工作和学习中， 设计和实现应用系统打下良好基础 。 接 收电 路 放大电 路 解调电 路 译码电 路 执行电 路 驱动电 路 基于 AT89S52 单片机的遥控器设计 5 2 总体设计方案 根据任务书的要求，利用单片机设计一个遥控开关，可以拟定以下 二 种方案。 方案一：简易红外遥控电路 在不需要多电路的应用场合，可以使用由常规集成电路组成的单通道红外遥控电路。这种遥控电路不需要使用昂贵的专用编译码器，因此成本低。 方案结构图： 红外发射部分 考虑到本方案电路时简单的单通道遥控器，可以直接产生一个控制功能的震荡电路频率，再通过红外发光二极管
10、发射出去。 红外接收部分 方案二：利用红外遥控开关电路 红外发射 /接收 控制电路均采用单片机来实现，输出控制方式可选择，实用性更强。 方案结构图： 红外发射部分 当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。 遥 控 按 钮 单 片 机 红 外 发 射 产生震荡频率 红外发射 红外接收 解调控制 受控电器 江苏信息职业技术学院毕业设计 6 红外接收部分： 当红外接收器收到控制脉冲后，由控制方式选择开关 选择是“互锁”还是但电路控制，再由单片机处理，对相应的受控电器产生控制。 红 外 接 收 控制方式 选择开关 单 片 机 受 控 电 路 基于 AT89S52 单片机的
11、遥控器设计 7 3 AT89S52 单片机 3.1 AT89S52 单片机 本次 设计 所使用的单片机是 Atmel公司的 AT89S52芯片， AT89S52是一种低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节 Fl
12、ash，256字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位定时器 /计数器，一个 6向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2种软件可选择节电模式。空闲模式下， CPU停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下， RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 AT89S52 的引脚图如 3-1所示 ： 图 3-1 AT89S52 引脚图 江苏信息职业技术学院毕业设计 8 AT89S52 单片机引脚注释 ： V
13、CC : 电源 GND: 地 P0 口 ： P0口是一个 8位漏极开路的双向 I/O口。作为输出口，每位能驱动 8个 TTL逻辑电平。对 P0端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时， P0口也被作为低 8位地址 /数据复用。在这种模式下， P0具有内部上拉电阻。在 flash编程时， P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口 ： P1 口是一个具有内部上拉电 阻的 8 位双向 I/O 口， p1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用
14、。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 P2 口 ： P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。在访问外部程序存储器或用 16位地址读 取外部数据存储器（例如执行 MOVX DPTR）时， P2 口送出高八位地址。在这种应用中， P2 口使用很强的内部上拉发送 1。在使用 8位地址（如 MOVX RI）访问外部数据存储器时， P2口输出
15、P2锁存器的内容。在 flash编程和校验时， P2口也接收高 8位地址字节和一些控制信号。 P3 口 ： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， p2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因 ，将输出电流（ IIL）。 P3口亦作为 AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash编程和校验时， P3口也接收一些控制信号。 RST: 复位输入。晶振工作时， RST脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，
16、 RST 脚输出 96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能无效。 DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 ALE/PROG： 地址锁存控制信号（ ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8 位地址的输出脉冲。在 flash编程时，此引脚 （ PROG）也用作编程输入脉冲。 基于 AT89S52 单片机的遥控器设计 9 在一般情况下， ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时， ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为 8EH的 SFR的第 0位置 “ 1” ，
17、ALE操作将无效。这一位置 “ 1” ， ALE 仅在执行 MOVX 或 MOVC指令时有效。否则， ALE 将被微弱拉高。这个 ALE 使能标志位（地址为 8EH的 SFR的第 0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 PSEN:外部程序存储器选通信号（ PSEN）是外部程序存储器选通信 号。当 AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时， PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时， PSEN将不被激活。 EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 FFFFH的外部程序存储器读取指令， EA必须接 GND。为了执行内部程序指令， EA应该接
18、VCC。在 flash编程期间， EA也接收 12伏 VPP电压。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 3.2 系统复位 通过某种方式，使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作 称为复位。 51单片机在时钟电路工作以后，在 RST/VPD 端持续给出 2 个机器周期的高电平就可以完成复位操作（一般复位正脉冲宽度大于 10 ms）。 复位分为上电复位和外部 按键 复位两种方式 。 51 单片机复位后，程序计数器 PC 和特殊功能寄存器复位的状态如表 2-1 所示。复位不影响片内 RAM 存放的内容，而 ALE 在复位期间将输出高电平。 由表 3-2 可以看出： (1)（ PC） =0000H 表示复位后程序的入口地址为 0000H； (2)（ PSW） =00H，其中 RS1(PSW.4)=0， RS0(PSW.3)=0， 表示复位 后单片机选择工作寄存器 0 组； (3)（ SP） =07H 表示复位后堆栈在片内 RAM 的 08H 单元处建立； (4)P0 口 P3 口锁存器为全 1 状态 ,，说明复位后这些并行接口可以直接作输入口， 无须向端口写 1。 表 3-2
