单片机课设红外遥控及点阵显示应用.docx

1、单片机课设红外遥控及点阵显示应用1. 主要元器件介绍1.1 AT89C51单片机1.1.1 AT89C51单片机的硬件结构 AT89C52单片机的内部结构与MCS-51系列单片机的构成基本相同。CPU是由运算器和控制器所构成的。运算器主要用来对操作数进行算术、逻辑运算和位操作的。控制器是单片机的指挥控制部件，主要任务的识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而保证单片机各部分能自动而协调地工作。它的程序存储器为8K字节可重擦写Flash闪速存储器，闪烁存储器允许在线+5V电擦除、电写入或使用编程器对其重复编程。数据存储器比51系列的单片机相比大了许多为256字节RAM。AT89C52

2、单片机的指令系统和引脚功能与MCS-51的完全兼容。CPU串行通讯口RAM输入输出接口计数器定时器时钟FLASH 图1 8单片机89C52结构框图1.1.2 AT89C52管脚说明VCC：电源GND：接地P0口：P0口是一个8位漏级开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0口端口写“1”时，引脚作高阻抗输入。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口也用来接受指令字节：在程序效验时，输出指令字节。程序效验时，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位是双向I/O口，

3、P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑电平。对P1口写“1”时，内部上拉电阻的原因，将输出 电流ILL。此外，与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数 输入（P1.0/T2）和输出（P1.1/T2EX），具体 图 2 AT89C52外部引脚如下表所示 表 1 P1.0和P1.1的第二功能 引脚号功能特性P1.0T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出P1.1T2EX定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制 在Flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲级可

4、驱动吸收或输出电流4个TTL逻辑电平。对P2口写“1”时，通过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ILL。 在访问外部好曾许存储器或用16位地址读取外部数据存储器时，P2口送出高8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位地址访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在Flash编程和校验时，P2口接收低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，P3输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑电平。对P3口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此

5、时可以作为输入端口使用。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ILL。P3口除了作为一般、的I/O口线外，更重要的是它的第二功能，如下表所示。 表 2 P3口引脚第二功能引脚号第二功能P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2INT0（外部中断0）P3.3INT1（外部中断1）P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通） 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个机器周期以高电平将使用单片机复位。 ALE

6、/：地址锁存器控制信号（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（）也使用作编程输入脉冲。 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”，ALE操作无效。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使能标志位的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 ：外部程序储存器选通信号（）是外部程序存储器选通信号。当AT89C52从外部程序存储器执行外部

7、代码时，在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据储存器时，将不被激活。 ：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000HFFFFH的外部程序存储器读取指令，端必须保持低电平（接地）。为了执行内部程序指令，应该接VCC。 在flash编程期间，也接受12伏VPP电压。 XTA L1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 XTA L2：振荡器反相放大器的输出端。1.1.3存储器结构 MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器。外部程序存储器和数据存储器都可以64K寻址。1. 程序存储器 如果EA引脚接地，程序读取只从外部存储器开始。对于89C52，如果EA接VCC，程序先从内部存储器（

8、地址为0000H1FFFFH）开始，接着从外部寻址，寻址范围为：2000HFFFFH。2. 数据存储器 AT89C52有256字节RAM。高128字节与特殊功能寄存器重叠。也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分开的。当一条指令访问高于7FH的地址时，寻址方式决定CPU访问高字节RAM还是特殊功能寄存器空间。直接寻址方式访问特殊功能寄存器（SFR）。1.1.4定时器1. 定时器0和定时器1在AT89C52中，定时器0和定时器1都是16位加法计数结构，分别由TH0（地址8CH）和TL0（地址8AH）及TH1（地址8DH）和TL1（地址8BH）两个8位计数器组成。这4个计数器

9、均属于专用寄存器之列。每个定时器/计数器都有定时和计数两种功能。2. 计数功能 所谓的计数功能是指对外部事件进行计数。外部事件的发生以输入脉冲表示，因此计数功能的实质就是对外脉冲进行计数。MCS-51系列的芯片有T0（P3.4）和T1（P3.5）两个信号引脚，分别就是这两个计数器的计数输入端。外部输入的脉冲在负跳变时有效，进行计数器加1。计数方式下，单片机在每个机器周期的S5P2拍节对外部计数脉冲进行采样。如果前一个机器周期采样为高电平，后一个机器周期采样为低电平，即为一个有效计数脉冲。在下一个机器周期的S3P1进行计数。可见采样计数脉冲是在2个机器周期进行的。鉴于此，计数脉冲的频率不能高于振

10、荡脉冲的频率不能高于振荡脉冲频率的1/24。3. 定时功能 定时器也是通过计数器的计数来实现的，不过此时的计数脉冲来自单片机的内部，即每个机器周期产生一个计数脉冲。也就是每个机器周期计数加1。由于一个机器周期等于12个振荡脉冲周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。如果单片机采用12MHz晶体，则计数频率为1MHz。即每微秒计数器加1。这样不但可以根据计数值计算出定时时间，也可以反过来按定时时间的要求计算出计数器的预置值。4. 定时器2 定时器2是一个16位定时器/计数器，它既可以作定时器，又可以做事件计数器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位选择（如表2所示）。定时器2有三种工作

11、模式：捕捉方式、自动重载（向上或向下计数）和波特率发生器。如表3.3所示，工作模式由T2CON中的相关为选择。定时器2有2个8位寄存器：TH2和TL2。在定时工作方式中，每个机器周期，TL2寄存器都会加1。由于一个机器周期由12个晶振周期构成，因此，计数频率就是晶振频率的1/12。表 3.3 定时器2工作模式RCLK+TCLKCP/RL2TR2MODE00116位自动重载01116位捕捉11波特率发生器0不用 在计数工作方式下，寄存器在相关外部输入角T2发生1至0的下降沿时增加1。在这种方式下，每个机器周期的S5P2期间采样外部输入。一个周期采样到高电平，而下一个周期采样到低电平，计数器加1。

12、在检测到跳变的这个周期的S3P1期间，新的计数值出现在寄存器中。因为识别10的跳变需要2个机器周期（24个晶振周期），所以，最大的计数频率不高于晶振频率的1/24。为了确保给定的电平在采样前采样到一次，电平应该至少在一个完整的机器周期内保持不变。表4 T2MOD-定时器2控制寄存器 T2MOD地址：0C9H 复位值：00B-T2OEDCEN76543210符号功能无定义，预留扩展T2OE定时器2输出允许位DCEN置1后，定时器2可配置向上或向下计数1.1.5中断 AT89C52有6个中断源：两个外部中断（INT0和INT1），三个定时中断定时器0、1、2和一个串行中断。每个中断源都可以通过置位

13、或清除特殊寄存器IE中的相关中断允许控制位分别使得中断源有效或无效。IE还包括一个中断总控制位EA，它能禁止所有中断。 如表3.5所示，IE.6位是不可用的。对于AT89S52，IE.5位也是不能用的。用户软件不应给这些位写1。它们为AT89系列新产品预留。定时器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或逻辑触发。程序进入中断服务后，这些标志位都可以由硬件清0。实际上，中断服务程序必须判定是否是TF2或EXF2激活中断。标志位也必须由软件清0。定时器0和定时器1标志位TF0和TF1在计数溢出的那个周期的S5P2被置位。它们的值一直到下一个周期被电路捕捉下来。然而，定时器2的标志位TF2在

14、计数溢出的那个周期被置位，在同一个周期被电路捕捉下来。表 3 中断允许控制位符号位地址功能EAIE.7中断允许控制位，EA=0，中断总禁止；EA=1，各中断由各自的控制位设定-IE.6预留ET2IE.5定时器2中断允许控制位ESIE.4串行口中断允许控制位ET1IE.3定时器1中断允许控制位EX1IE.2外部中断1允许控制位ET0IE.1定时器0中断允许控制位EX0IE.0外部中断0允许控制位1. 2 16*16点阵LED 88单色点阵共需要64个发光二极管组成，且每个二极管是放置在行线与列线的叉点上。下图为88点阵LED外观及引脚图，其等效电路如下图所示，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使

15、LED发亮。图4 88点阵外观及引脚图 proteus中用88点阵组成的1616点阵，如下图：图5 1616点阵点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式：（1）点扫描； （2）行扫描；（3）列扫描。 若使用第一种方式，其扫描频率必须大于1664=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用第二和第三种方式，则频率必须大于168=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行（8颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。1.3 红外控制相关介绍红外遥控系统由发射和接收两大部份组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1 所示。发射部份

16、包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部份包括光、电转换放大器、解调、解码电路。 光/电放大解调解码图6 红外遥控系统框图HT6221 键码的形成：当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：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”。2 设计原理或方法2.1设计总体思路 本次课程设计的要求是利用红外遥控器控制，在1616点阵的显示器件上循显示“武汉理工大学”6个汉字，控制项目：循环显示

17、的速度可调，循环显示进入方向（从左至右、从右至左、从上到下、从下往上）。由于要用16*16点阵显示汉字,而80C51的I/O接口是8位的，我们可以用4个8*8点阵来组成。由于80C51的I/O口不多（只有4组，32个），为了节约I/O口，我们用4线-16译码器作为点阵的列驱动，P2口和P0口作为数据线。改变汉字移动的速度，可以通过用按键改变汉字在LED上的显示时间来改变，通过改变的数值大小就可以改变汉字的移动速度。 题目所要求的用红外控制我们可以先用开关模拟达到要求，再将开关的功能用红外来实现，这样就可以基本上达到要求。通过红外接收器所解出来的码将其送到89C51的一个I/O口以达到开关的效果

18、。这样就可以基本达到要求了。2.2与题目相关的具体设计汉字的显示：可以采用扫描的方式，先使一个I/O口产生一个选行（列）信号，先选中一行，对选中的行进行扫描，然后用另外2组I/O口输送数据，这样一个字的1/16就送到LED点阵上了，接着选下一行，这样经过16次就可以显示一个字了，再适当延时使显示的字清晰。汉字的移动：在LED上显示一个汉字并延时后，可以通过增加所取表的地址（加2）；这样下一次LED上显示的字就移动了一个点阵，可以通过适当的设计来控制汉字移动循环的的次数。汉字的左右上下移动：可以通过建立不同的表，来实现汉字的各种移动，或者改变查表的方式来实现。3.系统硬件线路设计图图7 仿真电路

19、图4.程序框图开始系统初始化赋初值（控制移动速度）P3.2=0?P3.7=0?移动速度增加移动速度减慢下移动上移动 右移动左移动 否 是 否 是 图8 系统主程序流程图5.资源分配 P1.0到P1.3接4-16译码器给16*16点阵提列信号。P0.0到P0.7接16*16点阵的上半块作为数据线，给16*16点阵上部提供数据，点亮相应的LED，P2.0到P2.7接16*16点阵的下半块作为数据线，给16*16点阵下部提供数据，点亮相应的LED。P3.2接开关，用于控制移动速度，P3.7接开关，用于控制汉字的显示的移动方向。表5资源分配表P1.0-P1.3接4-16译码器P0.0-P0.7接16*

20、16点阵的上半块作为数据线P2.0-P2.7接16*16点阵的下半块作为数据线P3.2接开关控制移动速度P3.7接开关控制显示的移动方向6.源程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit key0=P37;sbit key1=P32;uchar zt,z,speed,flag;uchar code hanzi=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00

21、,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, / ,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, /武,0x10,0x04,0x60,0x04,0x02,0x7C,0x0C,0x03,0xC0,0x80,0x02,0x80,0x1E,0x40,0

22、xE2,0x20,0x02,0x13,0x02,0x0C,0x02,0x13,0xE2,0x20,0x1E,0x40,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x00, /汉,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, /理, 0x00,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x

23、04,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0xFC,0x3F,0x04,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00, /工, 0x20,0x80,0x20,0x80,0x20,0x40,0x20,0x20,0x20,0x10,0x20,0x0C,0x20,0x03,0xFF,0x00,0x20,0x03,0x20,0x0C,0x20,0x10,0x20,0x20,0x20,0x40,0x20,0x80,0x20,0x80,0x00,0x00, /大,0x40,0x04,0x3

24、0,0x04,0x11,0x04,0x96,0x04,0x90,0x04,0x90,0x44,0x91,0x84,0x96,0x7E,0x90,0x06,0x90,0x05,0x98,0x04,0x14,0x04,0x13,0x04,0x50,0x04,0x30,0x04,0x00,0x00, /学,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00

25、,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) /延时函数 uchar i,j; for(i=0;ix;i+) for(j=0;j120;j+);void scanf_dir() /判断按键 if(key0=0) delay(3); if(key0=0) zt+; while(!key0); if(zt=4) zt=0; void left() /左移动 uchar i,zishu,

26、x; P1=0xff; for(zishu=0;zishu6;zishu+) /6个字 P0=0xff; P2=0xff; for(x=0;x16;x+)/从左向右移动16次，（第一屏、第二屏。） if(zt!=0) break; for(z=0;zspeed;z+)/改变在z的值可以调整移动速度 for(i=0;i16;i+)/16列循环显示 scanf_dir(); if(zt!=0) break; P1=liei; P0=hanzi2*i+zishu*32+x*2; P2=hanzi2*i+zishu*32+x*2+1; delay(3); P0=0xff; P2=0xff; void

27、showc(uchar c,uchar b,uchar n,uchar l) /右移动辅助函数 uchar i; for(i=0;in;i+) scanf_dir(); if(zt!=1) break; P1=liei+l; P0=hanzic*32+i*2+b*2; P2=hanzic*32+i*2+1+b*2; delay(3); P0=0xff; P2=0xff; void right()/右移动 uchar i,zishu; P1=0x00; for(zishu=0;zishu6;zishu+) for(i=0;i16;i+) if(zt!=1) break; for(z=0;zspe

28、ed;z+)/这个可以调整移动速度 showc(zishu,0,16-i,i); showc(zishu+1,15-i,i,0); void up()/上移动 uchar i,zishu,y,n; uchar t1,t2,t3; P1=0x00; for(zishu=0;zishu6;zishu+) P0=0xff;P2=0xff; for(n=0;n2;n+) for(y=0;y8;y+) if(zt!=2) break; for(z=0;zspeed;z+)/可以调整移动速度 for(i=0;iy)|(t2y)|(t3(7-y); delay(1); P0=0xff; P2=0xff; void down() /下移动 uchar i,zishu,y,n; uchar t1,t2,t3; P1=0x00; for(zishu=0;zishu6