红外遥控及点阵显示器件的应用

1、1 软件介绍 21.1 PROTUES软件介绍 21.2 KEIL 软件 22 . 设计原理或方法 32.1 主要元器件介绍 32.2 设计方案介绍 73 . 程序框图 84 硬件连线图及仿真结果 94.1 硬件连线图 94.2 仿真结果图 105 源程序 116 资源分配 187 性能分析 198 总结和心得 199 参考文献 201 软件介绍1.1 protues软件介绍Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于 Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：(1) 1)实现了单片机仿真和

2、SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、 SPI 调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。( 2)支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000 系列、 8051系列、AVR系列、PIC12系列、 PIC16系列、 PIC18系列、 Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。(3) 提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第

3、三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2 等软件。(4) 具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。本章介绍Proteus ISIS 软件的工作环境和一些基本操作。特点：支持ARM，7 PIC ， AVR， HC11以及8051 系列的微处理器CPU模型，更多模型正在开发中：交互外设模型有LCD显示、RS232终端、通用键盘、开关、按钮、LED等；强大的调试功能，如访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式；支持如IAR、 Keil 和 Hitech 等开发工具的源码C和汇编的调试；一键“make”特性：一个键完成编

4、译与仿真操作；内置超过6000标准SPICE模型，完全兼容制造商提供的SPICE模型； DLL界面为应用提供特定的模式；基于工业标准的SPICE3F5混合模型电路仿真器。 14 种虚拟仪器：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等；高级仿真包含强大的基于图形的分析功能：模拟、数字和混合瞬时图形；频率；转换；噪声；失真；付立叶；交流、直流和音频曲线；模拟信号发生器包括直流、正旋、脉冲、分段线性、音频、指数、单频FM；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流；1.2 Keil 软件Keil C51是美国Keil Software公司出品的51 系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C

5、语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。 Keil 提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil 软件需要WIN98、 NT、 WIN2000、 WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么 Keil 几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。Keil C51开发系统基本知识Keil C51开发系统基本知识（ 1）系统概述Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大

6、的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51 开发系统各部分功能和使用。2 2） Keil C51 单片机软件开发系统的整体结构C51工具包的整体结构，uVision 与 Ishell 分别是 C51 for Windows 和 for Dos的集成开发环境（IDE） ，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。也可以与库文

7、件一起经L51连接定位生成绝对目标文件（.ABS） 。 ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器 dScope51 或 tScope51 使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。Keil C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易2.设计原理或方法2.1主要元器件介绍1. MCS-51 单片机的结构及编程方法MCS-51 单片机的组成：I/O 口 （ 串口、并口）、内部总线PU（进行运算、控制 ）、 RAM数据存储器（） 、 ROM程序存储器） （、8051单片机的组成框图（ 1） cpu 中

8、央处理器由运算器和控制器组成，是8 位的cpu，具有布尔运算和8位寻址功能。运算器完成算术运算和逻辑运算。CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在 IR 中， ID 对 IR 中的指令码进行译码，定时控制逻辑在OSC配合下对ID 译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。2）存储器MCS-51单片机按程序存储器可分为内部无ROM型（如 8031）和内部有ROM型（如8051）两种，连接时 引脚有区别。程序存储器结构如右图所示：程序存储器ROM）用做程序存储器。可寻址空间为64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。数据存储器：一般将随机存储器AM） 用做

9、数据存储器。可寻址空间为64KB。 MCS-51数据存储器可分为片内和片外两部分。3）特殊功能寄存器（SFR）MCS-51有 21 个特殊功能寄存器（也称为专用寄存器），包括算术运算寄存器、指针I/O 口锁存器、定时器/ 计数器、串行口、中断、状态、控制寄存器等，它们被离128 个存储单元，80H FFH地址单元中（不包括PC） ，共占据了构成了 S运行状态。8 整除的SFR可位寻址。SFR反映了MCS-51单片机的80C51内部结构（ 4） I/O 接口I/O 接口是MCS-51单片机对外部实现控制和信息交换的必经之路，用于信息传送过程中的速度匹配和增加它的负载能力。8051 内部有 4 个

10、 8 位并行接口P0, P1, P2, P3 ，有 1个全双工的可编程串行I/O 接口。（ 5）定时器/ 计数器8051 内部有两个16位可编程序的定时器/计数器， 均为二进制加1 计数器， 分别命名为 T0 和 T1。（ 6）中断系统8051 可处理 5 个中断源（2 个外部， 3 个内部）发出的中断请求，并可对其进行优先权处理。外部中断的请求信号可以从P3.2, P3.3 引脚上输入，有电平或边沿两种触发方式；内部中断源有3 个， 2 个定时器 /计数器中断源和1 个串行口中断源。8051 的中断系统主要由中断允许控制器IE 和中断优先级控制器IP 等电路组成。2 . 16*16 点阵 L

11、ED下图为8× 8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LED发亮。例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1， X0=0即可。应用时限流电阻可以放在X轴或 Y轴。LED扫描法介绍：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16× 64=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用则频率必须大于16× 8=128Hz， 周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。8颗 LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。3 .红外控制相关介

12、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1 所示。发射部份包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部份包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0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms 的组合表示“1 ”。2.2 设计方案介绍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 16× 16 点阵的显示器件上循显示 “武”6 个汉字，控制项目：循环显示的速度可调，循环显示进入方向（从左至右、16

13、*16 点阵显示汉字, 而 80C51 的 I/O 接口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） ，I/O 口，我们用74HC154（ 4线 -16 译码器）作为点阵的列驱动，P2口和P0口作16*16 的点阵汉字，我们需建一个表先将要显示的汉字的点阵码存起16*16 点阵汉字提取软件来获得我们所需要的汉字的点阵码），然后编写一个合适的查表程序就可以按给定要求显示汉字。至于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

14、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。这样就可以基本达到要求了。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（通过74HC154），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

15、，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 .程序框图退出移动系统主程序流程图显示驱动程序流程图4 硬件连线图及仿真结果4.1 硬件连线图是是是是否否否否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产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,/"汉 ",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,/"学 ",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) /延时函数uchar i,j;for(i=0;i<x;i+)for(j=0;j<100;j+); void scanf_dir() /判断按键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;/显示汉字将编号为c 的汉字从第b 条开始显示n 条到屏幕的l 条开始void left()/左移动uchar i,zishu,x;P1=0x00;for(zishu=0;zishu<6;zishu+) /6 个字P0=0xff;P2=0xff;for(x=0;x<16;x+)/ 从左向右移动16次，(第一屏、第二屏。)if(z1!=0)break;for(z=0;z<speed;z+)/改变在z&

24、lt;的值可以调整移动速度for(i=0;i<16;i+)/16 列循环显示scanf_dir();if(z1!=0)break;P1=liei;P0=hz2*i+zishu*32+x*2;P2=hz2*i+zishu*32+x*2+1;/ 显示汉字delay(3);P0=0xff;P2=0xff; void showc(uchar c,uchar b,uchar n,uchar l) /右移动辅助函数 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()/右移动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+)/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;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+)/可以调整移动速度 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() /下移动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+)/调整速度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 /减速speed=speed+5;6 资源分配P1.0 到 P1.3 接 74HC154（ 4-16 译码器）给16*16 点阵提供选行信号。P0.0 到 P0.7接 16*16 点阵的上半块作为数据线，给16*1

30、6 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。P1.0-P1.3 接译码器，P3.0、 P3.1 、 P3.6、 P3.7 接开关，分别用于控制汉字左右上下方向P3.2、 P3.3 接开关，分别用于控制循环显示的加速和减速。7 性能分析程序通过keil 软件编译生成.hex 文件加载到protues 软件的原理原理图中能够进行仿真，可以用开关控制汉字的移动速度和系统是否开始显示。系统开始显示后，汉字先左移，下移动，右移动，上移动。汉字显示很清晰明亮，效果很不错。由于PROTUE没有红S外模块的仿真，所以用开关代替了红外，实现了相同的功能。用开关控制汉字的移动速度也比较明显。8 总结和心得大三下学期了，马上就要进入大四，此次课设也是大学仅剩的几个课设之一了，我想通过自己的努力，好好做一下，好好锻炼自己的专业能力。作为一名电信专业的大三学生，我觉得这个单片机是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里， 我