基于单片机的红外遥控智能小车毕业设计_报告

1、. . . . 毕业 设 计（论 文）题 目：基于单片机的红外遥控智能小车 西 安 邮 电 学 院毕业设计(论文)任务书学生指导教师职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程题目基于单片机的红外遥控智能小车任务与要求任务：以51单片机为控制核心，实现具有自动避障、加速、减速等功能的红外遥控智能小车。要求：1 搜集资料，熟悉单片机开发流程；熟悉红外传感器等相关器件；掌握单片机接口和外围电路应用；具备一定的单片机开发经验。2 学会电路设计、仿真等相关软件的使用； 3 具备一定的硬件调试技能。4 学会查阅资料；5 学会撰写科技论文。开始日期2010年3月22日完成日期2010年6月2

2、7日主管院长(签字)年月日西 安 邮 电 学 院毕 业 设 计 (论文) 工 作 计 划学生美英指导教师利平职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程题目基于单片机的红外遥控智能小车工作进程起 止 时 间工 作 容2010.03.222010.04.11明确红外遥控智能小车设计与制作的任务、要求，了解、搜集相关资料，明确工作思路、确定解决方案，撰写开题报告。2010.04.122010.05.09设计、实验阶段：器材准备，完成智能小车在电脑上的实验仿真设计任务。2010.05.102010.06.13完成智能小车的设计制作、安装调试任务，实现智能小车的基本功能要求。2010.0

3、6.142010.06.27论文撰写与完善，准备答辩。主要参考书目（资料）1、何立民，单片机应用系统设计,：航天航空大学；2、广弟，单片机基础,：航空航天大学,2001；3、何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术，航空航天大学，1990.01；4、负图，传感器集成电路手册,第一版,化学工业,2004；5、Atmel.AT89S51数据手册.21ic.主要仪器设备与材料1普通计算机一台，单片机开发环境；2电路安装与调试用相关仪器和工具。（如示波器、万用表、电烙铁、镊子、钳子等）。论文（设计）过程中教师的指导安排每周四进行交流与总结；其余时间灵活安排，与时解决学生问题。对计划

4、的说明依学生实际情况，适当调整工作进度。邮电学院毕业设计(论文)开题报告 电子工程学院光电子技术 系（部）光电信息工程专业2006 级光电0601班课题名称：基于单片机的红外遥控智能小车学生： 美英 学号：05064028指导教师：利平 报告日期：2010年3月25日 1本课题所涉与的问题与应用现状综述随着嵌入式技术的高速发展，单片机，ARM，DSP以与FPGA广泛应用于智能控制等嵌入式领域，单片机以其成本低，易开发，后备人才充足等优点占据着大量的市场，单片机具有位处理能力，强调控制和事务处理功能。本次所要设计的红外遥控智能小车，采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心，通过对芯片一系

5、列接口和外围电路的控制，以实现小车自动避障、红外遥控、温度测量和显示等功能。同时遥控器采用普通遥控器，不需要重新制作红外遥控器，用HS0038接收红外信号后由单片机解码，不需要专门的解码芯片。本设计结构简单，较容易实现，具有高度的智能化和自动化。2本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路与实现预期目标的可行性分析关键问题：步进电机与单片机连接与驱动，电机的转速与方向的控制，温度的检测与显示，实现小车自动避障与遥控控制。解决思路：采用由达林顿管组成的H型PWM电路，用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。后置式指示灯指示小车转动方向。自动避障采用红外发射二极管发出

6、38KHz的信号,红外接收IC（HS0038）若收到38KHz的信号即为检测到障碍物,输出低电平,给单片机处理，改变小车行进方向。红外遥控采用普通电视遥控器发送38KHz左右的脉冲信号，用HS0038接收。当按下键后，HS0038将会收到一系统列的数字信号，由单片机进行解码。温度测量采用DS18B20，单片机每隔一段时间(可编程)对温度进行采集一次，并对采集数据经行处理，用1602液晶显示。可行性分析：本系统首先可以在PC机上进行仿真，以此来设计并完善系统的原理图；当仿真结果满意后可以购买器材。实现具体功能可以在PC机上编写程序，连接单片机，将程序烧入单片机即可，编程应用C语言即可实现。因此，

7、无论从仿真，硬件到软件都可实现，且成本不高，所以本课题具有可行性。3完成本课题的工作方案本次设计所要实现的功能是自动避障、红外遥控、温度测量和显示等功能，所以在进行设计时采用模块化设计思想，对整个设计分为几个小模块，逐个进行设计并用硬件仿真软件Proteus进行仿真，最后将各个模块综合实现小车的全部功能，这样可以避免一些不必要的麻烦，排除某些因素的干扰。具体工作安排如下：2010.03.222010.04.11 明确红外遥控智能小车设计与制作的任务、要求，了解、搜集相关资料，明确工作思路、确定解决方案，撰写开题报告。2010.04.122010.05.09 设计、实验阶段：器材准备，完成智能小

8、车在电脑上的实验仿真设计任务。2010.05.102010.06.01 完成智能小车的设计制作、安装调试任务，实现智能小车的基本功能要求。2010.06.142010.06.27 论文撰写与完善，准备答辩。 4指导教师审阅意见该生对设计题目“基于单片机的红外遥控智能小车”的要求明确，前期调研充分，理解到位，拟定的设计思路清晰，方案易于操作，切实可行，同意开题。指导教师(签字)：年月日说明：本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。邮电学院毕业设计 (论文)成绩评定表学生美英性别女学号05064028专 业班级光电0

9、601课题名称基于单片机的红外遥控智能小车课题类型软硬件难度难毕业设计（论文）时间2010年3月22日6月27日指导教师利平(职称工程师)课题任务完成情况论文(千字)；设计、计算说明书(千字)；图纸()；其它(含附件)：指导教师意见分项得分：开题调研论证分； 课题质量（论文容）分； 创新分；论文撰写（规）分； 学习态度分； 外文翻译 分指导教师审阅成绩：指导教师(签字)：年月日评阅教师意见分项得分：选题分； 开题调研论证分； 课题质量（论文容）分； 创新分；论文撰写（规）分； 外文翻译 分评阅成绩：评阅教师(签字)：年月日验收小组意见分项得分：准备情况分； 毕业设计（论文）质量分； （操作）回

10、答问题分验收成绩：验收教师(组长)(签字)：年月日答辩小组意见分项得分：准备情况分； 述情况分； 回答问题分； 仪表分答辩成绩： 答辩小组组长(签字)：年月日成绩计算方法(填写本院系实用比例)指导教师成绩20() 评阅成绩30() 验收成绩20() 答辩成绩30()学生实得成绩(百分制)指导教师成绩 评阅成绩验收成绩答辩成绩 总评答辩委员会意见毕业论文(设计)总评成绩(等级)：院答辩委员会主任(签字)：学院(签章)年月日备注邮电学院毕业论文(设计)成绩评定表(续表)目录摘要IAbstractII第1章引言1第2章系统硬件设计与原理简介22.1 单片机控制系统22.1.1 AT89S52各引脚描

11、述22.1.2 定时器/计数器242.1.3 单片机最小系统62.2 液晶显示62.2.1 1602LCD接口引脚说明72.2.2 LCD的控制方法72.2.3 液晶与单片机连接电路102.3 温度测量电路102.3.1 DS18B20产品的主要特点102.3.2 DS18B20的引脚介绍112.3.3 DS18B20的使用方法122.3.4 DS18B20控制电路132.4 红外遥控142.4.1 红外遥控器142.4.2 红外接收头152.5 直流电机驱动162.6 按键中断电路182.7 避障电路18第3章系统软件设计193.1 主程序193.2 液晶驱动子程序193.3 温度检测子程序

12、203.4 电机驱动子程序213.5 速度调整子程序223.6 红外解码子程序23第4章硬件安装与调试总结25第5章结论26致27参考文献28附录1：源程序291 main.c292 1602c.h313 ds18b20.c334 TC9012.h365 speed.h38附录2：401 电路原理图402 PCB图413 元件清单4245 / 58摘要主要介绍了一款具有红外遥控、自动避障、温度检测等功能的智能小车的设计与制作，并详细介绍了单片机、温度传感器、1602LCD的原理与应用。该小车以玩具小车为车体，以AT89S52单片机为整个系统的控制核心，控制由三极管组成的桥电路来驱动直流电机。使

13、小车运动，采用HS0038红外一体接收头接收遥控信号，由单片机解码，实现对小车的遥控控制，红外二极管与HS0038红外接收头组成小车的自动避障电路。为了实时观察小车运行状态，还配备了指示灯以显示小车行进方向。另外，温度检测与显示电路可实现温度的实时监测。本系统采用模块化设计，软件用C语言编写，采用了软件的多任务结构，提高了CPU的利用率和系统的灵活性。本设计结构简单，较容易实现，具有高度的智能化和自动化。关键词：AT89S52 直流电机 红外遥控 HS0038 解码AbstractThis article introduces an infrared remote control with a

14、utomatic obstacle avoidance, the temperature detection function of the intelligent car design and production.The Principle and Application of microcontroller, temperature sensor and 1602LCDis the focus of the system. The car to toy car for the body to AT89S52 microcontroller core of the w- hole syst

15、em of control, control the composition of the bridge from the transis- tor to drive the DC Circuit. Make car movement, one infrared receiver with HS0038 first to receive remote control signals for the MCU decoding, achiev- ing control of the car's remote control, infrared diode and the compositi

16、on of car HS0038 infrared receiving circuit of automatic obstacle avoidance. In or- der to observe the car running real-time, is also equipped with lights to show the car moving direction. In addition, the temperature detection and display circuit can realize real-time monitoring of temperature.The

17、system is modular in design, software written using C language, using the software's multi-task structure, increase the CPU utilization and system flexibility. The design is simple, relatively easy to implement, with a high degree of intelligence and automation.Keywords:MCUDC motorInfrared Remot

18、e Control HS0038 Decode第1章 引言单片机以其强大的控制能力已经被广泛应用于诸多领域，配以各种外部接口与传感器可以实现系统的智能化与自动化。无论是在工业控制、医疗卫生，还是在国防军事、航天航空领域，微控制器都起着举足轻重的作用。从最初的8位控制器到现在的16位、32位控制器都还有很大的发展和应用空间。随着经济的不断发展，人们的生活水平也在不断的提高，车已经成为生活水平高低的一种象征。大人想要一辆真正的车，小孩子也想要一辆属于自己的车。此次设计的遥控小车，具有遥控的功能，可以模拟真的小车，更是小朋友们心中理想的玩具。今天，电子行业也发展的非常快，电子产品的价格在不断的下调，

19、所以这款遥控小车的电子元件的成本已经不是很高，集成芯片的工艺也不断更新，功能也非常强大，所以设计这种遥控小车已经不是难事。智能遥控车的设计包含机械系统构建、控制系统硬件配置、传感技术、控制算法的程序编写等。通过对这些技术的研究讨论，能更进一步了解现代智能技术。本次设计的这款智能遥控小车在普通玩具车小车的机械部分做了改进，使之可以实现左右转向和前进速度控制，因此更加接近真实的车辆。“智能遥控车”运用单片机和红外传感器控制小车运动。遥控器采用普通电视遥控器，接收部分采用专用的红外接收头接收，能够将接收到的信号解调去掉载波，输出脉宽不等的脉冲，将信息送给单片机进行处理，送出控制信号来控制小车的前进、

20、后退、左右转弯、加减速，H桥电路来控制电机的正反转来实现小车的前进后退。另外该小车还具有检测温度并显示的功能，可实现温度的实时监测。第2章 系统硬件设计与原理简介按照设计要求，系统可以分为以下几个基本功能模块：遥控接收模块、液晶显示模块、电机驱动模块、避障模块、温度检测模块等。系统结构框图如图2-1所示。AT89S52单片机红外信号接收电机驱动障碍物检测温度检测1602液晶模块图2-1 系统结构框图有些模块的功能是由硬件完成，有些模块的功能由软、硬件配合完成。下面将详细介绍各模块的基本原理与设计方法。2.1 单片机控制系统AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统

21、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Flash，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，片晶振与时钟电路。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

22、，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。8位微控制器8K字节在系统可编程Flash。2.1.1 AT89S52各引脚描述1 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。 2 P1口：P1口是一个具有部上

23、拉电阻的8位双向I/O口，P1口输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P1端口写“1”时，部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入口使用时，被外部拉低的引脚由于部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX)，具体如表1所示。 表1 AT89S52单片机P1口第二功能引脚号第二功能P1.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用

24、）P1.7SCK（在系统编程用）在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 3 P2口：P2口是一个具有部上拉电阻的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，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P2锁存器的容。 在flash编程和校验时，P2口也接收高

25、8位地址字节和一些控制信号。 4 P3口：P3口是一个具有部上拉电阻的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，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，如表2所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。5 RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG当访问外部程存储器或数据存储器时，AL

26、E（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电

27、平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。表2 AT89S52 P3口特殊功能引脚号第二功能P3.0RXD(串行输入口)P3.1TXD(串行输出口)P3.2INTO(外中断0)P3.3INT1(外中断1)P3.4TO(定时/计数器0)P3.5T1(定时/计数器1)P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器读选通)2.1.2 定时器/计数器2定时器/计数器2是一个16位定

28、时器/计数器，是定时器或外部事件计数器。定时器2有三种操作方式：捕获方式、自动重装方式和波特速率发生器方式。工作方式由T2CON的控制位选择。1 定时器/计数器2控制寄存器T2CONT2CON可位寻址，地址为0C8H。其各位定义如表3所示。 表3 T2CON位定义位  序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL2位地址CFCEHCDHCCHCBHCAHC9HC8H TF2：   定时器/计数器2溢出标志位。当定时器/计数器2溢出时，TF2置1，TF2置位后只能用软件清除。当RCLK=

29、1或TCLK=1时，TF2将不被置位。EXF2：在捕捉/重装模式下，T2的外部触发标志。当EXEN2=1时，引脚T2EX/P1.1的负跳变，使EXF2=1，并产生T2中断。EXF2只能用软件清除。当DCEN=1时，T2处于向上/向下计数模式，EXF2部引起中断。RCLK：接收时钟允许。当RCLK=1时，T2的溢出脉冲可作为串行口方式1和方式3的接收时钟；当RCLK=0时，T1的溢出脉冲将作为串行接收时钟。TCLK：发送时钟允许。当TCLK=1时，T2的溢出脉冲可作为串行口方式1和方式3的发送时钟；当TCLK=0时，T1的溢出脉冲将作为串行发送时钟。EXEN2：T2外部允许。当EXEN2=1时，

30、T2EX的负跳变引起T2捕捉或重装，此时T2不能用做串行口的串行时钟。当EXEN2=0时，T2EX的负跳变将不起作用。TR2：T2启动控制位。当TR2=1时，启动T2；TR2=0时，停止T2。C/T2：定时器/计数器2工作方式选择位。C/ T20，为定时工作方式；C/ T21，为计数工作方式。CP/RL2：T2捕捉/重装功能选择位。当CP/ RL2=1且EXEN2=1时，引脚T2EX/P1.1的负跳变引起捕捉操作。当CP/ RL2=0且EXEN2=1时，引脚T2EX/P1.1的负跳变引起自动重装操作。当CP/ RL2=0且EXEN2=1时，T2溢出将引起捕捉自动重装操作。2 定时器/计数器2模

31、式寄存器T2MOD表4 T2MON位定义位  序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志T2OEDCENT2MOD不可位寻址，地址为0C9H。其各位定义如表4所示。T2OE：定时器2输出允许位。当T2OE=1时，允许时钟输出至引脚T2/P1.0；当T2OE=0时，禁止引脚T2/P1.0输出。DCEN：计数器方向控制。当DCEN=0时，T2自动向上计数；当DCEN=1时，T2向上/向下计数方式，由引脚T2EX状态决定计数方向。3 定时器/计数器2操作方式选择见表5表5  定时器/计数器2操作模式C/ T2RCLK+TCLKCP/ RL2T2OETR2模  式X0001

32、16位自动重装模式X010116位捕捉模式X1XX1波特率发生器模式X1X11时钟输出模式XXXX0T2停止2.1.3 单片机最小系统单片机最小系统包括振荡电路和复位电路，见图2-2所示。晶振采用12M晶振，指令周期为1us，复位电路采用上电复位和手动按键复位。图2-2 单片机最小系统2.2 液晶显示液晶显示在电子产品设计中使用率相当高，普通的七段数码管显示器只能显示数字，若遇到要显示英文字符时，则一定会选择使用液晶显示器我们所用的LCD模块，其背面含有控制电路，其上面有专门的IC来完成LCD的动作控制，在自行设计的接口中，只要送入适当的命令码和欲显示的数据，LCD便会将字符显示出来，控制方法

33、非常简单。其基本特性如下：A容易和4Bit/8Bit MPU相连；B可选择5×7或5×10点阵字符；C显示数据RAM容量:80×8Bit (80字符)；D字符发生器ROM能提供用户所需字符库或标准库; 字库容量:192个字符(5×7点字型); 32个字符(5×10点字型)；EDDRAM和CGRAM都能从MCU读取数据；2.2.1 1602LCD接口引脚说明一般市售的LCD都有统一的引脚，共有16个引脚，其外观如图2-3所示，其中有8个是数据引脚、3个控制引脚、5个接地和电源脚。各引脚号与其功能如表6所示。表6 1602LCD引脚说明引脚号符号引

34、脚说明引脚号符号引脚说明1Vss电源地9DB2数据总线2Vdd电源正极10DB3数据总线3V0液晶驱动电源11DB4数据总线4RS数据/命令选择端12DB5数据总线5R/W读/写操作选择端13DB6数据总线6E使能信号14DB7数据总线（MSB）7DB0数据总线（LSB）15LEDA背光+5V8DB1数据总线16LEDK背光地图2-3 1602LCD外观2.2.2LCD的控制方法通过单片机来控制LCD模块，方法十分简单，LCD模块其部可以看成有两组寄存器，一个为指令寄存器，一个为数据寄存器，由RS引脚来控制。所有对指令寄存器或数据寄存器的存取均需检查LCD部的忙碌标志（busy flag），此

35、标志用来告知LCD部正在工作，当此位为0时，才可以写入指令或数据。1602模块的设定，读写，与光标控制都是通过指令来完成，共有11条指令，如表7所示。表7 1602LCD指令码RS R/WD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0功 能0 00 0 0 0 0 0 0 1 清屏0 00 0 0 0 0 0 1 * 复位0 00 0 0 0 0 1 I/D S 部方式设置0 00 0 0 0 1 D C B 显示开关控制0 00 0 0 1 S/C R/L * * 位移控制0 00 0 1 DL N F * * 系统方式设置0 00 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 CGRAM地址设置

36、0 01 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 显示地址设置0 1BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 忙状态检测1 0 数 据（写） MCU-LCDRAM1 1 数 据（读） LCDRAM-MCU具体描述如下：指令1：清显示，光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移，S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无

37、光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。R/L，高向左，低向右。指令6：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符（有些模块是 DL：高电平时为8位总线，低电平时为4位总线）。指令7：字符发生器RAM地址设置，地址：字符地址*8+字符行数 (将一个字符分成5*8点阵，一次写入一行，8行就组成一个字符) 。指令8：置显示地址，第一行为：00H0FH,第二行为：40H4FH。指令9：读忙

38、信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。指令10：写数据。指令11：读数据。1602LCD的读写操作包括：读状态、写指令、读数据、写数据，且每种操作都遵循严格的操作时序。读写操作时序如表8所示，读操作时序图如图2-4所示，写操作时序如图2-5所示。基本时序参数如表9所示。表8 1602LCD读写操作时序读状态输入RS=L,R/W=H,E=H输出D0-D7=状态字写指令输入RS=L,R/W=L,写指令,E高脉冲输出无读数据输入RS=H,R/W=H,E=H输出D0-D7=数据写数据输入RS=H,R/W=L,写数据,E高脉冲输出无图2-4

39、读操作时序图2-5 写操作时序表9 1602LCD操作时序参数时序参数符号极限值单位测试条件最小值典型值最大值E信号周期tC400-ns引脚EE脉冲宽度tPW150-nsE上升沿/下降沿时间tR,tF-25ns地址建立时间tSP130-ns引脚E、RS、R/W地址保持时间tHD110-ns数据建立时间（读操作）tD-100ns引脚DB0DB7数据保持时间（读操作）tHD220-ns数据建立时间（写操作）tSP240-ns数据保持时间（写操作）tHD210-ns2.2.3 液晶与单片机连接电路1602可与单片机相连的引脚有11个，其中3个控制端、8个数据端，3个控制端RS、RW、E分别接单片机的

40、P15、P16、P17脚，8个数据端DB0DB7依次接单片机的P20P27。如图2-6所示。图2-6 1602LCD于单片机连接图2.3 温度测量电路DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。2.3.1 DS18B20产品的主要特点适应电压围更宽，电压围：3.05.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯 DS18B20支持多点组网功能，

41、多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温 DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件与转换电路集成在形如一只三极管的集成电路 温围55125，在-10+85时精度为±0.5可编程 的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可实现高精度测温 在9位分辨率时最多在93.75ms把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms把温度值转换为数字，速度更快测量结果直接输出数字温度信号，以串行总线传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力 负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁， 但不能正常工

42、作。2.3.2 DS18B20的引脚介绍TO92封装的DS18B20的引脚排列见图2-7，引脚说明如表10所示。 表10 DS18B20详细引脚功能描述序号名称引脚功能描述1GND地信号2DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。3VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。图2-7 DS18B20底视图2.3.3 DS18B20的使用方法由于DS18B20采用的是1Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完

43、成对DS18B20芯片的访问。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。1. DS18B20的复位时序（1） 先将数据线置高电平“1”。 （2） 延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点） （3） 数据线拉到低电平“

44、0”。 （4） 延时750微秒（该时间的时间围可以从480到960微秒）。 （5） 数据线拉到高电平“1”。 （6） 延时等待（如果初始化成功则在15到60毫秒时间之产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。 （7） 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（5）步的时间算起）最少要480微秒。 （8） 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。 2DS18B20的读时序对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。对于DS18B20

45、的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。（1）将数据线拉高“1”。 （2）延时2微秒。 （3）将数据线拉低“0”。 （4）延时15微秒。 （5）将数据线拉高“1”。 （6）延时15微秒。 （7）读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。 （8）延时30微秒。3DS18B20的写时序对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45

46、us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之就得释放单总线。（1） 数据线先置低电平“0”。 （2） 延时确定的时间为15微秒。 （3） 按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）。 （4） 延时时间为45微秒。 （5） 将数据线拉到高电平。 （6） 重复上（1）到（6）的操作直到所有的字节全部发送完为止。 （7） 最后将数据线拉高。2.3.4 DS18B20控制电路DS18B20与单片机的连接电路非常简单，只需将传感器的数据端与单片机相连，并接4.7K的上拉电阻即可实现单片机与传感器的通信。电路如图2-8：图2-8 DS18B20与单片机连

47、接图2.4 红外遥控红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以与玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。本次设计采用普通电视遥控器，其处理器为TC9012。2.4.1红外遥控器红外遥控器是以红外发光二极管发射940nm的红外光，来传送信号。下面将详细介绍红外遥控器发射的信号格式与“0”、“1”信号的定义方式。1. 数据格式当我们按下遥控器的按键时，遥控器将发出如图2-9

48、的一串二进制代码，我们称它为一帧数据。根据各部分的功能。可将它们分为5部分，分别为引导码、地址码、地址码、数据码、数据反码。遥控器发射代码时均是低位在前。高位在后。由图2-9分析可以得到引导码高电平为45ms，低电平为4.5ms。当接收到此码时表示一帧数据的开始。单片机可以准备接收下面的数据。地址码由8位二进制组成，共256种图中地址码重发了一次。主要是加强遥控器的可靠性如果两次地址码不一样则说明本帧数据有错应丢弃。不同的设备可以拥有不同的地址码因此。同种编码的遥控器只要设置地址码不同，也不会相互干扰。图中的地址码为十六进制的0EH(注意低位在前)。在同一个遥控器中所有按键发出的地址码都是一样

49、的。数据码为8位，可编码256种状态，代表实际所按下的键。数据反码是数据码的各位求反，通过比较数据码与数据反码可判断接收到的数据是否正确。如果数据码与数据反码之间的关系不满足相反的关系则本次遥控接收有误数据应丢弃。在同一个遥控器上所有按键的数据码均不一样。在图2-9中，数据码为十六进制的0CH，数据反码为十六进制的0F3H(注意低位在前)，两者之和应为0FFH。2. 位定义不同的芯片对“O”和“1”的编码有所不同。通常有曼彻斯特编码和脉冲宽度编码。TC9012的O和1采用PWM方法编码，即脉冲宽度调制，其“O”码和“1”码如图2-10所示(以遥控接收输出的波形为例)。“O”码由O56ms低电平

50、和0.56ms高电平组合而成，脉冲宽度为1.12ms。“1”码由056ms低电平和1.69ms高电平组合而成，脉冲宽度为2.25ms。在编写解码程序时，通过判断脉冲的宽度，即可得到“O”或“1”。图2-9 按键的编码波形图图2-10 “0”和“1”的编码格式2.4.2红外接收头红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头,即HS0038红外接收头。其部电路包括红外监测二极管，放大器，限幅器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通

51、滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。HS0038一体化红外接收头种类很多，引脚定义也不一样，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚，其外观如图2-11所示。根据发射端调制载波的不同应选用相应解调频率的接收头。图2-11 HS0038外观图红外接收头部放大器的增益很大，很容易引起干扰，因此在接收头的供电脚上须加上滤波电容，一般在22uf以上。有的厂家建议在供电脚和电源之间接入330欧电阻，进一步降低电源干扰。其于单片机的连接图如图2-12所示。图2-12 红外遥控接收电路2.5 直流电机驱动直流电动机是将直流电能转化为机械能的电力机械，其驱动方法就是直接将直流电源加到直流电机上，是之旋转。此次设计采用由四个三极管组成的一个桥式电路,控制电机正反旋转，使用这种连接方式可以极减少I/O口的数量，又可以轻而易举的解决电机正反转的问题，可谓一举两得。电路图如图2-13所示。图2-13 电机驱动电路图如左轮驱动：当L-1输入低电平，L-2输入高电平，Q1