红外通信控制器设计及论大学生写作能力

PAGEPAGE2PAGE1电气工程学院微机原理与接口技术课程设计红外通信控制器设计微机原理与接口技术课程设计成绩评定表姓名学号课程设计题目：红外通信课程设计答辩或提问记录：成绩评定依据：课程设计预习报告及方案设计情况（30％）：课程设计考勤情况（15％）：课程设计调试情况（30％）：课程设计总结报告与答辩情况（25％）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：年月日

微机原理与接口技术课程设计任务书一、课程设计题目：红外通信控制器二、课程设计要求1.根据具体设计课题的技术指标和给定条件，独立进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；2.查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真；3.完成预习报告，报告中要有设计方案，设计电路图，还要有仿真结果；4.进实验室进行电路调试，边调试边修正方案；5.撰写课程设计报告——最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。三、进度安排1．时间安排序号内容学时安排（天）1方案论证和系统设计12完成电路仿真，写预习报告13电路调试24写设计总结报告与答辩1合计5设计调试地点：电气楼4102．执行要求微机原理与接口技术课程成绩优秀的可以自拟题目，其余的同学都是指定题目。，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算和器件选型）。严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。摘要本文所要介绍的内容就是如何利用单片机，结合红外线器件设计构造出一套简易的红外线通信系统，以实现在中短距离内的红外无线通信的功能。应用AT89C51单片机,通过对单片机的编、解码程序来实现红外信号的发送与接收,从而实现红外通信功能。应用红外发射管和接收管，完成数据的发射和接收。发射管和接收管接在普通的I/O口。要求2个按键，一个按键是数据的0和1的变换，另一个按键是发送键。数据在1个数码管上显示。

关键词：单片机；红外通信；发射；接收；串行接口AbstractThispaperwillintroducethecontentishowtousemicrocontroller,combinedwiththeinfrareddevicedesigntoconstructasetofsimpleinfraredcommunicationsystem,inordertorealizetheinfraredwirelesscommunicationinshortdistancewithinthefunction.ApplicationofC51microcontroller,SCMthroughthecoding,decodingprocesstoachievetheinfraredsignalsendingandreceiving,soastorealizethecommunicationfunctionofinfraredremotecontrol.Applicationofinfraredtransmittingtubeandthereceivingtube,completethesendingandreceivingdata.ThetransmittingtubeandthereceivingtubeisconnectedtothecommonI/Oport.2buttons,abuttonisdataof0and1transformation,anotherkeyisthesendbutton.Datashowthatinthe1digitaltube.Keywords:Microcontroller;InfraredCommunication;Transmit;Receive;TheSerialInterface

目录第一章系统方案设计…………………11.1电路整体设计思路…………………11.2 红外通信发送模块设计……………1第二章系统仿真………82.1 仿真电路图………82.2 仿真结果及分析…………………9第三章电路调试……………………10第四章结论…………154.1实验结论…………154.2PCB设计…………………154.3.1PCB原理图………………154.3.2PCB布线图………………16第五章心得体会与建议…………175.1心得体会………175.2建议……………17参考文献………………18第一章系统方案设计1.1电路整体设计思路红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端采用脉时调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去；接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。原理图如下：由于本实验是利用实验室的实验板模拟红外数据的发送和接收，因而在最终程序的调试时，将TXD和RXD短接，即将TXD所发出的的数据传给RXD，并显示在数码管上。红外通信中，当红外二极管发送调制频率为38KHz的红外光时，才能被红外接受二极管识别并接收，红外接收波特率为1200波特，即每秒发送1200位，每位宽度为1/1200秒，即833us。由于实验要求只发送0或1，因此，发送一位0，可表示为发送宽度为833us的调制频率为38KHz的脉冲波；发送一位1可表示为发送宽度为833us的高电平。1.2红外通信发送模块设计1.2.1单片机最小系统ATMEL公司生产的AT89C51单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用11.0592MHZ，复位电路采取按键复位方式。主要元器件介绍单片机AT89C51：单片机主控电路的主要元件是AT89C51，其外型如图1：\o"点击图片看全图"图1：AT89C51引脚图AT89C51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4KBYTES的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128BYTES的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和FLASH存储器结合在一起，特别是可反复擦写的FLASH存储器可有效地降低开发成本。2、管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。/ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。3、共阴极数码管的应用共阴极数码管是一类数字形式的显示屏，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。由于它的价格便宜、使用简单、在电器，特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。共阴极结构：LED显示器有共阴极和共阳极两种结构，下面只介绍共阴极结构。见图3，在共阴极结构中，各段发光二极管的阴极连在一起，将此公共点接地，某一段发光二极管的阴极为高电平时，该段发光。共阴极字段码：LED显示0～9某个字符时，则要求在a～dp送固定的字段码，如要使LED显示“0”,则要求a、b、c、d、f各引脚为高电平，g和dp为低电平，字段码为“3fh”。共阴极字符0～9七段码如下：字符：0123456789字段码：3fh06h5bh4fh66h6dh7dh07h7fh6fh1.2.2发射模块流程图（如图2）NNY键按下逐行扫描，按P口值查键号按键号转至相应的发射程序初始化扫描键盘延时消抖结束图2：发射模块流程图1.2.3发送部分初期设计程序波特率、脉冲宽度等数值的计算：1/38KHz=26us,833us/26us=32发送一位0时，对于红外发送二极管来说，需要发送调制频率为38khz，每位宽度为833us的红外光。发送0的相应程序如下：SEND0:MOVR3,#32D7:SETBP3.1NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPCLRP3.1NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR3,D7RET发送一位1时，需要发送宽度为833us的高电平。发送1的实验程序如下：SEND1:MOVR3,#32D8:SETBP3.1NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPSETBP3.1NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR3,D8RET发送一个八位二进制数的循环程序：红外发送二极管发送标准波特码被接收二极管接收，标准波特码包括起始位（一位低电平），数据部分（共八位）和停止位（一位高电平）。SEND:MOVR4,#08HMOVA,@R0LCALLSEND0D4:JBACC.0,D5LCALLSEND0D6:RRADJNZR4,D4LCALLSEND1RETD5:LCALLSEND1SJMPD61200波特率的产生：利用公式，波特率=2其中，SMOD=1（串口工作方式1），fosc=6MHz，根据上面的公式，带入数值，计算得定时器的初值为0定时器初值为E6H，即当定时器初值为0E6H时，产生的波特率为1200。定时器的设置程序：MOVTMOD,#20H;令定时器T1为方式2MOVTL1,#0E6H;波特率为1200b/sMOVTH1,#0E6H;给TH1送重装初值MOVPCON,#80H;令SMOD=1SETBTR1;启动T1MOVIE,#90H;开启中断

第二章仿真2.1 仿真电路图通过对实验电路板的研究，以及网上查找资料，结合所学知识，得到以下仿真（仿真软件：proteus）电路图：用WAVE6000仿真器生成.HEX文件，放入仿真单片机中：2.2 仿真结果及分析运行仿真器，先按按键K2，再按K1，得到如下仿真结果：接上步，再按一次K2，接着按一次K1，得到如下仿真结果：经过仿真验证，此次课程设计程序及电路满足题目要求。第三章调试调试分为硬件调试和软件调试。硬件调试主要是检测硬件电路是否有短路、断路、虚焊等。具体步骤及测试结果如下：（1）检查电源与地线是否全部连接上，用万用表对照电路原理图测试各导线是否完全连接，测试结果所有连接线都已连接好；（2）检验单片机的晶振是否起振，用示波器观察波形；由于之前所发的板子上提供的晶振为6MHz，而实验室仿真器所提供的晶振为12MHz，因此，在调试程序时，先将仿真器的晶振设置成6MHz，以便将编制出来的程序可以在提供的电路板中实现红外通信。（3）检查各芯片的功能是否正常，检测按键的导通情况。测试结果正常。软件调试主要是程序调试，可以分块进行调试，分别对发射模块和接收模块程序进行调试。首先都要在实验台上进行调试。具体步骤如下：（1）发射模块程序调试，首先将程序输入到电脑中，对逻辑功能和语句进行检查，再用软件进行调试，调试无错误后才可以下载到单片机中。（2）接收模块程序调试，程序无错误后，下载到单片机中，结合接收模块程序，验证实验功能，当发射部分有键按下时，接收模块中的接收器接收红外线并在数码管中显示出按键数，完成实验要求。总程序的编制与调试：ORG0000HAJMPMAINORG0023HLJMPSINTORG0100HMAIN:MOVSP,#70HMOVTMOD,#20H;令定时器T1为方式2MOVTL1,#0E6H;波特率为1200b/sMOVTH1,#0E6H;给TH1送重装初值MOVPCON,#80H;令SMOD=1SETBTR1;启动T1MOVSCON,#50H;串行口为方式1，允许接收MOVIE,#90H;开T1中断、总中断MOVP2,#00H ;刚执行时无显示MOV50H,#00H MOV51H,#01HMOVR5,#50HD1:JNBP3.2,CHECK1 ;进行变换JNBP3.3,CHECK2 ;执行显示LJMPD1CHECK1:LCALLDELAY JBP3.2,D2 ;松手，跳D2LJMPD1 ;否则返回CHECK2:LCALLDELAY JBP3.3,D3 ;松手，跳D3LJMPD1 ;否则返回D2:LCALLE1 INCR5CJNER5,#52H,D1 ;确保只在0和1之间变换MOVR5,#50HLJMPD1D3:LCALLE2LJMPD1E1:MOVA,R5MOVR0,ARETE2:MOVA,R5 MOVR0,ALCALLSENDRETSEND:MOVR4,#08H ;扫描8次（一数字有八位）MOVA,@R0LCALLSEND0 ;起始位（低电平）D4:JBACC.0,D5 ;扫描最低位LCALLSEND0D6:RRADJNZR4,D4LCALLSEND1 RETD5:LCALLSEND1SJMPD6SEND0:MOVR3,#32D7:SETBP3.1NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPCLRP3.1NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR3,D7RETSEND1:MOVR3,#32D8:SETBP3.1NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPSETBP3.1NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR3,D8RETDELAY:MOVR6,#0FFHDELAY1:MOVR7,#0FFHDELAY2:DJNZR7,DELAY2DJNZR6,DELAY1RET10000000SINT:JBRI,SINT1 ;确认是否接收完毕（RI=1，接受完毕）LJMPD1SINT1:MOVA,SBUF ;接收完毕，将接受的数据存入SBUFCLRRI ;将接收中断标志位清零LCALLDISPLAYRETIDISPLAY:MOVDPTR,#TAB;显示电路MOVCA,@A+DPTRMOVP2,ALCALLDELAYRETTAB:DB3FH,06HEND

第四章结论实验结论红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。单片机控制的红外通信系统具有硬件电路简单、成本低廉、编程方便、通信可靠性高等优点，实现了通信双方非接触的数据传输，在遥控、遥测等应用场合得到广泛使用。利用单片机来实现红外通信技术，结合通信原理中的数字信号编解码技术，研制出了一套简单的红外通信系统。通过对系统模块的测试与调试，已基本上实现了红外通信的功能。鉴于本课题所涉及的内容比较难，知识面广，再加上时间紧迫，使得本次设计中电路系统做得比较简易与粗糙，未能完成更高等的目标与任务，一些扩展的功能如串行口通信功能完成得不够细致全面。4.2PCB设计4.3.1PCB原理图4.3.2PCB布线图

第五章心得体会与建议5.1心得体会这次课程设计是对我们学习微机原理及单片机课程的检验及实际应用能力的一次提高。我们所设计的是红外收发器。所能实现的是红外的发射和接收，，最后从数码管显示所按下的键号。本次课程设计虽然跟以前的课设相比来说时间比较紧，但是我的收获却是很大的。刚开始接到设计题目，一片茫然，根本不知道红外通信是个什么概念，后来通过在网上查阅资料，才逐渐搞懂其基本原理。但是程序的设计对我来说也是一个大难题，说实话，如果没有借鉴同学的程序，我根本没法完成程序的设计工作。这也让我明白了认真学好专业知识是多么的重要，书到用时方恨少。通过这次课程设计，让我对微机原理与接口技术这门课的认识变得非常深刻，通过查阅资料，具体实践，把学到的知识成功的应用到实际中了，这段时间也让我认识到课本上的知识，要放到实际中的话，还是有差距的，一定要学会将两者结合，找到其中的联系，这样，学到的才不会是死的知识，才能最大限度的发挥学习的作用。通过这次单片机红外通信课程设计与实现实验，我掌握了简单的红外通信系统的组成及设计原理，将书本所学知识与实际应用联系在一起；掌握了通信电子系统方案设计、电路设计的方法，在实际搭建电路的过程中，大大提高了我的动手能力和探究能力：掌握PCB设计电路装配和调试的方法，熟悉电路仿真软件proteus的使用。更重要的是，在这次实验中收获的团队合作能力和组装电路的经验将一直伴随着我的学习、生活，让我受益匪浅。5.2建议对课程设计的建议：希望老师以后可以把要求提的更加明确一些，让学生有个更确切的目标。

参考文献［1］胡汉才，单片机原理及其接口技术（第2版），清华大学出版社，2010［2］肖春芳，用89C51单片机控制红外线通信接口电路技术，山西电子技术，2009［3］王立锦，单片机控制系统的红外线遥控器接口，电子技术（上海），1998

［4］高建荣，基于单片机控制红外线遥控的编码实现，计算机工程与设计［5］，2004［5］刘任平，基于单片机的红外线编码解码装置，电子技术应用

，1999［6］陈再清，微机—单片机红外线通信，电子世界，2004

论大学生写作能力写作能力是对自己所积累的信息进行选择、提取、加工、改造并将之形成为书面文字的能力。积累是写作的基础，积累越厚实，写作就越有基础，文章就能根深叶茂开奇葩。没有积累，胸无点墨，怎么也不会写出作文来的。写作能力是每个大学生必须具备的能力。从目前高校整体情况上看，大学生的写作能力较为欠缺。一、大学生应用文写作能力的定义那么，大学生的写作能力究竟是指什么呢？叶圣陶先生曾经说过，“大学毕业生不一定能写小说诗歌，但是一定要写工作和生活中实用的文章，而且非写得既通顺又扎实不可。”对于大学生的写作能力应包含什么，可能有多种理解，但从叶圣陶先生的谈话中，我认为：大学生写作能力应包括应用写作能力和文学写作能力，而前者是必须的，后者是“不一定”要具备，能具备则更好。众所周知，对于大学生来说，是要写毕业论文的，我认为写作论文的能力可以包含在应用写作能力之中。大学生写作能力的体现，也往往是在撰写毕业论文中集中体现出来的。本科毕业论文无论是对于学生个人还是对于院系和学校来说，都是十分重要的。如何提高本科毕业论文的质量和水平，就成为教育行政部门和高校都很重视的一个重要课题。如何提高大学生的写作能力的问题必须得到社会的广泛关注，并且提出对策去实施解决。二、造成大学生应用文写作困境的原因：（一）大学写作课开设结构不合理。就目前中国多数高校的学科设置来看，除了中文专业会系统开设写作的系列课程外，其他专业的学生都只开设了普及性的《大学语文》课。学生写作能力的提高是一项艰巨复杂的任务，而我们的课程设置仅把这一任务交给了大学语文教师，可大学语文教师既要在有限课时时间内普及相关经典名著知识，又要适度提高学生的鉴赏能力，且要教会学生写作规律并提高写作能力，任务之重实难完成。（二）对实用写作的普遍性不重视。“大学语文”教育已经被严重地“边缘化”。目前对中国语文的态度淡漠，而是呈现出全民学英语的大好势头。中小学如此，大学更是如此。对我们的母语中国语文，在大学反而被漠视，没有相关的课程的设置，没有系统的学习实践训练。这其实是国人的一种偏见。应用写作有它自身的规律和方法。一个人学问很大，会写小说、诗歌、戏剧等，但如果不晓得应用文写作的特点和方法，他就写不好应用文。（三）部分大学生学习态度不端正。很多非中文专业的大学生对写作的学习和训练都只是集中在《大学语文》这一门课上，大部分学生只愿意被动地接受大学语文老师所讲授的文学经典故事，而对于需要学生动手动脑去写的作文，却是尽可能应付差事，这样势必不能让大学生的写作水平有所提高。（四）教师的实践性教学不强。学生写作能力的提高是一项艰巨复杂的任务，但在教学中有不少教师过多注重理论知识，实践性教学环节却往往被忽视。理论讲了一大堆，但是实践却几乎没有，训练也少得可怜。阅读与写作都需要很强的实践