基于51单片机的红外遥控设计-毕业设计论文

基于51单片机的红外遥控设计-毕业设计论文
基于51单片机的红外遥控设计-毕业设计论文

摘要

很多电器都采用红外遥控,那么红外遥控的工作原理是什么呢?本文将介绍其原理和设计方法。红外线遥控就是利用波长为0.76~1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。红外遥控常用的载波频率为38kHz,这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的,在发射端要对晶振进行整数分频,分频系数一般取12,所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等,一般由发射端晶振的振荡频率来决定。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时,接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”,宽度一般在100ms左右。一般情况下,接收端除了几位数据输出外,还应有一位“数据有效”输出端,以便后级适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。除以上输出形式外,还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号,接收端对应输出予以“储存”,直至收到新的信号为止;“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。

关键词:80c51单片机、红外发光二极管、晶振

目录

第一章

1、引言 (3)

2、设计要求与指标 (3)

3、红外遥感发射系统设计 (4)

4、红外发射电路设计 (4)

5、调试结果及分析 (9)

6、结论 (10)

第二章

1、引言 (10)

2、设计要求与指标 (11)

3、红外遥控系统设计 (11)

4、系统功能实现方法 (15)

5、红外接收电路 (16)

6、软件设计 (17)

7、调试结果及分析 (18)

8、结论 (19)

参考文献

附录

绪论

人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62~0.76μm;紫光的波长范围为0.38~0.46μm。比紫光波长还短的光叫紫外线,比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控就是利用波长为0.76~1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管,由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通5发光二极管相同,只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色,判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样:用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小(100mW左右),所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱,因此就要增加高增益放大电路。前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品,大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种:一种采用铁皮屏蔽;一种是塑料封装。均有三只引脚,即电源正(VDD)、电源负(GND)和数据输出(VO或OUT)。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同,可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽,使用起来如同一只三极管,非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。

第一章红外发射部分

1、引言:

随着远程教育系统的不断发展和日趋完善,学校都得到了广泛应用。同时使用多种设备,如:数字投影机、 DVD 、 VCD 、录像机、电视机等,由于各种设备都自带遥控器,而使用多种遥控器,通过基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制,不同的设备。从而方便快捷的实现远程控制。红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控方式。那么,什么是红外线。人的眼睛能看的可见光按波长从长到短排列的波长范围为 0.62 ~ 0.76 μ m ;比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控就是利用波长为 0.76 ~ 1.5 μ m 之间的近红外线来传送控制的。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为 940mm 左右,外形与普通φ 5发光二极管相同。成品红外接收头的封装大致有两种:三只引脚,即电源正( VDD )、电源负( GND )和数据输出( VO 或 OUT )。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同,是不需要复杂的调试和外壳屏蔽,意成品红外接收头的载波频率。 38kHz ,这是由发射端所使用455kHz 晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频,分频系数一般取 12 ,所以455kHz ÷ 12 ≈37.9kHz ≈ 38 kHz 。也有一些遥控系统采用 36 kHz 、 40 kHz 、 56 kHz 等,由发射端晶振的振荡频率来决定。红外遥控的特点是不影响周边环境的、于10 米)遥控中得到了广泛的应用。

2、设计要求与指标:

红外遥控是目前使用较多的一种遥控手段。功能强、成本低等特点。系统。设计要求利用红外传输控制指令及智能控制系统,借助微处理器强大灵活的控制功能发出脉冲编码,组成的一个遥控系统。本设计的主要技术指标如下:

(1) 遥控范围: 4 — 6 米

(2) 显示可控制的通道

(3) 灵敏可靠,抗干扰能力强

(4) 控制用电器电流最高为 2 A

红外遥控的特点是不影响周边环境的、不干扰其他电器设备。由于其无法穿透墙壁,故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰;多路遥控。

红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,系统采用编 / 解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。设计的电路由几个基本模块组成:直流稳压电源,红外发射电路,红外接收电路及控制部分。发射电路,利用遥控发射利用键盘,这种代码指令信号调制在 40KH z 的载波上,激励红外光二极管产生具有脉冲串的红外波,通过空间的传送到受控机的遥控接收器。

3 红外遥感发射系统的设计

红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,系统采用编/解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。发射系统设计的电路由如下的几个基本模块组成:直流稳压电源,红外发射电路。

系统框图如图所示。

4、红外发射电路的设计

1 、主要芯片——单片机 89C2051 介绍

同一般微处理器的 80C51 的控制器也由指令寄存器 IR 。指令译码器 ID 。

定时及控制逻辑电路和程序计数器 PC 等组成。

程序计数器 PC 是一个 16 为的计数器(注: PC 不属于特殊功能寄存器 SFR 的范畴)。他总是存放着下一个要取得指令的 16 位存储单元地址。也就是说,CPU 总是把 PC 的内容作为地址,从内存中取出指令码或含在指令中的操作数。因此,每当取完一个字节后, PC的内容自动加 1 ,为取下一个字节作好准备。只有在执行转移子程序调用指令和中断响应是例外,那时 PC 的内容不加 1 ,而是指令或中断响应过程自动给 PC 置入新的地址。单片机上电或复 PC 自动清0 ,即装入地址 0000H ,这就保证了单片机上电或复位后,程序从 0000H 地址开始执行。

指令寄存器 1R 保存当前正在执行的一条指令。执行一条指令,先要把他从程序存储器取到指令存储器中。指令内容含操作码和地址码,操作码送往指令译码器ID,并形成相应指令的微操作信号。地址码送往操作数地址形成实际的操作数地址。

定时与操作是微处理器的核心部件,他的任务是控制取指令 ` 执行指令 ` 存取操作数或运算结果等操作,向其他部件发出各种微操作控制信号,协调各部件的工作。 80C51单片机内设有振荡电路,只需外接石英晶体和频率微调电容就可产生内部时钟信号。

2AT89C2051的引脚

AT89C2051采用引脚双列直插式封装,现将个引脚的功能说明如下:

· Vcc (20) :电源电压端。

· GND ( 10 ):地端。

· RST ( 1 ):复位输入端。当 RST 引脚出现两个机器周期的高电平时,单片机复位。复位后,AT89C2051 内部专用寄存器及 I /O 口的处置与 8051 的情况一样,而内部的状态保持不变。

· XTAL 1(5) :振荡器反相放大器的输入和内部时钟发生器的输入端。

· XTAL 1(4) :振荡器反相放大器的输出端。

· P1 口: P1口是一个 8 位双向 I/O 口。 P1.2-P1.3 引脚内部接有上拉电阻。 P1.0 和 P1.1分别作为片内精密模拟比较器的同相输入( AIN0 ) 和反相输入( AIN1 )。 P1 口输出缓冲器可吸收 20 mA 电流并能直接驱动 LED 显示。当 P1 口的锁存器写入“ 1 ”时, P1 口可作为输入端。当引脚 P1.2--P1.7 用作输入并被外部拉低时,它们将因内部的上拉电阻而流出电流( In )。 P1 口还在闪速编程和程序校验期间接受代码数据。

· P3 口: P3 口的 P3.0-P3.5 和 P3.7 是带有内部上拉电阻的七个双向 I/O 引脚。 P3. 6用于固定输入片内比较器的输入信号并且他作为一通用 I/O 引脚而不能访问。 P3 口缓冲器可吸收 20 mA 电流。当 P3 口锁存器写入“ 1 ”时,它们被上拉电阻拉高并可作为输入端。用作输入时,被外部拉低的P3 口引脚将由于上拉电阻而流出电流( I n )。 P3 口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

P3 口还用于实现 AT89C2051 的一些特殊功能,这些特殊功能定义如下:

口线特殊功能

P3.0 RXD ( 串行口输入端 )

P3.1 TXD ( 串行口输出端 )

P3.2 /INT0 ( 外部中断 0)

P3.3 /INT1 ( 外部中断 1)

P3.4 T0 ( 定时器 0 外部输入 )

P3.5 T1 ( 定时器 1 外部输入 )

89C2051共有20条引脚,如上图所示。

P1 口共 8 脚,准双向端口。

P3.0 ~ P3.6 共 7 脚,准双向端口,如 P3.0 、 P3..1 的串行通讯功能,P3.2 、 P3..3 的中断输入功能, P3.4 、 P3.5 的定时器输入功能。

在引脚的驱动能力上, 89C2051 具有很强的下拉能力, P1,P3 口的下拉能力均可达到20mA. 相比之下, 89C51 的端口下拉能力每脚最大为 15mA 。但是限定 9 脚电流之和小于71mA. 这样,引脚的平均电流只 9mA 。 89C2051 驱动能力的增强,使得它可以直接驱动 LED数码管。

相对于 89C51 它少了一些功能,但是它的功耗少,便于携带,更经济使他在发射电路中起着重要的地位。因此,在本设计红外发射电路中就用了他来实现脉冲信号的产生。

4 .2 系统的功能实现方法

4 .2 . 1 摇控码的编码格式

该遥控器采用脉冲个数编码,不同的脉冲个数代表不同的码,最小为2个脉冲,最大为 17 个脉冲。为了使接收可靠,第一位码宽为3ms ,其余为 1ms ,遥控码数据帧间隔大于10ms ,如图 2 - 1 所示。

4 . 2 . 2 遥控码的发射

当某个操作按键按下时,单片机先读出键值,然后根据键值设定遥控码的脉冲个数,再调制成 40kHz 方波由红外线发光管发射出去。 P3.5 端口的输出调制波如图 2 - 2 所示。

4 . 3 红外发射电路图

遥控发射通过键盘,每按下一个键,即产生具有不同的编码数字脉冲,这种代码指令信号调制在 40KH z 的载波上,激励红外光二极管产生不同的脉冲,通过空间的传送到受控机的遥控接收器。 P1 口作为按键部分, P3.5 口作为发射部分,然后用三极管的放大驱动红外发射。电路如下图所示。

4 . 4 软件设计

发射编码的软件设计

首先,初始化定时器,定时频率为40KHz的时间段。当按下某一按键时,送数据 1 ,就开始工作。同时定时器溢出,也就是定时器记满了,执行定时器中断,中断程序如下:

INTT1 : CPL P3.5 ; 40KHZ 红外线遥控信号产生

RETI ; 中断返回

由此就产生了 40KHZ 的载波信号。

当发送数据 0 时,定时器不工作。

程序流程图如图 4 - 3 所示:

5 调试结果及其分析

本电路总共设计了 8 个输入按键,7,8 为特殊按键。

当输入一个按键 5 时,通过红外发射和接收电路,对应的继电器 5 的设备工作即 5号发光二极管发光,而数码管显示工作的设备的个数,就显示 1 。当再次按下按键 5 时, 5号发光二极管灭,数码管显示 0 。

当同时按下两个键 3 和 4 时, 3 号和 4 号二极管亮,数码管显示 2 。

当按下按键 7 时,所有设备都不工作,数码管显示 0 ,发光二极管都不发光。

当按下按键 8 时,所有设备都工作,数码管显示 6 ,发光二极管都发光。

本设计在调试过程中也遇到很多问题。

(1) 电路要求遥控控制距离为 4 — 6m ,在利用 38KHz 的接收头时,虽然能接收到信号,但是接收的距离很有限。经过反复调试,换用 40KHz 的接收头时基本满足了设计需求。

(2) 由于将 3ms 的接收脉冲放在 1ms 的后面,编码解调出现错误,导致接受端无信号输出。解决方法是将 3ms 的接收脉冲放在前面就可以接收到信号。单

片机进行数码帧的接收处理, 3 ms 的脉冲检验,当第一位低电平码的脉宽小于2 ms时就会错误处理。

在初始化过程中,将 P1 口全置 0 ,但是继电器仍工作,通过反复调试,将初始化的 P1口全置 1 ,通过反向使得输出全为 0 ,从而满足上电复位,继电器掉电,满足初始化要求。

6、结论

由于目前的遥控装置大多对某一设备进行单独控制,而在本设计中的红外遥控电路设计了多个控制按键,可以对不同的设备,也可以对同一设备的多个功能进行不同的控制。基本符合技术要求。

但是本电路也有不完 , 它只能单通道实现对多个设备的控制 , 即它不能同时控制两个或者两个以上的设备。

在设计过程中,通过大量的查阅资料,认真研究材料,对单片机有了更为深刻的理解,在设计软件时,须仔细的分析硬件电路,画出程序流程图,培养了我的耐性和刻苦钻研的精神。

第二章红外接受部分

1、引言

随着远程教育系统的不断发展和日趋完善,利用多媒体作为教学手段在各级各类学校都得到了广泛应用。但经常会遇到同时使用多种设备,如: DVD 、VCD 、录像机、电视机等,由于各种设备都自带遥控器,而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同,操纵这些设备得用多种控器,给使用者带来了诸多不便。基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制,从而方便快捷的实现远程控制。

远程遥控技术又称为遥控技术,是指实现对被控目标的遥远控制,在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。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,被诸多电子设备广泛采用,并越来越多的应用到计算机系统中。红外线又称红外光波,在电磁波谱中,光波的波长范围为 0.01um~1000um 。根据波长的不同可分为可

见光和不可见光,波长为0.38um~0.76um 的光波可为可见光,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。光波为 0.01um~0.38 um 的光波为紫外光 ( 线 ) ,波长为 0.76um~1000um 的光波,为红外光 ( 线 ) 。红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的,波长为0.76um~1.5um 。用近红外作为遥控光源,是因为目前红外发射器件 ( 红外发光管 ) 与红外接收器件 ( 光敏二极管、三极管及光电池 ) 的发光与受光峰值波长一般为 0.8um~0.94um ,在近红外光波段内,二者的光谱正好重合,可获得较高的传输效率及较高的可靠性。

2、设计要求及指标

红外遥控是目前使用较多的一种遥控手段。红外遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。在家庭生活中,录音机、音响设备、空调、彩电都用了红外遥控系统。设计要求利用红外传输控制指令及智能控制系统,借助微处理器强大灵活的控制功能发出脉冲编码,组成一个遥控系统。本设计的主要技术指标如下:

1. 遥控范围: 4 — 6 米

2. 显示可控制的通道

3. 接收灵敏可靠,抗干扰能力强

4. 控制用电器电流最高为 2 A

3、红外遥控系统的设计

红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,系统采用编 / 解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。设计的电路由如下的几个基本模块组成:红外发射电路,红外接收电路及控制部分。

1.系统框图如图 3 - 1 所示。

2. XTAL2 接外部晶体的另一个引脚。在单片机内部,它是上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时,此引脚应悬浮不连接。

3. 输入 / 输出引脚 P0.0 ~ P0.7 、 P10. ~ P 1 .7 、 P2.0 ~ P2.7 和

P3.0 ~ P3.7 。

① P0 端口( P0.0 ~ P0.7 ) P0 是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。作为输出口用时,

每位能以吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 输入,对端口写 1 时,又可作高阻抗输入端用。

在访问外部程序和数据存储器时,它是分时多路转换的地址(低8位) / 数据总线,在访问期间激活了内部的上拉电阻。

② P 1 端口( P 1 .0 ~ P 1 .7 ) P 1 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P 1 的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式) 4 个 TTL 输入。对端口写 1 时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口。因为有内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

③ P2 端口( P2.0 ~ P2.7 ) P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P2 的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式) 4 个 TTL 输入。对端口写 1 时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位, P2 作输入口使用时,因为有内部的上拉电阻,这时可用作输入口。P2作为输入口时,因为有内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

在访问外部程序存储器和 16 位地址的外部数据存储器 ( 如执行 MOVX @ DPTR 指令 )时, P2 送出高 8 位地址。在访问 8 位地址的外部数据存储器( 如执行 MOVX @ R i , A 指令 )时,P2口引脚上的内容,在整个访问期间不会改变。

④ P3 端口( P3.0 ~ P3.7 ) P3 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P2 的输出缓冲器可驱动 ( 吸收或输出电流方式 )4 个 TTL 输入。对端口写 1 时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口。 P3 作输入口使用时,因为有内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

在 AT89S52 中, P3 端口还用于一些专门功能,这些兼用功能如下:

(1) P3.0 RXD (串行输入口)

(2) P3.1 TXD (串行输出口)

(3) P3.2 /INT0 (外部中断 0 )

(4) P3.3 /INT1 (外部中断 1 )

(5) P3.4 T0 (记时器 0 外部输入)

(6) P3.5 T1 (记时器 1 外部输入)

(7) P3.6 /WR (外部数据存储器写选通)

(8) P3.7 /RD (外部数据存储器读选通)

(9) P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号

4. 振荡器特性:

XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器,该反向放大器可以配置为片内振荡器。石英震荡和陶瓷震荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件, XTAL2 应不接。由于输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

5. 芯片擦除:

整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合, ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中,代码阵列全被写“ 1 ”且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。

主控制器采用ATMEL公司的8位单片机AT89S52。AT89S52是一个低功耗,高性能 CMOS 8位单片机,片内含 8k Bytes ISP(In-system programmable) 的可反复擦写 1000 次的 Flash只读程序存储器,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准 MCS -51指令系统。

图3-9:主控制器电路原理图

4、系统的功能实现方法

1、摇控码的编码格式

该遥控器采用脉冲个数编码,不同的脉冲个数代表不同的码,最小为2个脉冲,最大为17个脉冲。为了使接收可靠,第一位码宽为3ms,其余为 1ms ,遥控码数据帧间隔大于10ms,如图 4-1 所示。

2、遥控码的发射

当某个操作按键按下时,单片机先读出键值,然后根据键值设定遥控码的脉冲个数,再调制成 40kHz 方波由红外线发光管发射出去。 P3.5 端口的输出调制波如图 4 - 1 所示。

3、数码帧的接收处理

当红外线接收器输出脉冲帧数据时,第一位码的低电平将启动中断程序实时接收数据帧。在数据帧接收时,将对第一位码的码宽进行验证。若第一位低电平码的的脉宽小于2ms ,将作为错误码处理。当间隔位的高电平脉宽大于 3ms 时,结束接收,然后根据累加器 A 中的脉冲个数,执行相应输出口操作。图4 - 2 就是红外线接收器输出的一帧遥控码波形图。

5、红外接受电路图

在接收过程中,脉冲通过光学滤波器和红外二极管转换为40KHZ的电信号,此信

号经过放大,检波,整形,解调,送到解码与接口电路。如图 5 - 1 所示。

通常,红外遥控器将遥控信号(二进制脉冲码) 调制在40KHz的载波上,经缓冲放大后送至红外发光二极管,产生红外信号发射出去。将上述的遥控编码脉冲对频率为 40 KHz( 周期为26.3ms) 的载波信号进行脉幅调制 (PAM ) ,再经缓冲放大后送到红外发光管,将遥控信号发射出去。

6、软件设计:

1、单片机上电复位后,首先对其内部定时器初始化,用定时器及软件计数的方法,当有信号输入时,单片机产生中断,并在P3 . 1口进行计脉冲个数,测量 P3.1 高、低电平的宽度。P3.1 引脚平时为高电平,当接收到红外遥控信号时,由于一体化红外接收头的反向作用,INT0 引脚下跳至低电平 , 计算脉冲个数后通过 7447 译码电路,数码管显示相应的数值。

下面是第一个 3 ms 脉冲的解码程序。

2、LED 显示主要是显示所发射的所发送的信号的个数,它就实现以下的作用。当按下某一按键比方说 2 键,LED会显示01 ,如果再按下2 键,LED 就显示00 。如果同时按下2个键,那么 LED 就显示 02 。下面介绍 LED 的主要性能。

LED 显示器由 7 个发光二极管组成,又叫 7 段 LED 显示器,显示器中还有一个圆点型发光二极管,用于显示小数点。通过7个发光二极管亮暗的不同组合,可以显示多种数字、字母以及其它符号。

LED 显示器中的发光二极管共有两种连接方法:

1. 共阳极接法

把发光二极管的阳极连在一起构成共阳极。使用时供阳极接+5V 。这样阴极端

输入低电平的段发光二极管就导通点亮,而输入高电平的则不点亮。

2. 共阴极接法

把发光二极管的阴极连在一起构成共阴极。使用时供阳极接+5V 。这样阳极端输

高低电平的段发光二极管就导通点亮,而输入低电平的则不点亮。

在设计的电路中,采用了共阳极接法。

7、调试结果及分析:

本电路总共设计了8个输入按键,7 ,8 为特殊按键。

当输入一个按键 5 时,通过红外发射和接收电路,对应的继电器 5 的设备工作即 5 号发光二极管发光,而数码管显示工作的设备的个数,就显示1 。当再次按下按键 5 时,5号发光二极管灭,数码管显示 0 。

当同时按下两个键 3 和 4 时,3 号和 4 号二极管亮,数码管显示 2 。

当按下按键 7 时,所有设备都不工作,数码管显示 0 ,发光二极管都不发光。

当按下按键 8 时,所有设备都工作,数码管显示 6 ,发光二极管都发光。

本设计在调试过程中也遇到很多问题。

1. 电路要求遥控控制距离为4 — 6m ,在利用 38KHz 的接收头时,虽然能接收到信号,但是接收的距离很有限。经过反复调试,换用 40KHz 的接收头时基本满足了设计需求。

在初始化过程中,将 P1 口全置 0 ,但是继电器仍工作,通过反复调试,将初始化的 P1口全置 1 ,通过反向使得输出全为 0 ,从而满足上电复位,继电器掉电,满足初始化要求。

在初始化过程中,将 P1 口全置 0 ,但是继电器仍工作,通过反复调试,将初始化的 P1口全置 1 ,通过反向使得输出全为 0 ,从而满足上电复位,继电器掉电,满足初始化要求。

8、结论:

由于目前的遥控装置大多对某一设备进行单独控制,而在本设计中的红外遥控电路设计了多个控制按键,可以对不同的设备,也可以对同一设备的多个功能进行不同的控制。基本符合技术要求。

但是本电路也有不完 , 它只能单通道实现对多个设备的控制 , 即它不能同时控制两个或者两个以上的设备。

在设计过程中,通过大量的查阅资料,认真研究材料,对单片机有了更为深刻的理解,在设计软件时,须仔细的分析硬件电路,画出程序流程图,培养了我的耐性和刻苦钻研的精神。

参考文献

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[7] 何立民 . 单片机应用系统设计——系统配置与接口技术,第 2 版,北京航空航天大学出版社, 1995 , P31-175.

附录:

接收程序

51单片机课程设计

课程设计说明书
课程设计名称






学生姓名
指导教师
单片机原理及应用课程设计 电子信息工程 140405 20141329 李延琦 胡黄水
2016 年 12 月 26 日

课程设计任务书
课程设计 题目
酒精测试仪
起止日期
2016 年 12 月 26 日— 2017 年 1 月 6 日
设计地点
计算机科学与工程学 院单片机实验室 3409
设计任务及日程安排: 设计任务:分两部分: (一)、设计实现类:进行软、硬件设计,并上机编程、联线、调试、 实现; 1.电子钟的设计 2.交通灯的设计 3.温度计的设计 4.点阵显示 5.电机调速 6.电子音乐发声(自己选曲) 7.键盘液晶显示系统 (二)、应用系统设计类:不须上机,查资料完成软、硬件设计画图。 查资料选定题目。 说明:第 1--7 题任选其二即可。(二)里题目自拟。 日程安排: 本次设计共二周时间,日程安排如下: 第 1 天:查阅资料,确定题目。 第 2--4 天:进实验室做实验,连接硬件并编写程序作相关的模块实验。 第 5--7 天:编写程序,并调试通过。观察及总结硬件实验现象和结果。 第 8--9 天:整理资料,撰写课程设计报告,准备答辩。 第 10 天:上交课程设计报告,答辩。 设计报告要求:
1. 设计报告里有两个内容,自选题目内容+附录(实验内容),每 位同学独立完成。 2. 自选题目不须上机实现,要求能正确完成硬件电路和软件程序 设计。内容包括: 1) 设计题目、任务与要求 2)硬件框图与电路图 3) 软件及流程图 (a)主要模块流程图 (b)源程序清单与注释 4) 总结 5) 参考资料 6)附录 实验上机调试内容
注:此任务书由指导教师在课程设计前填写,发给学生做为本门课程设计 的依据。

基于51单片机课程设计

基于51单片机课程设计报告 院系:电子通信工程 团组:电子设计大赛1组 姓名: 指导老师:

目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)

一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分,在这里采用模块化结构,主要模块有:数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词:STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能: 不加热时实时显示时间,并可手动设置时间; 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度,范围在20~70度之间,打开开关后,根据设定温度与水温确定是否加热,及何时停止加热,可实时显示温度; 设定加热时间功能。限定烧水时间,加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警,并可实时显示温度。 2、系统设计的框架

本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括:电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度,单片机STC8951获取采集的温度值,经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值,再根据当前设定的温度上下限值,通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时,单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ,当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ,这里采用通过LED1和LED2取代!!! 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障,或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候,单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声,这里采用HLLED提示。

基于-89C51单片机的秒表课程设计汇本

《单片机技术》 课程设计报告 题目:基于MCU-51单片机的秒表设计班级: 学号: 姓名: 同组人员: 指导教师:王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日

目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (4) 2.2设计指标 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计容提要 (4) 3 课程设计报告容 (5) 3.1设计思路 (5) 3.2设计过程 (6) 3.3 程序流程及实验效果 (7) 3.4 实验效果 (16) 4 心得体会 (17)

基于MCS-51单片机的秒表设计 摘要:单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品,具有功耗低,安全性高,使用方便等优点。本次设计容为以8051 单片机为核心的秒表,它采用键盘输入,单片机技术控制。设计容以硬件电路设计,软件设计和PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示,在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节,课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课程的容,进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练,启发创新思维,使之具有独立单片机产品和科研的基本技能,是以培养学生综合运用所学知识的过程,是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求

80c51单片机交通灯课程设计报告1.pdf

80C51单片机交通灯课程设计报告 目录 第一章引言 (3) 第二章单片机概述 (4) 第三章芯片介绍 (6) 3.1AT89S51单片机介绍 (6) 3.1.1简介 (6) 3.1.2主要管脚介绍 (6) 3.274LS164介绍 (8) 3.3共阳数码管介绍 (8) 3.3.1分类简介 (8) 图3.3LED数码管引脚定义 (9) 3.3.2驱动方式 (9) 3.3.3主要参数 (10) 3.3.4应用范围 (10) 第四章系统硬件设计 (11) 4.1硬件设计要求 (11) 4.2硬件设计所用元器件 (11) 4.3硬件设计图 (11) 4.4设计流程图 (12) 第五章系统软件设计 (13) 5.1流程图 (13)

5.2程序设计 (14) 第六章结论 (16) 参考文献 (18)

第一章引言 在今天,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。 1914年,电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。 智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题.在城乡街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮,表示该条道路允许通行.交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化。 本文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化.分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。

本科毕业设计--基于51单片机的电子日历设计

成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计(论文) 论文题目:基于51单片机的电子日历设计 教学点:重庆科创职业学院 指导老师:张忠雨职称:讲师 学生姓名:聂燕学号: 2011700558 专业:应用电子技术 成都电子机械高等专科学校成教院制 2012 年 3 月 9 日

成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计(论文)任务书 题目:基于51单片机的电子日历设计 任务与要求: 通过单片机设计电子日历数码管正常显示阳历、阴历日期,显示的格式为年-月-日,利用外部按键的操作实现阳历和阴历之间的 转换,实现阴历和阳历显示的暂停、运行等功能。 时间:2011年12月15日至2012 年3月15日共12 周教学点:重庆科创职业学院 学生姓名:聂燕学号:2011700558 专业:应用电子技术 指导单位或教研室: 指导教师:张忠雨职称:讲师 成都电子机械高等专科学校成教院制

毕业设计(论文)进度计划表

摘要 设计以单片机AT89C51为核心部件的电子日历,利用74LS245作为驱动器,74LS138作为译码器使用,六个七段数码管均采用共阴极的方式,P0口作为段选码输出口,P2口作为位选码输出口。 本次设计的题目是基于单片机的电子日历设计,可以正常的显示年、月、日,还可以利用外部按键实现阴历和阳历之间的转换以及暂停等功能。电子日历具有性能稳定、精确度高、成本低、易于产品化,以及方便、实用等特点。适用于家庭、公司、机关等众多场所。为人们的日常生活、出行安排提供了方便,成为人们日常生活中不可缺少的一部分。 本次设计可分为两部分:硬件系统、软件系统。 硬件系统包括:AT89S51单片机、74LS245驱动器、74LS138译码器、RC复位电路、+5V直流电源电路、去抖电路、动态显示扫描电路。 软件系统主要有单片机的编程构成。 关键词:单片机,日历,位码,段码,显示

单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计

单片机课程设计报告 题目:温度监控系统设计 学院:能源与动力工程学院 专业:测控技术与仪器专业 班级: 2班 成员:魏振杰 二〇一五年十二月

一、引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同;产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同,因而,对温度的测控方法多种多样。 随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术,也便随之而生,并得到日益发展和完善,越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合,应用性比较强,本系统可以作为仓库温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统,以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测,利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便,控制灵活等优点。 本设计系统包括单片机,温度采集模块,显示模块,按键控制模块,报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控,完成了课题所有要求。 二、实验目的和要求 2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。 2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。 三、方案设计

基于51单片机简易电子琴的课程设计

基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物,属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此,单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色,单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,它已经溶入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件,设计一个电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有8个按键,和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析,并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图,主要芯片,个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的,而每个音阶对应着不同的频率,这样我们就可以利用不同的频率的组合,构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便,我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号,因此,我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键,能够发出7个不同的音调,而且有一个按键可以自动播放歌曲,要求按键按下时发声,松开延时一小段时间,中间再按别的键则发另外一音调的声音,当系统扫描到键盘按下,则快速检测出是哪一个按键被按下,然后单片机的定时器启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下,则启动中断系统。前面的发音停止,转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成,它几乎不存在噪声,音响效果较好,而且由于所需驱动功率较小,且价格低廉,所以,被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块

(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点

(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点 编辑整理: 尊敬的读者朋友们: 这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。 本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点的全部内容。

华北水利水电学院 基于C51单片机 交通灯课程设计实验报告 姓名:田坤 班级:125 专业:电子信息科学与技术 指导老师:辛艳辉刘明堂 2013年1月16日 摘要 近年来,随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,正在不断的应用到实际生活中,并且根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。 十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊.那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MCS-51系列单片机STC89C51为中心器件来设计交通灯控制器,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题.系统具

有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。 关键词:交通灯 单片机 数码管 一 。总体设计思路 1.1设计目的及思路 设计目的 了解交通灯管理的基本工作原理,熟练掌握STC89C51的工作原理和应用编程,熟悉STC89C51单片机并行接口的各种工作方式和应用,并了解计数器/定时器的工作方式和应用编程外部中断的方法,掌握多位LED 显示问题的解决。 设计思路 (1)分析目前交通路口的基本控制技术,提出自己的交通控制的初步方案。 (2)确定系统交通控制的总体设计,增加了倒计时显示提示。 (3)进行显示电路。 (4)进行软件系统的设计。 1。2 实际交通灯显示时序及状态转换的理论分析 图1所示为红绿灯转换的状态图。 图1 红绿灯状态转换图 表1 十字路口指示灯燃 亮方 S1 S4 S3 S2

基于51单片机课程设计报告

单片机课程设计 课题:基于51单片机的交通灯设计 专业:机械设计制造及其自动化 学号: 指导教师:邵添 设计日期:2017/12/18 成绩: 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告

一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计,所采用的主要元件有传感器DS18B20,单片机AT89C52,,四位共阴极数码管一个,电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口,测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差,为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分,主控制器,LED显示部分,传感器部分,复位部分,按键设置部分,时钟电路。主控制器即单片机部分,用于存储程序和控制电路;LED显示部分是指四位共阴极数码管,用来显示温度;传感器部分,即温度传感器,用来采集温度,进行温度转换;复位部分,即复位电路,按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是,传感器采集到外部环境的温度,并进行转换后传到单片机,经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 (1).利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 (2).利用数码管实时显示温度。 (3).当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警,LED闪烁指示。 (4).能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一:由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下:

单片机课程设计题目..(DOC)

单片机课程设计题目 1 基于单片机的数字电压表设计 2 基于单片机的智能电压表设计(温度检测器) 3 基于单片机的智能船模设计 4 基于单片机的电梯控制模型设计 5 基于单片机的水位控制系统设计(STC89—51型) 6 基于单片机的多路数据采集系统设计 7 基于单片机的8路抢答器设计 9 基于单片机的数字温度计设计 10 基于单片机的智能小车设计 11 基于单片机的数字温度计设计 12 基于单片机的遥控器设计 13 基于单片机的串行通信发射机设计 14 基于单片机的简易智能电动车设计 15 基于单片机的太阳能热水器控制器设计 16 基于单片机的太阳能热水器控制器设计 17 MCS-51单片机温度控制系统的设计 18 直流电动机的转速检测与脉宽调速 19 基于单片机的智能机器人的设计 20 基于单片机的简易无线竞赛系统的设计 21 基于单片机的车辆闯红灯监控系统设计(89C51) 22 基于单片机控制的井下瓦斯监控系统设计 23 基于单片机的煤气泄漏检测报警装置设计 24 基于单片机的井式渗碳炉控制系统设计 25 基于单片机的蔬菜大棚温湿度智能控制系统设计 26 基于单片机的电子钟设计 27 基于单片机的电力线载波节电群控设计 28 基于单片机的液位控制器设计

29 基于单片机的串行通信发射机设计 30 基于单片机的智能八路抢答器设计 32 基于单片机的水位监控器设计(STC12C2052AD) 32 基于单片机的点阵电子显示屏设计 33 基于单片机的智能温度控制系统设计 34 基于单片机的智能时钟控制器设计 35 基于单片机的智能温控系统设计 36 基于单片机的智能寻迹避障小车设计 37 基于单片机的家用太阳能热水器控制器设计 38 基于单片机的新型抢答计分器设计 39 基于单片机的热敏电阻测温系统设计 40 基于单片机的林火监测系统-飞艇姿态控制系统设计 41 基于单片机的人性化时钟控制器设计 42 基于单片机的智能型电话远程遥控器设计 43 基于单片机的远程通讯控制器设计 45 基于单片机的智能水位控制器设计 46 基于单片机的水位控制系统设计 47 基于单片机的智能电动小车设计 48 基于单片机的数码电子时钟设计 49 -基于单片机的数控直流电源设计 50 基于单片机的交通灯控制器设计 51 基于单片机的数字温度计设计(STC89C51) 52 基于单片机的智能小车设计 53 基于单片机的温度控制器设计 54 基于单片机的串行通信发射机设计(版本3) 55 基于单片机的温度控制系统设计(版本1) 56 基于单片机的交通灯控制系统设计 D58-基于单片机的电子万年历设计 D59-基于单片机的水位控制器设计 D60-基于单片机的水位控制系统设计(版本2)

基于51单片机的电子琴设计课程设计

目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容,它在陶冶情操、提高素养、开发智力,特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来,我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩,探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今,电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面,它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间:瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法;瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施,这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室,让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中,电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表,体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性,以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求,都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格,对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育,更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前,市场上的电子琴可谓琳琅满目,功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心,设计并制作的电子琴系统运行稳定,其优点是硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠、性价比较高等,具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一台电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能:音乐自动播放、电子琴弹奏。关于声音的处理,使用单片机C语言,利用定时器来控制频率,而每个音符的符号只是存在自定义的表中。

单片机课程设计题目

1.电子秒表设计:设计一个4位LED数码显示“秒表”,显示时间为00.00~99.99秒,每0.01 秒自动加一。另设计一个“开始”按键和一个“复位”按键。(2人) 2.简易4位(0—9999)计算器(+、-、*、/、四种运算)设计:设计一个能实现0-9整数 加法运算的计算器,利用LCD显示。键盘包括0-9及“+、-、*、/”和“=”及“清除” 16个按键。(除法应保留足够的的小数,满足共4位的显示)要有错误显示Err。(2人) 3.频率数显表:设计一个能实现对脉冲频率测量显示的电路。输入频率范围(0-10k),显 示为xxx.xx,用两个指示灯指示显示数字的单位,Hz和KHz两档,根据输入频率自动切换显示档。(脉冲信号是由外部信号发生器提供)(2人) 4.信号灯控制系统:南北线有红黄绿三只信号灯,东西线有红黄绿三只信号灯。 要求:(闪烁3次,每次亮灭时间各1s)时序要求如下(原始状态) 设计一个递增键和一个递减键,用于调节功能键选定的方向的绿灯时间,时间范围(10s-50s),每次以0.5S为增量。(2人) 5.简易电子时钟:用4位LED数码管分别显示小时数分钟和秒数,两个按键,一个为功能 键,用于切换显示界面(两个显示界面,一个是小时分钟,一个是秒数)长按此键3S 进入当前界面的参数修改界面。另一个按键用于参数修改(参数递增或递减),长按此键3s退参数修改,时间要求用单片机自带的定时器得到。(2人) 6.智能电子钟(LCD显示):以A T89C51单片机为核心,制作一个LCD显示的智能电子 钟:(1) 计时:秒、分、时、天、周、月、年。(2) 闰年自动判别。(3) 五路定时输出,可任意关断(最大可到16路)。(4) 时间、月、日交替显示。(5) 自定任意时刻自动开/关屏。(6) 计时精度:误差≤1秒/月(具有微调设置)。(7) 键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功能均由功能键K1、K2完成。采用时钟芯片DS1302进行制作 7.多路报警器设计。用AT89C51单片机设计报警系统,用16个开关模拟报警点,当有 开关闭合时,用P1.0产生方波信号驱动蜂鸣器作为报警信号,同时用2位数码管显示报警点(即是第几个开关)。(2人) 8.简易数字电压表设计。利用单片机AT89S51与AD设计一个数字电压表,能够测量0- 36V之间的直流电压值,用LCE显示(根据测量精度,自定显示的位数)。(2人) 9.波形发生器。三种信号:正弦波、方波、三角波。利用DA转换器设计一波形发生器,

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单片机课程设计报告 题目: 基于51单片机发光牌与伴奏音乐系统 专业班级机械111班 姓名 学号

一、设计目的 (一)、以AT89C51单片机为主体,设计一个有伴奏音乐的发光牌。 1、功能 放光牌用数码管显示,分别按顺序显示出“2”、“0”、“1”、“3”的数字样。而且不断的循环从左到右显示。同时还伴有歌名为“同一首歌”的旋律。 发光牌由数码管进行设置,歌声的旋律则由蜂鸣器来实现。 2、效果 即数码管为发光牌,同时伴有歌声 发光牌效果图可如下

二、硬件系统 AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机,具有丰富的内部资源:4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口,具有4.25~5.50V的电压工作范围和0~24MHz工作频率,使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。 (1)、硬件总电路图如下 其中AT89C51单片机的设置如下 选择12MH的晶振,该单片机选用24V的电压。其中电路图中的7447芯片中的A,B,C,D,E,F,G 引脚是引出来用来分别接四个数码管的。其中低电平代表通电,其数码管的0~9的数字代码如下: 0X01、0X12、0X24、0X38、0X41、0X52、 0X64、0X78、0X81、0X92. 并通过p2.0、p2.1、p2.2、p2.3引脚分别来控制四个数码管的得电顺序。从而实现发光牌的设置和控制。 、对蜂鸣器的控制的电路介绍)2(. 为般是指时钟电路引脚、其中XTAL1XTAL2在片内它是振荡器反相放大器的

输接外部晶振和微调电容的一端,TAL1:X入;若使用外部时钟时,该引脚必 须接地。在片内它是振荡器反相放大器的:接外部晶振和微调电容的另一端,XTAL2 输出;若使用外部时钟时,该引脚接外部时钟的输入端。利用这两个引脚可以对歌曲的节奏和时间进行控制。从而演奏蜂鸣器可根据不同代码发出声音。其中歌曲的谱音可用代码表示,出“同一首歌”的旋律。三、软件系统protues,仿真用软件软件编程序用keil软件其中控制歌曲播放的流程图如下 开始 定义晶振频率 12000000HZ

(完整word版)51单片机课程设计实验报告

51单片机课程设计报告 学院: 专业班级: 姓名: 指导教师: 设计时间:

51单片机课程设计 一、设计任务与要求 1.任务:制作并调试51单片机学习板 2.要求: (1)了解并能识别学习板上的各种元器件,会读元器件标示; (2)会看电路原理图; (3)制作51单片机学习板; (4)学会使用Keil C软件下载调试程序; 用调试程序将51单片机学习板调试成功。 二、总原理图及元器件清单 1.总原理图 2.元件清单 三、模块电路分析 1. 最小系统: 单片机最小系统电路分为振荡电路和复位电路, 振荡电路选用12MHz 高精度晶振, 振荡电容选用22p和30p 独石电容;

图 1 图 2 复位电路使用RC 电路,使用普通的电解电容与金属膜电阻即可; 图 3 当单片机上电瞬间由于电容电压不能突变会使电容两边的电位相同,此时RST 为高电平,之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电,放完电时RST 为低电平。正常工作为低电平,高电平复位。 2. 显示模块: 分析发光二极管显示电路: 图 4 发光二极管显示电路分析:它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能,常简写为

LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,产生自发辐射的荧光。图中一共有五个发光二极管其中一个为电源指示灯,当学习板通电时会发光以指示状态。其余四个为功能状态指示灯,实际作用与学习板有关 分析数码管显示电路 图 5 数码管显示电路分析:数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,图中所用为八段数码管(比七段管多了一个小数点显示位),按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管.共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。数码管主要用来显示经电路板处理后的程序的运行结果。图中使用了八个八段数码管,可以显示八个0-15的数字。使用数码管可以直观的得到程序运行所显示的结果.也可以显示预置在学习板上的程序,主要通过16个开关来控制。 四、硬件调试 1、是否短路 用万用表检查P2两端是短路。电阻为0,则短路,电阻为一适值,电路正常。 2、焊接顺序 焊接的顺序很重要,按功能划分的器件进行焊接,顺序是功能部件的焊接--调试--另一功能部件的焊接,这样容易找到问题的所在。 3、器件功能 1)检查原理图连接是否正确 2)检查原理图与PCB图是否一致 3)检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致 4)用万用表检查是否有虚焊,引脚短路现象 5)查询器件的DATASHEET,分析一下时序是否一致,同时分析一下命令字是否正确 6)通过示波器对芯片各个引脚进行检查,检查地址线是否有信号的 7)飞线。用别的的口线进行控制,看看能不能对其进行正常操作,多试验,才能找到问题出现在什么地方。 1、详细描述硬件安装过程中出现的故障现象,并作故障分析,及解决方法。 六、软件调试

单片机课程设计题目11级1

题目1 电子时钟(LCD显示) 设计要求 以AT89C51单片机为核心的时钟,在LCD显示器上显示当前的时间: ●使用字符型LCD显示器显示当前时间。 ●显示格式为“时时:分分:秒秒”。 ●用4个功能键操作来设置当前时间,4个功能键接在P1.0~P1.3引 脚上。 功能键K1~K4功能如下。 ●K1—进入设置现在的时间。 ●K2—设置小时。 ●K3—设置分钟。 ●K4—确认完成设置。 程序执行后工作指示灯LED闪动,表示程序开始执行,LCD显示“00:00:00”,然后开始计时。 题目2 基于数字温度传感器的数字温度计 设计要求 利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为?55℃~125℃,精确到0.5℃。所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。 题目3 十字路口交通灯控制 设计要求 设计一个十字路口交通灯控制器。用单片机控制LED模拟交通灯。东西

向通行时间为80s,南北向通行时间为60s,缓冲时间为3s。 本项目为典型的LED显示和中断定时电路。利用定时器T0产生每10ms 一次的中断,每100次中断为1s。对两个方向分别显示红、绿、黄灯,并显示相应的剩余时间。值得注意的是,A方向红灯时间=B方向绿灯时间+黄灯缓冲时间。 题目4 节日彩灯控制器的设计 设计要求 以单片机为核心,设计一个LED显示的节日彩灯控制器,P1.2~P1.5引脚上接有4个按键,4个按键的各自的功能如下: ●P1.2—开始键,按此键则灯开始流动(由上而下)。 ●P1.3—停止键,按此键则停止流动,所有灯为暗。 ●P1.4—上,按此键则灯由上向下流动。 ●P1.5—下,按此键则灯由下向上流动。 本题目本质上是由按键控制功能的流水灯,LED工作的方式通过键盘的扫描实现。其中的LED采取共阳极接法,通过依次向连接LED的I/O口送出低电平,即可实现所要求的功能。 题目5 数字音乐盒的设计 设计要求 以单片机为核心,设计一个数字音乐盒: 利用I/O口产生一定频率的方波,驱动蜂鸣器,发出不同的音调,从而演奏乐曲(最少3首乐曲,每首不少于30s)。采用LCD显示信息。开机时有英文欢迎提示字符,播放时显示歌曲序号(或名称)。可通过功能键选择乐曲、暂停、播放。 题目6 单片机控制步进电机 设计要求

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计,可以完成计 算器的键盘输入,进行加、减、3位无符号数字的简单运算,并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑,首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机,输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计,再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析,针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现,最终选用KEIL公司的μVision3软件,采用汇编语言进行编程,并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后,我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用,但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚,实际动手能力不够,因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论,还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计,使所学的知识更深一层的理解,十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件,编写和调试,最后仿真用户程序,来加深对单片机的认识,充分发挥学生的个人创新能力,并提高学生对单片机的兴趣,同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词:单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告

单片机课程设计报告 单 片 机 秒 表 系 统 课 程 设 计 班级: 课程名称:秒表设计 成员: 实训地点:北校机房 实训时间:6月4日至6月15日

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2所需元器件 3 程序编写流程及课程设计效果 3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C51设计一个4位LED数码显示“秒表”,显示时间为000.0~9分59.9秒,每10毫秒自动加一,每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键(即清零),一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决几个主要问题,一是有关单片机定时器的使用;二是如何实现LED的动态扫描显示;三是如何对键盘输入进行编程;四是如何进行安装调试。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有三个开关按键:其中key1按键按下去时开始计时,即秒表开始键,key2按键按下去时数码管清零,复位为“00.00”. key3按键按下去时数码管暂停。 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握,对单片机课程的 应用进一步的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来,对程序进行编辑,校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理,设计简单的计时器系统, 拥有正确的计时、暂停、清零,并同时可以用数码管显示,在现实生活中应用广泛,具有现实意义 1.2课程设计思路及描述

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告.

这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系:12级物信系 班别:光信息科学与技术7班 课程名称:秒表设计 姓名:龚俊才欧一景 学号:1210407033 1210407041 指导老师:张涛 2011.12.23

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”,显示时间为 00.00~99.99秒,每10毫秒自动加一,每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键(即清零),一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题,一是有关单片机定时器的使用;二是如何实现LED 的动态扫描显示;三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键:其中key1按键按下去时开始计时,即秒表开始键(同时也用作暂停键),key2按键按下去时数码管清零,复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握,对单片机课程的应用进一步 的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来,对程序进行编辑,校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理,设计简单的计时器系统,拥有正确的 计时、暂停、清零,并同时可以用数码管显示,在现实生活中应用广泛,具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051,七段数码管,89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件(Keil uvision2)。

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