无线遥控流水灯范例.docx
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无线遥控流水灯范例.docx
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无线遥控流水灯范例
设计(论文)题目:
多路无线遥控玩具
系别:
电子工程系
专业:
电子信息工程技术
班级:
********
姓名:
***
学号:
********
指导老师:
***
完成时间:
11年4月
多路无线遥控玩具
摘要:
随着科学技术的不断发展,玩具的种类越来越多,儿童对于玩具的要求也越来越高,尤其是智能化的玩具。
因此无线遥控玩具的设计系统成为了本课题研究的的目标。
本次的设计是多路无线遥控技术与单片机的结合,利用315Mhz的无线遥控技术实现对单片机流水灯以及音乐的控制。
本设计最终在我们的共同能力下成功的完成了。
关键词:
单片机;pt22622272解码芯片;无线遥控;流水灯;C语言;
第1章绪论
随着科学技术的飞速发展。
人类社会发生了翻天覆地的变化,使我们的生活变得更加丰富多彩,在这些变化中,遥控技术已经广泛的渗透到各个领域 随着社会的不断发展,智能设备的不断出现,遥控器的运用越来越广泛。
无线遥控器由于控制距离远,抗干扰性强,已越来越多的出现在生活的各个方面。
随着电子技术的飞速发展,新型大规模遥控集成电路的不断出现,使得遥控技术有了日新月异的发展。
遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机,智能化程度大大提高。
近年来,遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。
在无线遥控领域,目前常用的遥控方式主要有超声波遥控、红外线遥控、无线电遥控等。
由于无线电波是由发射点向四面八方传播,可以穿过阻挡物,而且可以传播到很远的距离,因此它的控制可以在很大区域和空间内实现,成为遥控的主要方式,在国防、军事、生产、建设和日常生活中有极广泛的应用。
为此,在前人研究的基础上设计出了一种集成芯片无线电遥控多通道开关系统的设计方法。
研究表明,采用该方法设计的遥控开关系统控制方便,适用于无线多路遥控发射、接收系统。
对于无线遥控技术,当前基本上通过以下几种方式实现:
红外线遥控方式,无线电遥控方式,超声波遥控方式和声音遥控方式。
红外技术出现比较早,成本低,价格也具有优势。
红外遥控具有以下优点:
控制内容多,抗干扰能力比较强,不会发生任何误动作;响应速度快,不会对其他电器产生干扰从而影响用户使用;体积小,成本低,功耗小,与其他方式比可以降低功耗90%。
但是他的缺点也很明显,在使用中需要保证遥控发射器和遥控接收设备处与一定的角度范围,中间不能有任何物品,否则就会阻挡红外线的传输,因为红外线不能穿越砖瓦水泥砌筑的墙体,这在日常使用中经常会造成不便,毕竟用户不希望只能在一定的角度范围内才能对对象进行操作,之外红外线方式也容易受到外界干扰。
超声波遥控方式中的超声传感器频带窄,能携带的信息量少,易于受干扰而引起误动作,同时该种方式作用距离短,通用性强可以互换因而不适合在灯具遥控中运用。
声音遥控方式通用性强,作用距离短,声音携带的信息量少,易受干扰而引起误动,它适合于像声控电灯开关的场合。
无线电作为新一代的信息传送方式,具有绕射和穿透特性,只要在有效工作范围之内,无线设备就可以不受角度,方向和障碍物的限制而自由使用。
并且采用特定的编码解码技术可以防止无线电波的互相干扰,抗干扰能力强。
第2章系统的设计与方案
2.1设计背景
每个小朋友都喜欢玩具,小时候我好想有一个既好玩又好看的玩具。
可是却没有,它一直是个遗憾,藏在我心里,随着年龄的增长,玩具已经离开我们的视线,上大学了,我选择了电子,我们接触了很多电子方面的知识。
这时我把目光放到了毕业设计上,弥补一下自己儿时的遗憾,设计一款自己的玩具。
经过维持两天的市场调研,我们看到市场上有很多无线遥控玩具,考虑到价格与功能,基于单片机课程设计,我们想到了把无线技术利用到单片机上去,经过很长时间的努力,我们终于成功的设计出一款玩具,他是利用无线遥控器控制流水灯与音乐的播放。
单片机具有一些突出的优点:
体积小、重量轻、电源单一、功耗低;功能强、价格低;数据大都在单片机内部传送,运行速度快、抗干扰能力强、可靠性高。
而无线遥控器控制距离远,抗干扰性强,已越来越多的出现在生活的各个方面。
所以得到了我们组员的认同。
2.2系统的功能
无线多路遥控玩具:
(1)实现了花样流水灯的功能,八路流水灯循环点亮。
(2)它完美的利用了废旧的音乐芯片,使音乐芯片可以再次使用。
(3)它利用了现在我们即熟悉又陌生的多路无线遥控技术。
(4)同时它是三者完美的结合体。
(5)遥控原理是当无线遥控器的某个按键按下时,由单片机判断是否有按键发生并检测出键值。
单片机根据检测到的键值发出相应的码值,无线发射器负责将按键信号以编码的形式在315MHz的频率上发射出去。
无线接收器接收并放大发射信号同时解调出TTL电平信号送至单片机进行处理,单片机通过比较和识别接收来的无线遥控编码便可执行相应的遥控功能。
2.3设计的方案。
2.3.1单片机型号选择—AT89C51
根据我们系统的需求,以及优缺点,AT89C51能够达到设计的要求。
因此选择AT89C51。
AT89C51是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes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,功能强大的AT89C51单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
2.3.2无线遥控的确认
对于无线遥控技术,当前基本上通过以下几种方式实现:
红外线遥控方式,无线电遥控方式,超声波遥控方式和声音遥控方式。
红外线遥控方式,在使用中需要保证遥控发射器和遥控接收设备处与一定的角度范围,中间不能有任何物品,否则就会阻挡红外线的传输,之外红外线方式也容易受到外界干扰。
超声波遥控方式中的超声传感器频带窄,能携带的信息量少,易于受干扰而引起误动作,同时该种方式作用距离短,通用性强可以互换因而不适合在灯具遥控中。
运用声音遥控方式通用性强,作用距离短,声音携带的信息量少,易受干扰而引起误动,它适合于像声控电灯开关的场合。
无线电作为新一代的信息传送方式,具有绕射和穿透特性,只要在有效工作范围之内,无线设备就可以不受角度,方向和障碍物的限制而自由使用。
并且采用特定的编码解码技术可以防止无线电波的互相干扰,抗干扰能力强。
所以我们选择了无线电遥控技术。
2.3.3单片机课程设计的延伸
由于我们单片机课程设计的是流水灯,在原有的基础上扩展,是我们能力的提升,同时它使我们能设计出更好的产品,也节约了我们大量不必要的时间。
第3章硬件设计
3.1单片机的概述
3.1.1单片机的发展史
单片机从出现至今,经历了四个发展阶段。
1)低性能单片机阶段:
以Intel公司的MCS—48单片机为代表,采用了单片机结构,内部资源包含8位CPU、定时/计数器。
并行I/O端口。
RAM和ROM等,主要用于工业领域。
2)高性能单片机阶段:
Intel公司的MCS—51单片机为代表,单片机带有串行口、位处理功能和16位地址线,寻址范围达到64KB,具有丰富的指令系统和完善的总线结构,功能单元的SFR(特殊功能寄存器)集中管理,应用范围涉及到各个领域,并得到一断改进和发展。
3)16位单片机阶段:
以及Intel公司的MCS—51单片机为代表,内部集成了测控系统的模数转换器(ADC)、程序运行监视器(WDT)、脉宽调制器(PWM)和高速I/O端口等,各项性能均有较大提高。
由于结构相对复杂,在简单系统中应用较少。
4)全面发展阶段:
如今单片机已成为各控制领域中普遍采用的智能化控制工具,小到玩具。
家电行业,大到车载、舰船电子系统,遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、金融电子、商业电子、办工自动化、军事领域、工业机器人和航空航天领域。
从高速、大寻址范围、强运算能力和多机通信能力通用型单片机,到小型廉价型、外围系统集成的专用型单片机,单片机的发展进入了百花齐放的时代,为用户的选择提供了空间。
3.1.2MCS-51单片机性能比较
经典系列——MCS-51单片机性能比较如表3.1。
表3.1MCS—51系列单片机的型号和性能表
型号
CPU
ROM
RAM
定时器/计数器
I/O口
中断源
8051
8031AH
8位
无
128B
2*16位
32
5
8051AH
8位
4KB
128B
2*16位
32
5
8051BH
8位
4KB
128B
2*16位
32
5
8751AH
8位
4KBEPROM
128B
2*16位
32
5
8751BH
8位
4KBEPROM
128B
2*16位
32
5
3.1.3MCS—51单片机内部结构
MCS—51单片机内部结构如图3-1所示。
图3-1
(1)中央处理器(CPU)
中央处理器是单片机的核心,完成运算和控制功能,MCS—51的CPU能处理8位二进制数或代码。
(2)内部数据存储器(内部RAM)
MCS—51单片机中共有256个RAM单元供用户使用(后128单元被专用寄存器占用),用于存放可读写的数据,简称内部RAM。
(3)内部程序存储器(内部ROM)
MCS —51单片机中共有容量为4KB的ROM,用于存放程序、原始数据或表格,简称内部ROM。
(4)定时器/计数器
MCS—51单片机中共有两个16位的定时器/计数器,实现定时或计数功能,并以定时或计数的结果对单片机进行控制。
(5)并行I/O口
MCS—51单片机共有4个8位的I/O口(P0、P1、P2和P3),实现数据的并行输入/输出。
(6)串行口
MCS—51单片机有一个全双工的串行口,实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。
(7)中断控制系统
MCS—51单片机的中断功能较强,有5个中断源(外部中断两个,定时/计数器、中断两个,串行中断一个),全部中断分为高级和低级两个优先级别。
(8)时钟电路
MCS—51单片机内部有时钟电路,但石英晶体和微调电容需外接。
时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列,系统的晶振频率一般为6MHz或12MHz。
3.2单片机最小系统
3.2.1AT89C51简介
由于AT89系列单片机所有的CPU核心均为8051技术,下面来介绍AT89系列单片机的性能和结构(如图3-2)。
AT89C51单片机的封装形式有双列直插封装(PDIP)方式对其引脚的主要功能简要说明如下:
1)主电源引脚
(1)VCC:
电源端。
图3-2
(2)GND:
接地端。
2)外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
(1)XTAL1:
接外部晶体一个引脚。
(2)XTAL2:
接外部晶体管的另一个引脚。
3)控制信号引脚
(1)ALE/PROG:
地址锁存允许/编程信号端。
当访问片外存储器时,该引脚信号为地址锁存信号ALE。
ALE的输出用于锁存地址的低8位字节。
即使不访问片外存储器,ALE端仍以不变的频率(此频率为振荡器频率的确良1/6)周期性地出现正脉冲信号。
因此,ALE也可用作对外输出时钟,或用于定时等目的。
(2)PSEN:
外部程序存储器读选通信号。
当单片机访问外部程序存储器时(取指令或常数),每个机器周期PSEN两次有效(即输出2个脉冲)。
当访问外部数据存储器时,将不出现PSEN信号。
(3)EA/Vpp:
外部程序存储器访问允许/编程电压输入端。
要使CPU只访问外部程序存储器(地址范围为0000H~FFFFH),则EA端必须保持低电平(接地)。
当EA端保持高电平(接Vcc端)时,CPU则执行内部程序存储器中的程序。
(4)RST:
复位信
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