毕业设计方案基于STCC单片机的步进电机控制新版专业系统设计和实现.doc

唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目：基于STC89C52单片机步进电机控制系统设计和实现 系 别： 信息工程系 班 级： 姓 名： 指 导 教 师： 6月10 日基于单片机步进电机控制系统设计和实现摘 要步进电机是一个纯粹数字控制电动机，是一个受电脉冲信号控制无刷式直流电动机，是现代定位驱动装置关键，广泛应用在机械、电力、纺织、电子、仪表、印刷和航空航天、船舶、兵器等国防工业等领域。基于单片机步进电机控制系统含有稳定度高、成本低、控制方便、应用范围广等特点。本系统是由STC89C52单片机关键处理模块，遥控器命令输入模块，ULN及28BYJ-48步进电机组成电机模块，12864液晶输出模块共同组成基于单片机步进电机控制系统。本设计以载波为38KHZ红外遥控器作为用户控制端，它功效是把用户命令转换为红外信号。红外信号由TL1838接收，它能够将光信号转换为电信号，并将其发送给微控制器STC89C52。STC89C52对电信号进行对应处理即可取得用户所发出指令，并依此来控制28BYJ48型四相八拍电机并以12864液晶作为目前状态显示器。用户能够对步进电机进行加速、减速、正转、反转控制。本步进电机控制系统含有精度高、运行稳定、控制方便、维护简单、应用范围广等特点。关键词：STC89C52 12864液晶 步进电机 红外遥控Design and Implementation of Stepper Motor Control System Based on MCUAbstractStepper motor is a kind of pure digital control motor and brushless dc motor controlled by electric pulse signal type. Stepper motor is the core of the modern orientation drive, widely used in machinery, electric power, textile, electronics, instruments, printing and aerospace, ships, weapons, and other areas of the defense industry, etc. The characteristics of the stepping motor control system based on single chip microcomputer include high stability, low cost, convenient control and wide application , etc.The stepper motor control system consists of core processor using the single chip processor, command input control module using IR remote control , display module using 12864 LCD and 28BYJ48 stepping motor module which using ULN as driver.The infrared remote control with carrier for 38 KHZ is used as the control end of the user, which can convert the users commands into the infrared signal. The TL1838 can receive the infrared signal and convert it into electrical signal, which input to tSTC89C52.The MCU can obtain instructions of users by processing the incoming signal and control stepping motor of the 28BYJ48 type, the current status can be shown by 12864 LCD. Users could control acceleration, deceleration, forward, inversion for the stepping motor. The features of the control system of stepper motor includes high precision, stable running, convenient control and simple maintenance and wide application, etc.Key word: MCU; 12864 LCD; Stepper Motor; Infrared remote control目 录1 引言12 总体设计方案22.1 系统设计原理22.2 总体设计框图23系统硬件模块组成33.1单片机控制模块33.1.1 STC89C52关键结构33.1.2 STC89C52功效特征描述33.1.3 时钟电路63.1.4复位电路63.2 步进电机模块73.2.1 步进电机介绍73.2.2步进电机结构83.2.3 28BYJ-48步进电机工作原理83.3 ULN芯片概述和特点93.4 红外线发射接收模块103.4.1 红外线遥控介绍103.4.2红外通信基础原理103.4.3 红外遥控发射系统123.4.4 红外遥控接收系统123.4.5 TL1838和单片机接口143.5 12864显示模块143.5.1 12864液晶特点143.5.2 12864液晶引脚说明153.5.3 12864液晶读写操作173.5.4 12864液晶控制指令173.5.5 12864液晶接口电路203.6 蜂鸣器模块203.6.1 蜂鸣器介绍203.6.2 蜂鸣器接口电路214 软件设计和调试224.1 主程序步骤图224.2程序设计思绪234.2.1 遥控器解码234.2.2 步进电机控制234.2.3 显示器控制244.2.4 蜂鸣器控制244.2.5 模块中通信245 编程和下载软件255.1 Keil软件255.2 STC-ISP下载软件266 硬件电路制作276.1 原理图绘制276.2 电路实现基础步骤277 结 论30谢 辞31参考文件32附 录331 引言步进电机是一个纯粹数字控制电动机，又称为阶跃电机或脉冲电机1。是一个转动速率和转动步数能够由脉冲数量和频率控制直流电机，也就是说这是一个转动速度和脉冲频率相一致同时电机。它是一个将电脉冲能量转换为机械能机制，这种方法使它转动每一个角度，每个角度占用时间全部由用户掌控。伴随科学技术迅猛发展，步进电机研究也抵达了新水准。定位驱动系统已完全由步进系统所主宰。在过去，大家认为步进系统在很多方面全部不及伺服系统，不过因为技术不停革新，材料不停升级优化和计算机技术不停成熟，使得步进控制系统在技术层面上迎来了崭新一页。定位驱动系统是处于不停发展状态，经历了步进系统、直流伺服系统、交流伺服系统等过程发展和过分，现在又回到了步进控制系统。定位驱动装置之所以再一次回到步进系统，是因为它能够将系统简化，维护很简单，它所组成开环控制系统是无需反馈，同时又能保持很高精度。所以现现在定位驱动装置大多是采取步进系统，这在未来几十年全部不会改变，这种由脉冲去控制转动方位，脉冲频率决定转动速度定位方法一定会在很大程度上决定着工业和生活中定位装置发展趋势。步进电机上述特点使得它广泛应用于冶金、机械、电力、纺织、电子、轻工、重工、电子、医疗、印刷和航空航天等国防工业等领域。举一个经典例子，数控机床在机械行业中有着举足轻重地位，而数控机床正常运转又是依靠步进电机，它关键就是步进电机系统。这种无需反馈开环系统决定了数控机床工作可靠、性能稳定、维护方便、加工迅捷特点，也使数控机床成为现在机床发展关键方向。在其它很多行业中，步进控制系统也发挥着举足轻重作用。比如我们在生活中常见有钟表、广告牌、绘图仪等，在生产中常见有印刷机器、纺织机、包装机械等。本设计关键是基于单片机步进电机控制系统，能够经过遥控器键盘设置期望步进电机转动状态，经过红外发射装置及接收装置，使单片机接收到用户需要控制命令，进行对应处理，使步进电机改变运动状态并在LCD显示器显示出来。本设计即使是理论上步进系统，并没有广泛应用于工业中定位装置和生产当中。不过伴随步进电机技术不停革新和电机身上所固有脉冲和角位移严格成正比特点，和红外遥控正确、迅捷、易于控制优势，步进电机对步进电机稳定、高效、正确控制，全部决定了基于单片机红外控制步进电机系统将在生活生产中迎来宽广市场。为了表现步进电机在生活生产中应用广泛性，本设计部分功效设定有一定针对性，能够具体表现出红外控制步进系统优越性能。2 总体设计方案2.1 系统设计原理单片机STC89C52是整个系统关键部分，经过对遥控器上键盘命令输入，经遥控器编码后发出红外信号，TL1838接收到信号并在单片机中解码。本文提出采取38KHZ遥控器为关键控制器件步进电机控制系统， 依据输出信号不一样能够控制步进电机转动状态，其中采取了28BYJ-48步进电机，以ULN为驱动芯片，并经过单片机程序控制和处理， 从而实现了步进电机状态控制及对应状态显示。本系统采取STC89C52单片机为关键处理器，遥控器为命令输入模块，由ULN及28BYJ-48步进电机组成转动模块、12864液晶输出模块共同组成基于单片机步进电机控制系统。2.2 总体设计框图本设计采取STC89C52单片机为关键处理器，利用载波为38KHZ遥控器为输入模块键盘输入模块，控制步进电机正转和反转，并以三种不一样速度进行转动，而且转动状态在12864液晶上显示。系统组成图2-1所表示。 步进 电机 ULNTL1838 单 片 机遥控器 蜂鸣器 12864液晶图2-1 系统框图由系统框图可知，遥控器和TL1838为输入装置，步进电机、12864液晶、蜂鸣器为输出装置，单片机为中心处理装置，ULN为驱动器。3系统硬件模块组成3.1单片机控制模块主控电路中，以单片机为主体，经过分析遥控输入指令，改变步进电机运行参数和显示参数。它是系统大脑。单片机（Micro Controller，又称微控制器）是在一块硅片上集成了多种部件微型机算计，这些部件包含中央处理器CPU、数据存贮器RAM、程序存贮器ROM、定时器/计数器和多个I/O接口电路3。3.1.1 STC89C52关键结构STC89C52是一个低功耗、高性能CMOS8位微控制器，含有 8K 在系统可编程Flash 存放器。在单芯片上，拥有灵巧8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效处理方案。 含有以下标准功效： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中止结构，全双工串行口4。3.1.2 STC89C52功效特征描述STC89C52是一个低功耗、高性能CMOS8位微控制器，含有8K 在系统可编程Flash 存放器。使用宏晶企业高密度非易失性存放器技术制造，和工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash许可程序存放器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效处理方案。STC89C52含有以下标准功效：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级中止结构、全双工串行口、片内晶振立即钟电路。另外，STC89C52 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，许可RAM、定时器/计数器、串口、中止继续工作。掉电保护方法下，RAM内容被保留，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下个中止或硬件复位为止5。STC89C52引脚结构图3-1所表示。 图3-1 STC89C52单片机引脚图 GND：接地。VCC：供电电压。P0口：P0口是一个8位漏极开路双向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放器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0含有内部上拉电阻。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。P1口：P1 口是一个含有内部上拉电阻8 位双向I/O 口，P1 输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时能够作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低引脚因为内部电阻原因，将输出电流。另外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2触发输入（P1.1/T2EX），在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。P2 口：P2 口是一个含有内部上拉电阻8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器。能驱动4个TTL 逻辑电平。P2口：P2口为一个内部上拉电阻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。并所以作为输入时，P2口管脚被外部拉低，将输出电流。这是因为内部上拉缘故。P2口当用于外部程序存放器或16位地址外部数据存放器进行存取时，P2口输出地址高八位。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放器进行读写时，P2口输出其特殊功效寄存器内容。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，因为外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是因为上拉缘故。 P3口也可作为AT89C51部分特殊功效口，如表3-1所表示。表3-1 P3口第二功效信道位第二功效说明P3.0RXD串行口输出P3.1TXD串行口输入P3.2INT0()外部中止0中止请求输入P3.3INTI()外部中止1中止请求输入P3.4T0计数器0计数输入P3.5T1计数器1计数输入P3.6WR()外部数据存放器写选通信号P3.7RD()外部数据存放器读选通信号RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存放器时，地址锁存许可输出电平用于锁存地址地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率1/6。所以它可用作对外部输出脉冲或用于定时目标。然而要注意是：每当用作外部数据存放器时，将跳过一个ALE脉冲。如想严禁ALE输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在实施MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。假如微处理器在外部实施状态ALE严禁，置位无效。 ：外部程序存放器选通信号。在由外部程序存放器取指期间，每个机器周期两次有效。但在访问外部数据存放器时，这两次有效信号将不出现。 /VPP：当保持低电平时，则在此期间外部程序存放器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存放器。注意加密方法1时，将内部锁定为RESET；当端保持高电平时，此间内部程序存放器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器输入及内部时钟工作电路输入。 XTAL2：来自反向振荡器输出。3.1.3 时钟电路STC89C52有内部时钟和外部时钟两种连接方法。设计中使用内部时钟，即在RXD和TXD两端并联晶振和合适电容。需要注意是并不是晶振有定时作用，而是经过和单片机内部高增益反相放大器连接，使它能够在一定频率下稳定震动，起到口令作用。其连接电路图3-2所表示。图3-2 时钟电路 在RXD和TXD引脚上并联晶振是系统定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。 时钟电路中选择晶振能够在1.224MHz之间选择，并联电容值可在530pF之间选择，为单片机提供了有序正确命令，是单片机正常运行前提。3.1.4复位电路AT89C52外围电路是必需有复位功效，通常分为自动复位和按键复位。设计使用是手动复位，电路原理是在一般RC复位电路基础上接一个有下拉电阻10K、上拉电容10f接VCC，电源由开关经串接1K限流电阻至复位脚（和上拉电容并联），上拉电容支路负责在“上电”瞬间实施复位；开关经过1K上拉电阻和10K下拉电阻分压器，确保对单片机实施按键电平复位6。电路图图3-3所表示。图3-3 复位电路复位能够对单片机初始化。其关键功效是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始实施程序7。复位通常有两种作用，一个是在进入系统时要正常初始化，另一个是程序可能会出现错误，运行混乱，是系统处于死锁状态，为了处理这种困境，通常采取复位方法。3.2 步进电机模块3.2.1 步进电机介绍人类社会进入自动化时代今天，传统电动机功效已不能满足多种运动控制系统要求。为了适应这些要求，发展了一系列新含有控制功效电动机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛一类便是步进电机。从发展趋一直讲，步进电机已经能和直流电动机，异步电动机，和同时电动机并列，成为电动机一个基础类型，步进电机己成为除直流电动机和交流电动机以外第三类电动机。步进电机是电动脉冲信号为角位移或线位移开环步进电机控制元件块。步进电机对于其它种类电机优势是在非超载情况下,电机运动状态如电动机转速、停止位置很稳定，能够完全在用户掌控之中，负载改变，在恶劣环境下全部不会对它产生影响，这取决于它控制方法和众不一样。步进电机转动圈数完全取决于给它脉冲数量，它转动速度又完全取决于脉冲频率。只要给步进电机一个脉冲，就会驱动电机在旋转方向上转动一个固定角度，称为“步进角”，旋转角度是固定一步一步操作8。所以它可操作性很优越，不过步进电机转动速度是比较慢，伴随科技发展，这种缺点也在逐步改善。步进电机实物图图3-4所表示。图3-4 28BYJ48型四相八拍电机本设计选择28BYJ-48步进电机作为设计对象，步进电机28BYJ48型四相八拍电机，电压为DC5VDC12V。使步进电机连续转动方法是不停供给控制脉冲。每个脉冲全部对应步进电机某一项或两项绕组，当它通电状态改变时对应转子就会转过一定角度， 这个角度叫做步距角。通电状态改变一个周期时转子所转角度成为齿距。四相步进电机能够在不一样通电方法下运行，常见通电方法有单（单相绕组通电）四拍（A-B-C-D-A），双（双相绕组通电）四拍（AB-BC-CD-DA-AB），八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）。3.2.2步进电机结构步进电机有转子和定子两部分，在电流作用下，定子和转子相互作用，使得电机不停转动。28BYJ-48步进电机定子是由硅钢片叠成，定子上有8大磁极，每2个相正确磁极（N，S）组成一对，共有4对，图3-5所表示。定子齿有个励磁绕阻，其几何轴线依次分别和转子齿轴线错开。 0、1/4、2/4、3/4（相邻两转子齿轴线间距离为齿距以表示），即A和齿1相对齐，B和齿2向右错开1/4，C和齿3向右错开1/2，D和齿4向右错开3/4。而转子是由软磁材料制成，其外表面也均匀地分布着小齿,和定子上小齿相同，而且小齿大小相同，间距相同。3.2.3 28BYJ-48步进电机工作原理步进电机是一个将电脉冲转换为角位移实施机构，步进电机转动圈数完全取决于给它脉冲数量，它转动速度又完全取决于脉冲频率。只要给步进电机一个脉冲，就会驱动电机在旋转方向上转动一个固定角度,能够经过电脉冲个数来控制角偏移量，从而达成正确定位目标，同时能够经过控制脉冲频率，来控制电机转动速度和加速度，从而达成调速目标。本设计选择28BYJ-48步进电机作为设计对象，其原理图如3-5所表示。图3-5 步进电机接线示意图在图中能够看到附在周围是定子，在中间是转子。定子作用是产生一个电磁场，这个电磁场和转子磁场能够产生一个扭力9，使得步进电机转动。不过定子电磁场是不能和转子磁场在同一直线。使步进电机不停转动前提是定子磁场不停变换，这个变换是经过一次改变绕组磁场，一直是定子和转子磁场产生错位，促进步进电机稳定转动。而改变磁场切换时间间隔，就能够控制步进电机速度了，这就是步进电机驱动原理。因为单片机驱动电流较小，不能直接用来驱动步进电机，优势不能充足展现，所以通常全部是使用ULN达林顿阵列驱动，能够为步进电机提供较大扭力，使电机稳定工作。3.3 ULN芯片概述和特点ULN芯片是高耐压、大电流达林顿阵列，由7组达林顿晶体管阵列和对应电阻网络和钳位二极管网络组成，含有同时驱动7组负载能力，为单片双极型大功率高速集成电路10。因为步进电机并不是简单转动，它要带动不一样负载，完成不一样工作，所以需要产生较大扭力，又因为直接使用三极管驱动局限和功率电子电路大多要求含有大电流输出能力，所以步进电机驱动通常使用ULN。ULN芯片高压大电流达林顿晶体管阵列产品属于可控大功率器件功率驱动电路，可控大功率驱动器件驱动电路是功率电子设备输出电路一个关键组成部分。具体电路图图3-6所表示。图3-6 ULN接线示意图ULN实际上只是一个放大电路，用来放大电流，对于实际逻辑控制没有任何作用。假如没有这个芯片电机也会转动，只是转动扭力会受很大影响，制约步进电机性能。3.4 红外线发射接收模块3.4.1 红外线遥控介绍红外线是太阳光线中众多不可见光线中一个，在太阳光中就包含着红外线。由德国科学家霍胥尔于18发觉，又称为红外热辐射。大家不知道红外线和紫外线等不可见光线或红光等可见光线产生区分，它们最大区分是波长不一样，波长是震荡频率结果。人眼能够识别可见光种类为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，波长是从长到短排列。其中红光波长范围为0.620.76um；紫光波长范围为0.380.46。比紫光波长还要短光叫紫外线，比红光波长还要长光叫红外线。红外线遥控技术就是利用波长为0.761.5m之间近红外线来传送控制信号。红外线是我们最常见一个不可见光线，家用电器遥控器基础上全部是使用红外线。有一个很有趣特点，当按下遥控器键盘时，我们看不到红外发射头发出光线，不过假如我们用摄影机来对着红外发射头，按下键盘时，在相机中我们能够观察到它发出了亮光。红外遥控特点是造价较低，适合市场推广，各类家庭用户使用。编解码较轻易，不会因为程序电路复杂性而常常出现故障。它由32位码长，4段码，经过用户码不一样区分开了不一样产品不一样遥控，以免相互干扰，不影响周围环境、不干扰其它电器设备。还有一个关键原因，红外线不会对人体造成伤害，发射接收距离较长，方便用户使用。通常在10米以内能够灵敏接收。3.4.2红外通信基础原理 通信控制系统大多是由发射和接收两部分组成，红外通信也不例外。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用红外一体化接收头进行接收，二者联合组成了红外通信系统。红外通信基础原理是：发送端将基带二进制信号调制为一系列脉冲串信号（载波信号），经过红外发射管发射红外信号。红外信号由接收端转换成电信号，并对其进行放大、滤波等处理，还原成二进制数字信号，并将其输出。因为各遥控产品不一样，还有很多不一样遥控厂商，必需有一个通信协议来保障不一样种类红外产品取得最好通信效果。红外线波长在750nm至1mm之间，红外通信通常采取红外波段内近红外线，波长在0.75um至25um之间。红外数据协会将红外通信协议定为波长限定在850nm900nm范围之间。红外线调制方法常见有两种，一个是经过脉冲宽度来实现信号调制脉宽调制（PWM），另一个是经过脉冲串之间时间间隔来实现信号调制脉冲调制（PPM）13 。本设计采取脉冲调制方法，即二进制信息由两个脉冲时间间隔来表示，首先产生一个同时头，然后产生2个8位用户码，接着8位数据码和8位数据反码，图3-7所表示。0.56ms0.56ms1.125ms2.25ms数据0数据1图3-7 PPM调制波形图4.5ms4.5ms引导码用户码用户码数据码数据反码数据帧结构8位8位8位8位红外遥控一个数据帧是由引导码、用户码、数据码和数据反码组成。每个品牌用户码通常全部是不一样，数据码同种种类遥控器通常差异不大。每段码全部为8位，2段用户码，数据码及其反码只有1段。每帧数据由一个起始位、2段8个用户码位8个数据码和数据反码组成，图3-8所表示。每帧传送1个字节数据。图3-8 数据帧结构示意图因为红外光存在反射,在全双工方法下发送信号也可能会被本身接收，所以，红外通信应采取异步半双工方法，即通信某一方发送和接收交替进行。3.4.3 红外遥控发射系统红外遥控系统结构红外遥控系统关键分为调制、发射、接收和解调四部分，图3-9所表示。图3-9 红外遥控系统调制红外遥控发射数据时采取调制方法，即把数据和一定频率载波进行“和”操作，这么能够提升发射效率和降低电源功耗。调制载波频率通常在30kHz到60kHz之间，通常红外遥控使用是38kHz，占空比1/3方波。图3-10所表示。8.8us26.4us图3-10 载波波形有很多芯片全部能够发射红外光，不过对于遥控芯片选择要考虑使用设备和编码种类不一样。对于家用电器遥控，必需功率要低，这么电池才能够长时间使用，通常全部使用可休眠发射芯片，能不按键时遥控处于不工作模式。芯片通常选择晶振为陶瓷共鸣器，因为其有足够物理撞击能力，即使正确性不如石英晶体，不过通常是能够许可部分误差。经过编码后，要用专用发射头发射出去。一般发光二极管是不能担此重担，因为它只能发射出可见光。红外发射二极管是专门用来发射红外线，它内部材料是和一般二极管完全不一样，所以造成了其发出是红外线而不是可见光12。听上去红外发射二极管价格也很廉价，和一般发光二极管差不多，一些方面也促进了红外通信技术发展。3.4.4 红外遥控接收系统有发射就要有接收，因为发射红外线有38K载波，所以一定要先把接收信号滤波才行，为了得到正确编码，还要把信号进行放大、积分等。这是一个复杂过程，也应该有复杂电路来处理。伴随科技发展，芯片集成能力不停提升，这个看似复杂任务只需要一个叫做红外接收头电子器件就能够完成工作。常见红外接收头有HX1838，TL1838等，它们性能、结构基础全部是一样，能够把38K载波滤掉，并进行一定处理，使中心处理器件接收到正确编码，但需要注意是它处理后是原来编码反码。图3-11中就是TL1838一体化红外接收头，其38就是接收38K载波意思。图3-11 TL1838实物图TL1838图3-11所表示，从左边开始，分别为1脚、2脚、3脚，分别为信号输出脚、地和电源，其电平和TTL兼容。TL1838系列特征以下：工作电压：2.75.5V工作电流：1.4mA距离：15M频率：38K角度：45波长：940nm当TL1838接收到红外光信号时，内部PIN红外接收管将其装换为电信号，又经过放大电路、解调电路作用，由输出引脚输出和TTL电平兼容电信号，该电信号能够直接送到微处理器中处理。 TL1838输出波形图3-12所表示。当接收到频带内红外信号时，TL1838接收器会输出低电平，不然数出高电平，从而“将时断时续”红外信号解调成原来连续方波信号。需要注意一点是，它并没有把红外信号解码，因为它处理后发出信号不是标准1、0高低电平。不管是1还是0，全部包含着高低电平，只是高低电平所连续时间是不一样，这需要单片机自己经过程序来判定了。低电平高电平 图3-12(a) 已调制红外信号 (b) TL1838输出信号TL1838有效传输距离是15m，它工作电压为2.75.5V，接收稳定，功率小，在多种红外接收场所能够使用。TL1838因为它稳定性能，低廉价格，是一款性价比很高红外一体化接收头13。3.4.5 TL1838和单片机接口本设计红外遥控系统是将一般遥控器解码，把它32位码写进单片机程序中，使得能够经过对遥控器键盘控制，单片机能够得到相对指令。其连接线电路图3-13所表示。图3-13 遥控接收头连线把其输出端接单片机外部中止0，每当遥控器发出信号时全部会触发单片机外部中止，这时再触发单片机定时中止对其发出信号进行判定，以检测出其码位。3.5 12864显示模块3.5.1 12864液晶特点现在字符型液晶模块已经是单片机应用设计中最常见信息显示器件了。12864型液晶显示模块含有体积小，功耗低，显示内容丰富等特点。设计中用到就是这种显示器。其实物图图3-14所表示。图3-14 12864实物图12864型液晶显示器共有20个引脚，其中有8位数据总线D0D7，5个控制引脚R/W、E、RS、PSB、RST，5个电源引脚，其中包含背光电源和显示器电源。三个用于调整背景亮度和字符亮度和供电引脚。12864型液晶是利用液晶经过处理后能够改变光线传输方向特征，达成显示字符或图形目标。它由点阵字符显示器件和专用行和列驱动器组成，体积小、功耗极低、显示内容丰富。能够经过对外围电路调整来控制屏幕亮度，工作电压为5V。本设计使用液晶使用ST7920控制器，5V电压驱动，带背光，内置8192个16*16点阵、128个字符（8*16点阵）及64*256点阵显示RAM。和外部CPU接口采取并行或串行两种控制方法。3.5.2 12864液晶引脚说明12864液晶有多个驱动芯片，即使驱动芯片有很多个，但原理基础相同。此次设计采取驱动芯片为ST液晶对步进电机工作状态进行显示，其引脚分布图图3-15所表示。 图3-15 12864液晶管脚图12864液晶管脚及其功效描述，如表3-2所表示：表3-2 12864管脚说明管脚号管脚名称电平管脚功效描述1VSS0V电源地2VCC35V电源正3V0对比度（亮度）调整4RS(CS)H/LRS=“H”，表示DB7DB0为显示数据RS=“L”，表示DB7DB0为显示指令数据5R/W(SID)H/LR/W=“H”，E=“H”，数据被读到DB7DB0R/W=“L”，E=“HL”，DB7DB0数据被写到R或DR 6E(SCLK)H/L使能信号7DB0H/L三态数据线8DB1H/L三态数据线9DB2H/L三态数据线10DB3H/L三态数据线11DB4H/L三态数据线12DB5H/L三态数据线13DB6H/L三态数据线14DB7H/L三态数据线15PSBH/LH：8位或4位并口方法，L：串口方法16NC空脚17RESETH/L复位端，低电平有效18VOUTLCD驱动电压输出端19AVDD背光源正端20KVSS背光源负端在对液晶模块进行操作时，其忙标志位（BF）提供内部工作情况，BF=1表示模块在进行内部操作，此时模块不接收外部指令和数据。BF=0时，模块为准备状态，随时能够接收外部指令和数据14。标准上每次对控制器进行读/写操作之前，全部必需进行读/写检测。实际上，因为单片机操作速度低于液晶控制器反应速度，所以可无须进行读/写检测，或只进行简短延时即可。3.5.3 12864液晶读写操作12864和外部CPU接口有并行或串行两种控制方法，因为本设计采取是并行读写模式，所以关键介绍并行控制方法。读状态操作时序为RS=L，R/W=H，E=H；读数据操作时序为RS=H，R/W=H，E=H；时序图图3-16所表示。图3-16 12864液晶读时序写指令操作指令为RS=L，R/W=L，E=高脉冲脉冲，DB0DB7=指令码。写数据操作指令为RS=H，R/W=L，E=高脉冲，DB0DB7=数据14，时序图如3-17所表示。 图3-17 12864液晶写时序12864液晶是一个能够读数据和存数据器件。因为设计中只用到了些操作，所以要着重说明写操作方法。E端为使能端，R/W来区分读和写，RS来控制数据还是指令，时序协调性很关键。3.5.4 12864液晶控制指令12864共有18条控制指令，来对显示器写状态。现在具体分析液晶显示集。(1)清除显示CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLLH功效：清除显示器幕，把DDRAM位址计数器调整为“00H”。(2)位址归位CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLHX功效：把DDRAM位址计数器调整为“00H”，游标回原点，该功效不影响显示DDRAM。(3)位址归位CODE：RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLHI/DS功效：把DDRAM位址计数器调整为“00H”