基于单片机的红外遥控智能小车毕业设计报告

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基于单片机的红外遥控小车

(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。 3.DS18B20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45us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之内就得释放单总线。

(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与单片机连接图

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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、空凋机以及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及“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4.5ms,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.如果两次地址码不相同.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相同的。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相同。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O.56ms低电平和0.56ms高电平组合而成,脉冲宽度为1.12ms。“1”码由0.56ms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

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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。其内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,引脚定义也不相同,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

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红外接收头内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大地减少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,Q4导通Q2,Q3截止,电流由L-A流向L-B;当左轮驱动当L-1输入高电平,L-2输入低电平,分别Q2,Q3导通Q1,Q4截止,电流由L-B流向L-A。如图2-14所示。反之,电机反转。

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