红外控制的RS-485通信系统设计

本科毕业设计说明书（论文）第I页共45页目录第1章引言.................................................................31.1RS-485通信技术的发展.................................................31.2设计任务与方案........................................................31.2.1设计任务.........................................................31.2.2系统总体设计方案.................................................4第2章系统硬件设计..........................................................52.1硬件系统的结构........................................................52.2系统部件功能描述......................................................52.2.1AT89C51单片机....................................................52.2.2单片机最小应用系统...............................................72.2.3红外接收........................................................102.2.4MAX485接口电路..................................................112.3RS-485串口标准......................................................13第3章系统的软件设计.......................................................153.1MCS-51汇编语言简介..................................................153.2串行通信原理.........................................................153.2.1数据通信的基本概念..............................................153.2.2串行通信的过程..................................................163.2.3串行通信协议....................................................163.3串行通信程序设计.....................................................173.3.1串行口的结构和功能..............................................173.3.2选择串行口工作方式..............................................183.3.3串行口波特率的设置..............................................183.3.4初始化串口......................................................193.3.5程序的编制......................................................193.4红外通信原理.........................................................203.4.1红外发送原理....................................................213.4.2红外解码原理....................................................223.5红外解码程序设计.....................................................223.5.1延时子程序......................................................223.5.2解码子程序......................................................233.6RS-485程序设计流程图................................................253.6.1数据接收部分....................................................253.6.2命令执行部分....................................................253.6.3数据发送部分....................................................26本科毕业设计说明书（论文）第II页共II页第4章系统的调试............................................................284.1WAVE6000软件简介.....................................................284.2程序调试..............................................................284.3系统硬件的调试........................................................30总结.......................................................................31致谢.......................................................................32参考文献...................................................................33附录一.....................................................................34附录二.....................................................................35本科毕业设计说明书（论文）第3页共45页第1章引言1.1RS-485通信技术的发展单片机技术和PC机技术在现实生活中都起着不可取代的作用，而结合这两种技术的应用有着极大的发展前景。单片机和PC机串行通信技术有着其特有的魅力，现已经在工业、农业、科研等各个领域广泛地应用。它凭着成本低、实现简单等特点，在单片机与PC机的通信中占着一席之地。如今形成了RS-232总线标准、RS-485总线标准、总线、CAN总线、无线通信、USB总线等并行发展的趋势。可以预测单片机和PC机串行通信技术的应用将更为广泛，并随着其他新技术的发展而发展。单片机与微机之间以RS-232通信最为常见，微机对外的两个串口COM1、COM2都是专门为RS-232通信而设置的。虽然RS-232的通信方式方便，但它也有一些缺点。例如，RS-232只能实现短距离通信，通常只有十余米，要实现长距离通信还得依赖于调制解调器。另外，RS-232对地而言是共模传输方式，而各种电气干扰大多也是对地共模方式，它的抗干扰能力不理想。RS-485通信方式与RS-232相比有很多优点，首先它的通信距离比RS-232要远得多，通常可以做到数百米甚至千米以上，而且还可以实现多点通信方式，从而可以建立一个小范围内的局域网，因而更有实用价值。RS-485采用差分信号传输方式，它的抗干扰能力比RS-232强的多，即便在信号电压比较小的情况下也能获得稳定的传输。所以RS-485通信方式比RS-232应用要广泛。近年来，红外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的使用越来越广泛，特别是在家庭生活中，如电视、空调的遥控器，智能开关，电梯等。利用红外遥控技术具有的控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，将红外遥控技术和RS-485通信技术结合起来，实现基于红外控制的RS-485通信系统。这个通信系统将更加实用，也更容易实现。研究这个课题对于了解RS-485通信系统、红外遥控技术都会有帮助。1.2设计任务与方案1.2.1设计任务采用51单片机作为微处理器，设计出红外控制的RS-485通信系统。要能过实现基于红外控制的，可靠的RS-485串行通信。本科毕业设计说明书（论文）第4页共45页1.2.2系统总体设计方案本次设计采用AT89C51单片机作为微处理器，51系列单片机以其优良的性价比，得到了广泛的应用。其特点主要有以下几点：1.可靠性高因为芯片是按工业测控环境要求设计的，故抗干扰的能力优于PC机。系统软件(如：程序指令，常数，表格)固化在ROM中，不易受病毒破坏。许多信号的通道均在一个芯片内，所以运作时系统稳定可靠。2.便于扩展片内具有计算机正常运行所必需的部件，片外有很多供扩展用的(总线、并行和串行的输入/输出)管脚，很容易组成一定规模的计算机应用系统。3.控制功能强具有丰富的控制指令。如：条件分支转移指令，I/O口的逻辑操作指令，位处理指令。4.实用性好体积小，功耗低，价格便宜，易于产品化。整个系统分为两大部分，第一部分是红外发射（红外遥控器），第二部分是红外接收电路。本次设计所采用的红外遥控器是现成的，里面的发射芯片是LC7461。红外接收电路包括红外接收和MAX485接口两部分。当红外遥控器有键按下时，红外接收器接收到来自遥控发射器的红外信号，将收到的红外遥控信号转为电信号，经放大、调解、滤波后，经红外接收器将原编码输入到AT89C51的外部中断0的引脚，然后由AT89C51对接收到的原编码信号进行判断、识别，然后做出相应判断。PC机通过MAX485芯片实现和单片机的通信，红外信号经过解码以后，按遥控器不同的键，在串口调试助手窗口会有不同的数字显示。本科毕业设计说明书（论文）第5页共45页第2章系统硬件设计2.1硬件系统的结构整个硬件系统是由红外接收模块和MAX485接口电路两大部分组成，红外接收模块的作用是将接收的红外信号转换为电信号，经放大、调解、滤波后，输入到AT89C51，然后由AT89C51对所接收的原编码信号进行判断、识别、然后做出相应的处理。MAX485接口电路负责传送数据。2.2系统部件功能描述2.2.1AT89C51单片机AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图2.1所示为AT89C51的引脚图，它的主要功能引脚有：1)电源引脚Vcc和VssVcc（40脚）:电源端，为