摘要本文主要介紹了基于AVR單片機(jī)的紅外遙控電機(jī)調(diào)速器設(shè)計。主要內(nèi)容為硬件電路的設(shè)計和軟件程序的設(shè)計。主要實(shí)現(xiàn)的功能是當(dāng)分別按下加速、減速和停止按鍵時，電機(jī)相應(yīng)加速、減速、停止，同時LCD顯示屏上顯示電機(jī)速度。此模塊是基于AVR單片機(jī)的，CPU利用率高且執(zhí)行速度快，支持程序的JTAG在線編程，給設(shè)計帶來了極大的方便。該模塊的硬件開發(fā)工具是PROTUES，開發(fā)平臺采用的是ATMEL公司的ATMEGA16單片機(jī)。本次設(shè)計軟件方面主要使用的開發(fā)工具是WINAVR，所使用的編程語言是C語言。完成本次設(shè)計需要掌握ATMEGA16單片機(jī)的相關(guān)知識與實(shí)際應(yīng)用，單片機(jī)外圍電路的設(shè)計等。該驅(qū)動程序能夠正常運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果正確，證明設(shè)計思路正確。關(guān)鍵詞紅外遙控；PROTUES；電機(jī)調(diào)速；ATMEGA16單片機(jī)ABSTRACTTHISARTICLEMAINLYINTRODUCEDTHEINFRAREDREMOTECONTROLMOTORSPEEDCONTROLLERDESIGNBASEDONAVRSINGLECHIPCOMPUTERTHEMAINCONTENTOFTHEARTICLEISTHEDESIGNOFHARDWARECIRCUITANDSOFTWAREPROGRAMMAINFUNCTIONISWHENPRESSTHEACCELERATION,DECELERATIONANDSTOPBUTTON,THECORRESPONDINGMOTORSPEEDUPORSLOWDOWNORSTOP,ANDATTHESAMETIME,THELCDDISPLAYSTHEMOTORSPEEDTHISMODULEISBASEDONTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERAVR,CPUUTILIZATIONHIGHANDEXECUTIONSPEED,SUPPORTSTHEPROGRAMJTAGONLINEPROGRAMMING,BRINGSGREATCONVENIENCETOTHEDESIGNTHISMODULEHARDWAREDEVELOPMENTTOOLSISPROTUES,DEVELOPMENTPLATFORMISTHEATMEGA16MICROCONTROLLERWHICHISPRODUCEDBYATMELCOMPANYTHISDESIGNSOFTWAREDEVELOPMENTTOOLSISTHEMAINUSEWINAVR,THEPROGRAMMINGLANGUAGEISCLANGUAGEINORDERTOCOMPLETETHEDESIGN,ATMEGA16RELATEDKNOWLEDGEANDPRACTICALAPPLICATION,THEDESIGNOFTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERBUFFERCIRCUITANDSOONTHEDRIVERCANRUNNORMALLY,THEOPERATIONRESULTSARERIGHT,DESIGNIDEASTURNEDOUTTOBERIGHTKEYWORDSINFRAREDREMOTECONTROLPROTUESMOTORSPEEDCONTROLATMEGA16SINGLECHIPPROCESSOR目錄1緒論111紅外無線通信技術(shù)的現(xiàn)狀1111紅外無線通信基本原理1112紅外收發(fā)器1113紅外控制器2114通信協(xié)議2115研究與應(yīng)用現(xiàn)狀212AVR單片機(jī)的發(fā)展過程及現(xiàn)狀3121發(fā)展過程3122AVR單片機(jī)的現(xiàn)狀3123AVR單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)4124AVR單片機(jī)的型號標(biāo)識解釋5125AVR8BITMCU的最大特點(diǎn)513本論文的結(jié)構(gòu)62系統(tǒng)整體設(shè)計721系統(tǒng)框圖722硬件開發(fā)工具7221PROTUES簡介7222PROTUES新特點(diǎn)823軟件開發(fā)工具9231WINAVR的安裝9232AVRSTUDIO的安裝10233AVRSTUDIO的部分菜單功能介紹103仿真硬件電路設(shè)計1231CPU選型12311ATMEGA16簡介12312ATMEGA16特點(diǎn)12313ATMEGA8特點(diǎn)1432單片機(jī)外圍電路設(shè)計15321時鐘電路的設(shè)計15322電機(jī)外圍電路的設(shè)計16323單片機(jī)的引腳設(shè)計16324紅外接收頭IRLINK17325LCD顯示模塊19326按鍵設(shè)計2133電路的完整設(shè)計214軟件設(shè)計2241單片機(jī)C語言主要特點(diǎn)2242整體程序設(shè)計簡要介紹2343程序設(shè)計23431紅外遙控器受控端程序23432紅外遙控仿真發(fā)射器程序30433PG160128ALCD顯示驅(qū)動程序（T6963C）355軟件設(shè)計5551系統(tǒng)運(yùn)行的硬件結(jié)果5552系統(tǒng)運(yùn)行的軟件結(jié)果60結(jié)論63致謝64參考文獻(xiàn)65附錄A英文原文66附錄B中文翻譯741緒論11紅外無線通信技術(shù)的現(xiàn)狀作為一種無線通信1的傳輸媒質(zhì)，紅外線具有勝過無線電的幾個明顯優(yōu)點(diǎn)具有巨大的帶寬而且不需要許可證，可進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳輸；不穿透墻壁，消除了在不同房間進(jìn)行通信時可能帶來的干擾，并且通信不易被偵聽保密性好；紅外探測器的尺寸比紅外線的波長大得多，避免了多徑衰落；成本低、體積小、功耗低、使用簡單。正是基于上述的諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)行，紅外無線通信技術(shù)已經(jīng)成為一種具有廣泛應(yīng)用前景的無線通信技術(shù)。下面將對無線通信基本原理以及應(yīng)用中比較關(guān)鍵的方面進(jìn)行詳細(xì)闡述，并對目前研究現(xiàn)況進(jìn)行概括。111紅外無線通信基本原理紅外無線通信系統(tǒng)由發(fā)射器、信道和接受器三部分組成，發(fā)射器包括紅外發(fā)射器和編碼控制器，接收器包括紅外探測器和解碼控制器。由于紅外無線通信系統(tǒng)一般采用雙向通信方式，所以在紅外無線通信系統(tǒng)中把紅外發(fā)射器與紅外探測器合為一個紅外收發(fā)器。與之相對應(yīng)，編碼控制器和解碼控制器合為紅外編解碼控制器，亦簡稱為紅外控制器。因此，紅外無線通信系統(tǒng)即由紅外收發(fā)器、紅外控制器和信道組成。信號首先由紅外控制器按一定的方式進(jìn)行解碼，然后由控制器控制紅外收發(fā)器產(chǎn)生編碼紅外脈沖，接收時，紅外收發(fā)器檢測紅外信號并傳輸給控制器進(jìn)行解碼轉(zhuǎn)換，最后輸出信號。112紅外收發(fā)器紅外收發(fā)器實(shí)現(xiàn)紅外脈沖信號的產(chǎn)生和探測，需要滿足規(guī)范要求和合適的通信波長。紅外發(fā)射管由不同比率的混合物制造而成，采用這些混合物制造的紅外發(fā)射管的發(fā)射波長的800NM到1000NM，具體波長與混合物的關(guān)系見參考文獻(xiàn)。紅外探測器一般帶有GAAS或INP的帶通濾波器，能夠一定程度消除其他波長光線的影響。目前，許多國際知名的半導(dǎo)體公司都在研究和生產(chǎn)紅外收發(fā)器，如VISHAY公司的TFD系列紅外收發(fā)器，通信速率為96K16MB/SAGLIENT公司的HSDL系列紅外收發(fā)器，通信速率為1152K4MB/SZILOG公司的ZHX系列紅外收發(fā)器2，通信速率為24K4MB/SSHARP公司的GP2W系列紅外收發(fā)器，通信速率為96K4MB/S。另外，還有TOSHIBA、HP、IBM、MOTOROLA等公司也相繼在研究和生產(chǎn)紅外收發(fā)器。113紅外控制器紅外控制器完成對信號的編碼和解碼，編碼方式依據(jù)紅外無線通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)紅外信號傳輸速率的不同，依照紅外通信協(xié)議規(guī)定進(jìn)行不同的編碼。目前，紅外控制器的研究走在前沿的是TI公司，其生產(chǎn)的紅外控制器TIR2000最高速率可達(dá)IRDA11規(guī)定的4MB/S目前，現(xiàn)成的紅外控制器大多數(shù)只能達(dá)到高速模式，能夠滿足超高速模式的現(xiàn)成產(chǎn)品幾乎沒有。實(shí)驗(yàn)中使用的超高速紅外控制器一般采用可編程邏輯器件來實(shí)現(xiàn)，如CPLD和FPGA。114通信協(xié)議紅外無線通信作為一種成熟的通信技術(shù)，目前已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。紅外數(shù)據(jù)委員會（IRDAINFRAREDDATAASSOCIATION）作為一個工業(yè)機(jī)構(gòu)間協(xié)作組織于1993年由HP、COMPAQ和INTEL等公司發(fā)起成立，旨在建立開放的紅外通信標(biāo)準(zhǔn)。目前，IRDA規(guī)定了紅外物理層協(xié)議（IRPHYINFRAREDPHYSICALLAYER）、紅外鏈路訪問層協(xié)議（IRLAPINFRAREDLINKACCESSPROTOCOL）、紅外鏈路管理層協(xié)議（IRLMPINFRAREDLINKMANAGEMENGPROTOCOL），并且還規(guī)定了一些專門的應(yīng)用層協(xié)議。115研究與應(yīng)用現(xiàn)狀自七十年代中期IBM公司發(fā)表了頗具影響的關(guān)于室內(nèi)紅外無線通信設(shè)計與實(shí)驗(yàn)的論文以來，已經(jīng)有許多學(xué)者在致力于紅外無線通信的研究。主要研究領(lǐng)域包括紅外無線通信的數(shù)學(xué)模型的建立、強(qiáng)背景干擾下的紅外無線通信鏈路特性的實(shí)驗(yàn)研究、紅外無線通信調(diào)制方式的分析、紅外無線通信的均衡技術(shù)、紅外無線LAN的原理及多址方式研究、紅外無線接收發(fā)射的空間分集研究等。目前，主要研究工作集中在國外。美國加州大學(xué)BERKELEY分校，在IBM和HP公司的資助下進(jìn)行了室內(nèi)紅外無線通信的研究，已實(shí)現(xiàn)了50MB/S速率采用判決反饋均衡（DFEDECISIONFEEDBACKEQUALIZATION）技術(shù)的室內(nèi)紅外散射無線通信3，他們的目標(biāo)是要把速率提高到100MB/S以上；AT功能最強(qiáng)的PROTEUS專業(yè)版也非常便宜，人人用得起，對高校還有更多優(yōu)惠。PROTEUS組合了高級原理布圖、混合模式SPICE仿真,PCB設(shè)計以及自動布線來實(shí)現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā),被電子世界在其對PCB設(shè)計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品“THEROUTETOPCBCAD”。PROTEUS產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的VSM技術(shù),用戶可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實(shí)時采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進(jìn)行交互仿真。其功能模塊個易用而又功能強(qiáng)大的ISIS原理布圖工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真ARESPCB設(shè)計PROSPICE仿真器的一個擴(kuò)展PROTEUSVSM便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設(shè)計的協(xié)同仿真。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動態(tài)的鍵盤，開關(guān)，按鈕，LEDS甚至LCD顯示CPU模型1支持許多通用的微控制器,如PIC,AVR,HC11以及8051最新支持ARM2互的裝置模型包括LED和LCD顯示,RS232終端,通用鍵盤,I2C，SPI器件3強(qiáng)大的調(diào)試工具,包括寄存器和存儲器,斷點(diǎn)和單步模式4IARCSPY和KEILUVISION2等開發(fā)工具的源層調(diào)試5應(yīng)用特殊模型的DLL界面提供有關(guān)元件庫的全部文件6最新版支持非常豐富仿真元件共7000多種，還有很多第三方模型。如MMC卡，以太網(wǎng)卡，ATA硬盤，麥克風(fēng)，等等。222PROTUES6新特點(diǎn)1全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢。2具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。3目前支持的單片機(jī)類型有68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。4支持大量的存儲器和外圍芯片?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大，是其他任何一款軟件不能相比的。圖22硬件開發(fā)工具界面23軟件開發(fā)工具此系統(tǒng)設(shè)計過程中使用的軟件工具是WINAVR。下面將介紹此軟件的安裝過程以及部分菜單項(xiàng)功能。231WINAVR7的安裝1）運(yùn)行光盤上的AVRSTUDIO418SETUPEXE程序進(jìn)行安裝。方法一A打開“我的電腦”B打開光盤驅(qū)動器所對應(yīng)的盤符C雙擊光盤中圖標(biāo)D按照屏幕提示選定一個安裝路徑后進(jìn)行安裝方法二A在“開始”菜單中選擇運(yùn)行項(xiàng)目B在“運(yùn)行”對話框中填入“DRIVESETUPEXE”C按“確定”鍵開始安裝D其余同方法一注意按上述方法進(jìn)行安裝后得到的是一個只可以使用30天的未注冊版對正式版，用戶還要進(jìn)行第二步的注冊才可得到一個無時間限制的正式版，WINAVR正式版分標(biāo)準(zhǔn)版和專業(yè)版，在標(biāo)準(zhǔn)版中有一些功能限制，如代碼的壓縮工程和文件的配置檢查，在標(biāo)準(zhǔn)版中不可以使用13。232AVRSTUDIO的安裝點(diǎn)擊圖標(biāo)進(jìn)行安裝，其他步驟與WINAVR相似。圖23軟件開發(fā)工具界面233AVRSTUDIO的部分菜單功能介紹1）彈出菜單在AVRSTUDIO環(huán)境中單擊右鍵，那么AVRSTUDIO會根據(jù)實(shí)際情況彈出相應(yīng)的工具菜單。2）FILEMENU文件菜單NEW新建一個文件，你可在編輯窗口是輸入文字或代碼。OPEN打開一個已以經(jīng)存在的文件用于編輯文件用瀏覽窗口選擇。SAVE保存當(dāng)前文件，如果環(huán)境設(shè)置中設(shè)置了保存?zhèn)浞菸募瑒t將原文件以形式保存。SAVEAS將當(dāng)前文件用另外一個名稱來保存。CLOSE關(guān)閉當(dāng)前文件，如果文件有過修改系統(tǒng)會進(jìn)行提示。SAVEALL保存所有打開的文件。PRINT打印當(dāng)前文件。EXIT退出AVRSTUDIO的IDE環(huán)境。3）EDITMENU編輯菜單。UNDO撤消最后一次的修改。REDO撤消最后一次的UNDO。CUT剪切選擇的內(nèi)容到剪帖板。COPY拷貝選擇的內(nèi)容到剪帖板。PASTE將剪帖板內(nèi)容粘帖在當(dāng)前光標(biāo)的位置。DELETE刪除選擇的內(nèi)容。FIND在編輯窗口中尋找一個文本。FINDINFILES在所有文件中尋找一個文本。4）PROJECTMENU工程菜單。NEWPROJECT創(chuàng)建一個新的工程文件。OPENPROJECT打開一個已經(jīng)存在的工程文件。CLOSEPROJECT關(guān)閉當(dāng)前的工程文件。CONFIGERATIONOPTION打開工程編譯選項(xiàng)對話框。SAVEPROJECT保存當(dāng)前工程。5）BUILDMENU構(gòu)筑菜單。BUILD構(gòu)筑當(dāng)前文件。REBUILDALL重新構(gòu)筑全部文件，注意在版本升級后對原有工程最好全部重新構(gòu)筑。3仿真硬件電路設(shè)計31CPU選型311ATMEGA16簡介ATMEGA168是基于增強(qiáng)的AVRRISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間，ATMEGA16的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHZ，從而可以減緩系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。ATMEGA16AVR內(nèi)核具有豐富的指令集和32個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與運(yùn)算邏單元ALU相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。312ATMEGA16特點(diǎn)1高性能、低功耗的8位AVR微處理器2先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)131條指令大多數(shù)指令執(zhí)行時間為單個時鐘周期32個8位通用工作寄存器全靜態(tài)工作工作于16MHZ時性能高達(dá)16MIPS只需兩個時鐘周期的硬件乘法器3非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程FLASH，擦寫壽命10,000次具有獨(dú)立鎖定位的可選BOOT代碼區(qū)，通過片上BOOT程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程，真正的同時讀寫操作512字節(jié)的EEPROM，擦寫壽命100,000次1K字節(jié)的片內(nèi)SRAM可以對鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密4JTAG接口與IEEE11491標(biāo)準(zhǔn)兼容符合JTAG標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能通過JTAG接口實(shí)現(xiàn)對FLASH、EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程5外設(shè)特點(diǎn)兩個具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時器/計數(shù)器一個具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時器/計數(shù)器具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時計數(shù)器RTC四通道PWM8路10位ADC，8個單端通道，2個具有可編程增益（1X,10X,或200X）的差分通道面向字節(jié)的兩線接口兩個可編程的串行USART可工作于主機(jī)/從機(jī)模式的SPI串行接口具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器片內(nèi)模擬比較器6特殊的處理器特點(diǎn)上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測片內(nèi)經(jīng)過標(biāo)定的RC振蕩器片內(nèi)/片外中斷源L6種睡眠模式空閑模式、ADC噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、STANDBY模式以及擴(kuò)展的STANDBY模式7I/O和封裝32個可編程的I/O口40引腳PDIP封裝,44引腳TQFP封裝,與44引腳MLF封裝工作電壓ATMEGA16L2755VATMEGA164555V8速度等級8MHZATMEGA16L016MHZATMEGA169ATMEGA16L在1MHZ,3V,25C時的功耗正常模式11MA空閑模式035MA掉電模式/頭文件說明部份/UNSIGNEDCHARX1，X2；/全局變量聲明部份/FUNCTION1/功能函數(shù)定義部份/MAININTI,J/整型變量聲明部份/FUNCTION1/功能函數(shù)說明部份/C語言具有很強(qiáng)的功能性和結(jié)構(gòu)性，可以縮短單片機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)周期，而且易于調(diào)試和維護(hù)，已經(jīng)成為目前單片機(jī)語言中最流行的編程語言。匯編語言是一種用文字助記符來表示機(jī)器指令的符號語言，是最接近機(jī)器碼的一種語言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。但是不同的CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。對于目前普遍使用的RISC架構(gòu)的8BITMCU來說，其內(nèi)部ROM、RAM、STACK等資源都有限，如果使用C語言編寫，一條C語言指令編譯后，會變成很多條機(jī)器碼，很容易出現(xiàn)ROM空間不夠、堆棧溢出等問題。而且一些單片機(jī)廠家也不一定能提供C編譯器。而匯編語言，一條指令就對應(yīng)一個機(jī)器碼，每一步執(zhí)行什么動作都很清楚，并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制，調(diào)試起來也比較方便。所以在資源較少單片機(jī)開發(fā)中，我們還是建議采用匯編語言比較好。而C語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，它兼顧了多種高級語言的特點(diǎn)，并具備匯編語言的功能。C語言有功能豐富的庫函數(shù)、運(yùn)算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，它支持當(dāng)前程序設(shè)計中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)。此外，C語言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計方法提供了有力的保障。因此，使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計已成為軟件開發(fā)的一個主流。用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。綜上所述，用C語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計是單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。所以作為一個技術(shù)全面并涉足較大規(guī)模的軟件系統(tǒng)開發(fā)的單片機(jī)開發(fā)人員最好能夠掌握基本的C語言編程。42整體程序設(shè)計簡要介紹整體程序分為三部分。第一部分是紅外遙控器受控端程序，包括主函數(shù)、PWM調(diào)速并顯示函數(shù)和INT0中斷函數(shù)；第二部分是紅外遙控仿真發(fā)射器程序，包括主函數(shù)、發(fā)送N倍600US載波的函數(shù)和發(fā)送12位數(shù)據(jù)函數(shù)；第三部分是PG12864顯示驅(qū)動程序（T6963C），包括繪制圖像函數(shù)、繪制直線函數(shù)、LCD初始化、繪點(diǎn)函數(shù)等。43各程序模塊的設(shè)計本系統(tǒng)的程序主要由三部分組成紅外遙控器受控端程序、紅外遙控仿真發(fā)射器程序、PG160128LCD顯示驅(qū)動器程序（T6963C）（不帶字庫）。431紅外遙控器受控端程序主函數(shù)開始配置端口LCD初始化清屏顯示“紅外遙控應(yīng)用演示INFRAREDREMOTECONTROLLERAPPLICATIONDEMO”PWM調(diào)整并顯示否是否中斷是執(zhí)行中斷結(jié)束圖41主函數(shù)流程圖程序代碼/主程序/INTMAINDDRD0XFF/配置端口DDRA0XFFDDRB0XFFLCD_INITIALISE/LCD初始化CLEAR_SCREEN/清屏DISPLAY_STR_AT_XY34,8,“紅外遙控應(yīng)用演示“,0DISPLAY_STR_AT_XY20,30,“INFRARED“,0DISPLAY_STR_AT_XY20,46,“REMOTECONTROLLER“,0DISPLAY_STR_AT_XY20,62,“APPLICATIONDEMO“,0TCCR1A0X83/10位PWM（1023），正向PWMTCCR1B0X02/時鐘8分頻，PWM頻F_CPU/8/2046PWM_SPEED_AND_SHOW/PWM調(diào)整并顯示MCUCR0X02/INT0為下降沿觸發(fā)GICR|_BVINT0/INT0中斷使能SEI/使能總中斷WHILE1PWM調(diào)速并顯示開始TCCR1A0X83OCR1ACURRENT_SPEED輸出當(dāng)前速度值當(dāng)前速度顯示緩沖結(jié)束圖42PWM調(diào)速并顯示函數(shù)流程圖程序代碼/PWM調(diào)速并顯示/VOIDPWM_SPEED_AND_SHOWTCCR1A0X83OCR1ACURRENT_SPEEDSPRINTFSPEED_DISP_BUFF,“SPEED4D“,CURRENT_SPEEDDISPLAY_STR_AT_XY41,90,SPEED_DISP_BUFF,1INT0中斷函數(shù)開始禁止外部中斷延遲24MS否READ_IR0X00是是READ_IR0X00否延遲12USI0IR_US2400是是I600READ_IR0X00IR_D120X0334否延遲12USIR_US150CURRENT_SPEED120是是IR_US300否IR_D121是否是CURRENT_SPEED100PWM_SPEED_ANDSHOWIR_US1500結(jié)束圖43INT0中斷函數(shù)流程圖程序代碼PWM_SPEED/INT0中斷函數(shù)通過實(shí)測,以122,242為兩個時長上限/ISRINT0_VECTINT8UIINT16UIR_US0/紅外載波時長GICR/禁止外部中斷_DELAY_MS2/紅外信號引導(dǎo)部分共長24MSIFREAD_IR0X00GOTOEND/如果2MS后已經(jīng)變?yōu)楦邉t退出WHILEREAD_IR0X00_DELAY_US1IFIR_US2400GOTOEND/異常時退出/收集12數(shù)據(jù)FORI0I600GOTOEND/異常時退出/計算低電平時長IR_US0WHILEREAD_IR0X00_DELAY_US1IFIR_US300GOTOEND/超過該值時，異常退出/12位紅外數(shù)據(jù)的高位默認(rèn)補(bǔ)0IR_D121/如果時長為1200則在高位補(bǔ)1/通過對本代碼檢測，兩者計時上限分別為122,242/故這里選150為0/1的分界值IFIR_US150IR_D12|0X0800/根據(jù)12位的紅外信號完成不同操作SWITCHIR_D12CASE0X0771IFCURRENT_SPEED120/減速CURRENT_SPEED100PWM_SPEED_AND_SHOWBREAKCASE0X0556CURRENT_SPEED200/停止時還原為200TCCR1A0X00/電機(jī)停止BREAKCASE0X0778BREAK/以下操作未定義CASE0X09AABREAKCASE0X0BCCBREAKCASE0X0DEEBREAKCASE0X0F00BREAK/重新允許INT0中斷ENDGICR|_BVINT0432紅外遙控仿真發(fā)射器主函數(shù)圖44主函數(shù)流程圖程序代碼/主程序1/INTMAINDDRC0XFF/配置端口DDRD0X00PORTD0XFFWHILE1IFK1_DOWNEMIT_D120X0771ELSEIFK2_DOWNEMIT_D120X0334ELSEIFK3_DOWNEMIT_D120X0556ELSEIFK4_DOWNEMIT_D120X0778ELSEIFK5_DOWNEMIT_D120X09AAELSEIFK6_DOWNEMIT_D120X0BCCELSEIFK7_DOWNEMIT_D120X0DEEELSEIFK8_DOWNEMIT_D120X0F00_DELAY_MS10發(fā)送N倍的600US載波開始I0IX2否是Y1Y2否交換X1,X2交換Y1,Y2XX1YY1是否是YX2EXCHANGEFORXX1XY2EXCHANGEFORYY1YBDAT2DAT2DAT2DAT2FORI10I0IIFREAD_LCD_STATUSRETURNI/錯誤時返回0狀態(tài)位STA1，STA0判斷開始I10是I0否IREAD_LCD_STATUSFORI10I0IIFREAD_LCD_STATUSRETURNI/錯誤時返回0寫命令開始LCD_DATA_DDR0XFFCD_1LCD_DATA_PORTCMDWR_0延遲24USWR_1結(jié)束圖422寫命令函數(shù)流程圖程序代碼/寫命令/VOIDWRITE_COMMANDINT8UCMDLCD_DATA_DDR0XFFCD_1LCD_DATA_PORTCMDWR_0_DELAY_US2WR_1讀數(shù)據(jù)開始LCD_DATA_DDR0X00CD_0RD_0延遲12USDATLCD_DATA_PINRD_1LCD_DATA_DDR0XFFRETURNDAT結(jié)束圖423讀數(shù)據(jù)函數(shù)流程圖程序代碼/讀數(shù)據(jù)/INT8UREAD_LCD_DATAINT8UDATLCD_DATA_DDR0X00CD_0RD_0_DELAY_US1DATLCD_DATA_PINRD_1LCD_DATA_DDR0XFFRETURNDAT寫數(shù)據(jù)開始LCD_DATA_DDR0XFFCD_0LCD_DATA_PORTDATWR_0延遲24USWR_1結(jié)束圖424寫數(shù)據(jù)函數(shù)流程圖程序代碼/寫數(shù)據(jù)/VOIDWRITE_DATAINT8UDATLCD_DATA_DDR0XFFCD_0LCD_DATA_PORTDATWR_0_DELAY_US2WR_1讀狀態(tài)開始LCD_DATA_DDR0X00CD_1RD_0延遲12USSTLCD_DATA_PINRD_1LCD_DATA_DDR0XFFRETURNST結(jié)束圖425讀狀態(tài)函數(shù)流程圖程序代碼/讀狀態(tài)/INT8UREAD_LCD_STATUSINT8USTLCD_DATA_DDR0X00CD_1RD_0_DELAY_US1STLCD_DATA_PINRD_1LCD_DATA_DDR0XFFRETURNST結(jié)論本文主要論述了基于AVR單片機(jī)的紅外遙控電機(jī)調(diào)速器18的設(shè)計。設(shè)計的過程是在PC機(jī)上進(jìn)行的。在PC機(jī)上主要完成原理圖繪制、代碼的設(shè)計和編寫，并作為一個程序的調(diào)試和輸出端，將程序下載到單片機(jī)內(nèi)。其中在PC機(jī)上，主要是用WINAVR編程，有很強(qiáng)的易用性，增強(qiáng)了程序的可讀性；在PROTUES上進(jìn)行硬件設(shè)計，該平臺具備當(dāng)今所有先進(jìn)的設(shè)計特點(diǎn)，能夠處理各種復(fù)雜的PCB19設(shè)計過程。本系統(tǒng)采用AVR單片機(jī)為硬件平臺，采用C語言面向函數(shù)的軟件編程技術(shù)設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了紅外遙控電機(jī)調(diào)速器的設(shè)計。在WINAVR軟件中，程序編譯完全正確。在PROTEUS硬件仿真平臺上，系統(tǒng)正確運(yùn)行。這證明本系統(tǒng)設(shè)計理念基本正確，各種元器件的選擇及各參數(shù)的確定沒有問題。將理論知識轉(zhuǎn)向?qū)嵺`應(yīng)用邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。系統(tǒng)雖然可基本運(yùn)行，但是對理論的應(yīng)用僅停留在仿真階段。這與真正的實(shí)際應(yīng)用尚有較大距離。相比較仿真，實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中要考慮到諸多因素，出現(xiàn)的問題將更加復(fù)雜，這有待進(jìn)一步探究。致謝從本系統(tǒng)開始設(shè)計到完成,共用三個多月的時間。在這三個多月中我的指導(dǎo)老師XX老師和XXX老師給了我極大的幫助與支持，在此向他表示最衷心的感謝。由于專業(yè)基礎(chǔ)欠佳，一開始就有心理壓力，老師進(jìn)行了及時的疏導(dǎo)，并不斷給我去除心理包袱，讓我靜下心來，專心研究。在老師耐心的指導(dǎo)下，迅速的掌握了設(shè)計中所需軟件的使用。老師通俗易懂的講解，使我對AVR單片機(jī)有了進(jìn)一步的了解。在老師手把手的輔導(dǎo)下，我掌握了單片機(jī)外圍電路的設(shè)計原理和系統(tǒng)調(diào)試的方法。也是在老師的幫助和影響下，我逐漸對單片機(jī)硬軟件系統(tǒng)開發(fā)產(chǎn)生了興趣。從畢業(yè)設(shè)計開始到畢業(yè)論文撰寫結(jié)束，兩位老師時刻關(guān)心我的進(jìn)度，在知識上和精神上寄給我?guī)椭?。不厭其煩的給我分析問題，深入淺出的輔導(dǎo)，他們那種認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平感染著我們，使我獲益匪淺，這對我以后的工作和學(xué)習(xí)都會有很大的幫助，在此致以我深深的謝意最后還要感謝我的同學(xué)，他們也給了我很大的幫助。參考文獻(xiàn)1宋建國AVR單片機(jī)原理與應(yīng)用北京北京航空航天大學(xué)出版社20012林容益AVR高速16位元PD單晶片微控制器應(yīng)用臺北臺灣全華科技圖書股份有限公司19993徐愛軍單片機(jī)高級語言C51應(yīng)用程序設(shè)計北京電子工業(yè)出版社19984沈文AVR單片機(jī)C語言開發(fā)入門指導(dǎo)清華大學(xué)出版社20055張軍AVR單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實(shí)例中國電力出版社20056王天苗、魏洪興嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)例開發(fā)清華大學(xué)出版社20087譚浩強(qiáng)C語言程序設(shè)計清華大學(xué)出版社20058李泓AVR單片機(jī)入門與實(shí)踐北京航空航天大學(xué)出版社20089李春葆C語言程序設(shè)計題典北京清華大學(xué)出版社200210WAITE,SPRATA新編C語言大全北京清華大學(xué)出版社199411HERBERTSCHILDTC語言大全北京電子工業(yè)出版社199412徐建民C語言程序設(shè)計北京電子工業(yè)出版社200213周俊杰嵌入式C編程與ATMELAVR北京清華大學(xué)出版社200614蘇平單片機(jī)原理與接口技術(shù)北京電子工業(yè)出版社200515張建，王鳳賀，張秋菊用AVR單片機(jī)實(shí)現(xiàn)嵌入式手持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸設(shè)備的設(shè)計J；光電對抗與無源干擾；2002年04期16燕延，杜凡遠(yuǎn)，劉玉紅AVR單片機(jī)在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用A中國自動化學(xué)會全國第九屆自動化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集C2004年17孫婷婷，馬鐵華，沈大偉基于AVR單片機(jī)的大容量存儲測試系統(tǒng)J傳感器世界；2010年06期18耿徳根基于AVR高速嵌入式單片機(jī)原理與應(yīng)用北京航空航天大學(xué)出版社200119張強(qiáng)華C語言程序設(shè)計北京人民郵電出版社2001附錄A英文原文A1BRIEFINTRODUCTIONOFIMP705/6/7/8IMP813LTHEIMP705/706/707/708ANDIMP813LCMOSSUPERVISORCIRCUITSMONITORPOWERSUPPLYANDBATTERYVOLTAGELEVEL,ANDP/COPERATIONARESETISGENERATEDWHENTHESUPPLYDROPSBELOW465VIMP705/707/813LOR440VIMP706/708THEFAMILYOFFERSSEVERALFUNCTIONALOPTIONSEACHDEVICEGENERATESARESETSIGNALDURINGPOWERUP,POWERDOWNANDDURINGBROWNOUTCONDITIONSINADDITION,THEIMP705/706/813LFEATUREA16SECONDWATCHDOGTIMERTHEIMP707/708HAVEBOTHACTIVEHIGHANDACTIVELOWRESETOUTPUTSBUTNOWATCHDOGFUNCTIONTHEIMP813LHASTHESAMEPINOUTANDFUNCTIONSASTHEIMP705BUTHASANACTIVEHIGHRESETOUTPUTAVERSATILEPOWERFAILCIRCUITHASA125VTHRESHOLD,USEFULINCHECKINGBATTERYLEVELSANDNON5VSUPPLIESALLDEVICESHAVEAMANUALRESETINPUTTHEWATCHDOGTIMEROUTPUTWILLTRIGGERARESETIFCONNECTEDTORALLDEVICESAREAVAILABLEIN8PINDIP,SOANDMICROSOPACKAGESA2KEYFEATURESOFIMP705/6/7/8IMP813LMAXIMMAX705/6/7/8,MAX813LREPLACEMENTSPRECISIONPOWERSUPPLYMONITOR465VTHRESHOLDIMP705/707/813L440VTHRESHOLDIMP706/8DEBOUNCEDMANUALRESETINPUTVOLTAGEMONITOR125VTHRESHOLDBATTERYMONITOR/AUXILIARYSUPPLYMONITORWATCHDOGTIMERIMP705/706200MSRESETPULSEWIDTHACTIVEHIGHRESETOUTPUTIMP707/708/813LAPPLICATIONCOMPUTERSANDCONTROLLERSEMBEDDEDCONTROLLERSBATTERYOPERATEDSYSTEMSINTELLIGENTINSTRUMENTSWIRELESSCOMMUNICATIONSYSTEMSPDASANDHANDHELDEQUIPMENTPINTERMINALVOLTAGEWITHRESPECTTOGROUNDVCC03VTO60VALLOTHERINPUTS103VTOVCC03VINPUTCURRENTATVCCANDGND20MAOUTPUTCURRENTALLOUTPUTS20MARATEOFRISEATVCC100V/SPLASTICDIPPOWERDISSIPATION700MWDERATE9MW/CABOVE70CSOPOWERDISSIPATION470MWDERATE59MW/CABOVE70CMICROSOPOWERDISSIPATION330MWDERATE41MW/CABOVE70COPERATINGTEMPERATURERANGEIMP705E/706E/707E/708E/813LE40CTO85CIMP706C/707C/708C/813LC0CTO70CSTORAGETEMPERATURERANGE65CTO160CLEADTEMPERATURESOLDERING10SEC300CRESET/RESETOPERATIONTHERESET/RESETSIGNALSAREDESIGNEDTOSTARTAP/CINAKNOWNSTATEORRETURNTHESYSTEMTOAKNOWNSTATETHEIMP707/708HAVETWORESETOUTPUTS,ONEACTIVEHIGHRESETANDONEACTIVELOWRESETOUTPUTTHEIMP813LHASONLYANACTIVEHIGHOUTPUTRESETISSIMPLYTHECOMPLEMENTOFRESETRESETISGUARANTEEDTOBELOWWITHVCCABOVE12VDURINGAPOWERUPSEQUENCE,RESETREMAINSLOWUNTILTHESUPPLYRISESABOVETHETHRESHOLDLEVEL,EITHER465VOR440VRESETGOESHIGHAPPROXIMATELY200MSAFTERCROSSINGTHETHRESHOLDDURINGPOWERDOWN,RESETOESLOWASVCCFALLSBELOWTHETHRESHOLDLEVELANDISGUARANTEEDTOBEUNDER04VWITHVCCABOVE12VINABROWNOUTSITUATIONWHEREVCCFALLSBELOWTHETHRESHOLDLEVEL,RESETPULSESLOWIFABROWNOUTOCCURSDURINGANALREADYINITIATERESET,THEPULSEWILLCONTINUEFORAMINIMUMOF140MSPOWERFAILUREDETECTIONWITHAUXILIARYCOMPARATORALLDEVICESHAVEANAUXILIARYCOMPARATORWITH125VTRIPPOINTANDUNCOMMITTEDOUTPUTPFOANDNONINVERTINGINPUTPFITHISCOMPARATORCANBEUSEDASASUPPLYVOLTAGEMONITORWITHANEXTERNALRESISTORVOLTAGEDIVIDERTHEATTENUATEDVOLTAGEATPFISHOULDBESETJUSTBELOWTHE125THRESHOLDASTHESUPPLYLEVELFALLS,PFIISREDUCEDCAUSINGTHEPFOOUTPUTTOTRANSITLOWNORMALLYPFOINTERRUPTSTHEPROCESSORSOTHESYSTEMCANBESHUTDOWNINACONTROLLEDMANNERMANUALRESETMRTHEACTIVELOWMANUALRESETINPUTISPULLEDHIGHBYA250APULLUPCURRENTANDCANBEDRIVENLOWBYCMOS/TTLLOGICORAMECHANICALSWITCHTOGROUNDANEXTERNALDEBOUNCECIRCUITISUNNECESSARYSINCETHE140MSMINIMUMRESETTIMEWILLDEBOUNCEMECHANICALPUSHBUTTONSWITCHESBYCONNECTINGTHEWATCHDOGOUTPUTWDOANDR,AWATCHDOGTIMEOUTFORCESRESETTOBEGENERATEDTHEIMP813LSHOULDBEUSEDWHENANACTIVEHIGHRESETISREQUIREDWATCHDOGTIMERTHEWATCHDOGTIMERAVAILABLEONTHEIMP705/706/813LMONITORSP/CACTIVITYIFACTIVITYISNOTDETECTEDWITHIN16SECONDS,THEINTERNALTIMERPUTSTHEWATCHDOGOUTPUT,WDOINTOALOWSTATEWDOWILLREMAINLOWUNTILACTIVITYISDETECTEDATWDITHEWATCHDOGFUNCTIONISDISABLED,MEANINGITISCLEAREDANDNOTCOUNTING,IFWDIISFLOATEDORCONNECTEDTOATHREESTATEDCIRCUITTHEWATCHDOGTIMERISALSODISABLEDIFRESETISASSERTEDWHENRESETBECOMESINACTIVEANDTHEWDIINPUTSEESAHIGHORLOW,TRANSITIONASSHORTAS50NS,THEWATCHDOGTIMERWILLBEGINA16SECONDCOUNTDOWNADDITIONALTRANSITIONSATWDIWILLRESETTHEWATCHDOGTIMERANDINITIATEANEWCOUNTDOWNSEQUENCEWDOWILLALSOBECOMELOWANDREMAINSO,WHENEVERTHESUPPLYVOLTAGE,VCC,FALLSBELOWTHEDEVICETHRESHOLDLEVELWDOGOESHIGHASSOONASVCCTRANSITIONSABOVETHETHRESHOLDTHEREISNOMINIMUMPULSEWIDTHFORWDOASTHEREISFORTHERESETOUTPUTSIFWDIISFLOATED,WDOESSENTIALLYACTSASALOWPOWEROUTPUTINDICATORAPPLICATIONINFORMATIONENSURINGTHATRESETISVALIDDOWNTOVCC0VWHENVCCFALLSBELOW11V,THEIMP705708RESETOUTPUTNOLONGERPULLSDOWNITBECOMESINDETERMINATETOAVOIDTHEPOSSIBILITYTHATSTRAYCHARGESBUILDUPANDFORCERESETTOTHEWRONGSTATE,APULLDOWNRESISTORSHOULDBECONNECTEDTOTHERESETPIN,THUSDRAININGSUCHCHARGESTOGROUNDANDHOLDINGRESETLOWTHERESISTORVALUEISNOTCRITICALA100KRESISTORWILLPULLRESETTOGROUNDWITHOUTLOADINGITFIGUREA1RESETCIRCUITMONITORINGVOLTAGESOTHERTHANVCCTHEIMP705708CANMONITORVOLTAGESOTHERTHANVCCUSINGTHEPOWERFAILCIRCUITRYIFARESISTIVEDIVIDERISCONNECTEDFROMTHEVOLTAGETOBEMONITOREDTOTHEPOWERFAILINPUTPFI,THEPFOOUTPUTWILLGOLOWIFTHEDIVIDERVOLTAGEGOESBELOWITS125VREFERENCESHOULDHYSTERESISBEDESIRED,CONNECTARESISTOREQUALTOAPPROXIMATELY10TIMESTHESUMOFTHETWORESISTORSINTHEDIVIDERBETWEENTHEPFIANDPFOPINSACAPACITORBETWEENPFIANDGNDWILLREDUCECIRCUITSENSITIVITYTOINPUTHIGHFREQUENCYNOISEIFITISDESIREDTOASSERTARESETINADDITIONTOTHEPFOFLAG,THISMAYBEACHIEVEDBYCONNECTINGTHEPFOOUTPUTTOMRBIDIRECTIONALRESETPININTERFACINGTHEIMP705/6/7/8CANINTERFACEWITHP/CBIDIRECTIONALRESETPINSBYCONNECTINGA47KRESISTORINSERIESWITHTHERESETOUTPUTANDTHEP/CBIDIRECTIONALRESETPINFIGUREA2IMP705/6/7/8RESETCIRCUITMONITORINGANEGATIVEVOLTAGETHEPOWERFAILCIRCUITRYCANALSOMONITORANEGATIVESUPPLYRAILWHENTHENEGATIVERAILISOK,PFOWILLBELOW,ANDWHENTHE,NEGATIVERAILISFAILINGNOTNEGATIVEENOUGH,PFOGOESHIGHTHEOPPOSITEOFWHENPOSITIVEVOLTAGESAREMONITOREDTOTRIGGERARESET,THESEOUTPUTSNEEDTOBEINVERTEDADDINGTHERESISTORSANDTRANSISTORASSHOWNACHIEVESTHISTHERESETOUTPUTWILLTHENHAVETHESAMESENSEASFORPOSITIVEVOLTAGESGOODHIGH,BADLOWITSHOULDBENOTEDTHATTHISCIRCUITSACCURACYDEPENDSONTHEVCCLINE,THEPFITHRESHOLDTOLERANCE,ANDTHERESISTORSA3BRIEFINTRODUCTIONOFSN65LBC184THESN75LBC184ANDSN65LBC184AREDIFFERENTIALDATALINETRANSCEIVERSINTHETRADESTANDARDF