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[Macro]51单片机最小系统控制3D8 LED光立方Posted on11/06/2011byaGuegu随着越来越多的朋友开始玩起3D8，不少朋友开始不局限于我们提供的上位机程序，以及我们的小卡里面固有的程序，开始玩起自定义的花样。
在之前的3D8串口通讯协议中，还是没有提供具体的操作实例，只是利用串口助手，以及命令行版本的上位机程序，进行介绍。
还是不够形象，今天我就把我手头能找到的单片机都拿出来，一个个驱动3D8给大家看看咯~用到4款单片机，都是STC的（毕竟这个目前是在51初学者中用到的最多的单片机），分别是STC12C5A60S2、STC12C5616AD、STC12C2052AD、STC89C58RD+，前3款都是12系列的1T单片机，而89C58RD就是更早期的型号，与Atmel同档51单片机性能更加接近，是12T的单片机（运算速度慢），其实都可以对3D8进行控制，简而言之，不管是什么类型的单片机，只要能进行波特率为115200的串口通讯，就能驱动3D8。
包括之前讲过的Arduino UNO标准版，都可以。
实现STC最小系统其实非常简单。
除了做好外部时钟电路（时钟晶振为22.1184M）的连接以外，引出4条线（VCC、GND、RXD、TXD）就能进行下载。
我们的3D8无非是将其用一个”伪USB“口封转起来。
因为目前用上述的单片机还无法实现与电脑直接的USB连接通讯，所以，我称之为“伪USB”口，借用这个封装，我们可以比较好地避免引线差错的情况。
而这4条线，也就足矣实现3D8与51最小系统的连接。
也就是说我们的”小卡“，本来就是一个以STC12C5A60S2为核心的最小系统，USB口里面就是这4条线，就多了2个按键而已，而按键的引脚其实就是连接它的2个外部中断引脚。
具体IO分布，请参阅相关数据手册。
插入介绍一下我用的下载系统：一个USB-ISP模块（这个和AVR用的那个不一样，核心为CP2102（若为PL2303也行））；一个小开关板，加入了VCC的开关，因为在下载程序的时候，需要冷启动单片机；一个USB母口的接口。
基于51单片机的红外线遥控智能台灯设计-智能台灯的控制系统电路设计摘要随着社会的发展，智能产品也随着变化，电子产品快速发展，我们家用电器智能化越来越多，常见的智能家居如电饭煲，电磁炉，台灯等主要系统都具有一个共同的特点，那就是利用单片机控制系统作为本次的核心系统，因此带来巨大的方便，本次针对智能家居的台灯控制系统设计，对我国的智能家居发展是十分必要的，有着巨大的市场价值和市场潜力。
本设计以STC89C52为控制芯片，通过对红外传感器和光敏电阻的输出信息信号采集实现对LED灯的控制，达到模拟控制灯光的目的。
论文的主要的目的是完成智能灯光的硬件设计和软件设计，硬件设计的选择包括选型和电路设计；软件是对硬件的每个部分模块进行驱动，对于软件程序的编写可以将硬件部分传感器的数据采集和控制输出功能，从而做到灯光的智能控制。
关键词：STC89C52，智能台灯，光敏电阻，红外传感器Design of infrared remote control intelligent table lamp based on 51 single chip microcomputer-The control system circuit design ofintelligent table lampAbstractWith the development of society, intelligent products are also changing, and electronic products are developing rapidly. More and more intelligent home appliances are used. Common intelligent home systems such as rice cooker, electromagnetic stove, table lamp and so on have a common feature. That is to use the single-chip microcomputer control system as the core system of this time, which brings great convenience. This time, for the intelligent home The design of lamp control system is very necessary for the development of smart home in China, and has great market value and market potential.This design is based on STC89C52 as the control chip, through the acquisition of the output information signal of photoresist and infrared sensor to achieve the control of LED lamp, to achieve the purpose of analog control of light. The main purpose of this paper isto complete the hardware design and software design of intelligent lighting. The choice of hardware design includes selection and circuit design. The software is to drive each part of the hardware module. For the preparation of software program, the data acquisition and control output function of the hardware part of the sensor can be achieved, so as to make the lighting intelligent control.Key words: STC89C52; intelligent table lamp; photosensitive resistance; infrared sensor目录1 绪论 (3)1.1 本设计研究背景 (3)1.2 本设计的目的和意义 (3)1.3 设计方案的提出 (2)2 总体方案的选择 (2)2.1 主控芯片的选择 (2)2.2 三极管驱动模块 (3)2.3 热释电红外传感器 (3)2.4 光敏电阻 (3)2.5 报警模块的选择 (4)2.6 按键控制模块 (4)2.7 信号处理模块的选择 (5)2.8 手势模块的选择 (5)2.9 智能灯光方案的确定 (5)3 硬件设计 .................................................. 错误!未定义书签。
天津职业大学二○一五～二○一六学年第1学期电子信息工程学院通信系统综合实训报告书课程名称：通信系统综合实训班级：通信技术（5）班学号：1304045640 1304045641 1304045646姓名：韩美红季圆圆陈真真指导教师：崔雁松2015年11月17日一、任务要求利用C51单片机设计开发一套红外线收发、显示系统。
具体要求：●编写相关程序（汇编、C语言均可）；●用Proteus绘制电路图并仿真实现基本功能；●制作出实物二、需求分析（系统的应用场景、环境条件、参数等）现在各种红外线技术已经源源不断进入我们的生活中，在很多场合发挥着作用。
机场、宾馆、商场等的自动门，会在人进出时自动地开启和关闭。
原来，在自动门的一侧有一个红外线光源，发射的红外线照射到另一侧的光电管上，红外线是人体察觉不到的。
当人走到大门口，身体挡住红外线，电管接收不到红外线了。
根据设计好的指令，触发相应开关，就把门打开了。
等人进去后，光电管又可以接到红外线，恢复原来的线路，门又会自动关闭。
因此这种光电管被称为“电眼”，在许多自动控制设备中大显身手。
在家庭中，许多电子设备如彩色电视、空调、冰箱和音响等，都使用了各种“红外线遥控器”。
利用它我们可以非常方便的转换电视频道或设定空调的温度档次。
三、概要设计（系统结构框图/系统工作说明流程图）红外线收发、显示系统硬件由以下几部分组成：红外遥控器，51单片机最小系统，接收放大器一体集成红外接收头，LED灯显示电路。
红外线接收是把遥控器发送的数据(已调信号)转换成一定格式的控制指令脉冲(调制信号、基带信号)，是完成红外线的接收、放大、解调，还原成发射格式（高、低电位刚好相反）的脉冲信号。
这些工作通常由一体化的接收头来完成，输出TTL兼容电平。
最后通过解码把脉冲信号转换成数据，从而实现数据的传输。
红外遥控系统电路框图四、详细设计（Proteus电路图、程序流程图、源程序清单）1）Proteus电路图：2）程序流程图：程序是首先初始化红外接收端口，然后检测是否接收红外信号，如果接收到红外信号就调用接收子程序，然后就通过L 额度LED 显示当前按键的结果，如图所示：程序流程图3）源程序清单：#include<reg51.h> //头文件#define uchar unsigned char //这里用"uchar"代替"unsigned char"，"uchar"用来定义无符号字符型数。
目录第一章设计简介 (2)第二章系统方案 (2)一、设计方案对比 (2)二、方案设计 (4)第三章硬件设计 (4)一、红外遥控器 (4)二、红外接收模块部分 (6)第四章软件设计 (7)一、红外遥控器软件设计 (7)二、红外接收模块软件设计 (10)三、程序代码 (10)第五章测试及分析 (10)第六章结论 (10)第七章参考文献 (11)附录一（程序代码）： (12)第一章设计简介本设计分为红外遥控器与红外接收模块两部分。
红外遥控器包括矩阵键盘、增强型51单片机（STC11L04E）、红外发射电路组成。
单片机扫描矩阵键盘后，将按键状态进行信源编码与信道编码，载波（38k脉冲）后由红外发射器发射。
红外接收模块部分由传统51单片机、数码管、一体化红外接收头组成。
一体化红外接收头将信号进行限幅放大、带通滤波、解调、积分、整形后输出解调信号至单片机，并由单片机输出解调信号。
第二章系统方案一、设计方案对比红外遥控器部分2.1.1 主控芯片方案一：HT6222方案二：STC11L04E分析：传统红外遥控器芯片HT6222具有性价比高、功能强大、稳定可靠、使用简单等特点，但该芯片难以零购。
STC11L04E为增强型51单片机，控制灵活（载波频率可调、通信协议可变更、用户码可变换）、价格较HT6222稍贵。
STC11L04E最大的特别是低功耗，功作电压低3.3V，易于应用于移动设备。
结论：由于STC11L04E单片机的灵活性以及学习性（可增强我们对一个完整通信系统的理解）。
因此我们采用方案二。
2.1.2 矩阵键盘方案一：3*6*2.5 贴片轻触开关方案二：6*6*6 直插轻触开关分析：3*6*2.5贴片轻触开关虽然体积小巧、美观，但与6*6*6直插轻触开关对比，在制板布线上较繁锁。
结论：综上，我们采用6*6*6直插轻触开关，使得整体布线简单，可布单面版，简化制板流程。
2.1.3电源模块方案一：钮扣电池CR2032方案二：可充电锂电池18650分析：可充电锂电池18650容量大，节能环保（可多次利用），但体积大。
基于51单片机的红外遥控小车设计和制作本文介绍一款红外线遥控小车，以AT89S51单片机为核心控制器，用L289驱动直流电机工作，控制小车的运行。
本款小车具有红外线遥控手动驾驶、自动驾驶、寻迹前进等功能。
本系统采用模块化设计，软件用C语言编写。
一、设计任务和要求以AT98C51单片机为核心，制作一款红外遥控小车，小车具有自动驾驶，手动驾驶和循迹前进等功能。
自动驾驶时，前进过程中可以避障。
手动驾驶时，遥控控制小车前进、后退、左转、右转、加速等操作。
寻迹前进时小车还可以按照预先设计好的轨迹前进。
二、系统组成及工作原理本系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分主要完成红外编码信号的发射和接受、障碍物检测、轨迹检测、直流电机运行的发生等功能。
软件主要完成信号的检测和处理、设备的驱动及控制等功能。
AT89S51单片机查询红外信号并解码，查询各个检测部分输入的信号，并进行相应处理，包括电机的正反转，判断是否遇到障碍物，判断是否小车其那金中有出轨等。
系统结构框图如图1所示。
图1 系统结构框图三、主要硬件电路1、遥控发射器电路该电路的主要控制器件为遥控器芯片HT6221，如图2所示。
HT6221将红外码调制成38KHZ的脉冲信号通过红外发射二极管发出红外编码。
图2中D1是红外发射二极管，D2是按键指示灯，当有按键按下时D2点亮。
HT6221的编码规则是：当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，如果这个按键按下且延迟大约108ms，这108ms发射代码由一个起始码(9ms)，一个结果码(4.5ms)，低8位地址码(9ms~18ms)，高8位地址码(9~18ms)，8位数据码(9~18ms)和这8位数据码的反码(9~18ms)组成，如果按键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。
按照上图的接法，K1~K8的数据码分别为：0x00，0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07。
单片机红外控制发射器设计【详细】摘要随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。
传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。
而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。
本设计主要应用了A T89C2051单片机作为核心，综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识，应用红外光的优点。
遥控操作的不同，遥控发射器通过对红外光发射频率的控制来区别不同的操作。
遥控接收器通过对红外光接收频率的识别，判断出控制操作，来完成整个红外遥控发射、接收过程。
其优点硬件电路简单，软件功能完善，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。
关键词：单片机，红外遥控，中断，定时，计数，频率AbstractWith the development of our society and the gradual improvement of science and technology, various kinds of help remote control systems have began to enter people’s life. The traditional remote controllers adopt special remote control code and decode integrated circuits, though this kind of method is simply and easily, it is only the practical application of some certain special electric equipments because of the counted functional keys is counted and the restricted function, so the range of application is limited. But the remote controllers which adopt the microprocessors have many advantages such as flexible operating and unceremonious manipulative keys.The design has used A T89C2051 microprocessor as core, integratively apply the interruptive system, timer , counter ,etc. mainly to design originally and also take the advantage of the infrared light. The remote control launcher distinguishes different operation through the control on frequency of infrared emission of light. The remote control receiver judges control operation by adopting the discerned frequency of the received infrared light to finish the whole launching and receiving course.Its advantage is that the hardware circuit is simple, the software is with perfect function, have certain use and reference valueKeywords:Microprocessor, Infrared remote control，Interrupt，Timing，Counting，Frequency目录摘要 (I)Abstract (I)1 绪论 (5)1.1 单片机的产生与发展 (5)1.2红外通信技术概述 (3)1.2.1红外概述 (3)1.2.2 选择红外遥控的原因 (3)1.2.3红外的简单发射接收原理 (4)2.1 设计目的与原理 (4)2.2单片机红外遥控发射器设计原理 (4)2.3 单片机红外遥控接收器设计原理 (5)3系统硬件电路设计 (6)3.1有关A T89C2051单片机的介绍 (6)3.1.1简介 (6)3.1.2引脚介绍 (6)3.1.3 A T89C2051单片机的主要组成部分 (8)3.2定时器/计数器 (9)3.2.1主要特性 (9)3.2.2定时/计数器0和1的控制和状态寄存器 (10)3.2.3 T0和T1的4种工作方式 (12)3.3独立式按键结构 (12)3.4低功耗控制电路 (13)3.4.1低功耗的实现方法 (13)3.4.2 掉电保护和低功耗的设计 (13)3.5 CPU时钟电路 (16)3.6 复位电路 (17)3.6.1复位状态 (17)3.6.2 复位电路 (17)3.7 红外发射电路的设计 (18)3.8 红外接收电路的设计 (19)3.9 完整的系统电路设计图 (20)4 系统软件设计 (20)4.1遥控发射器程序设计 (20)4.1.1程序总体结构 (20)4.1.2 伪指令和初始化程序 (22)4.1.3键盘扫描程序 (24)4.1.4 中断服务程序 (25)4.2 遥控接收器程序设计 (27)4.2.1 程序总体结构 (27)4.2.2 初始化程序 (29)4.2.3 计数值比较程序 (30)4.2.4 定时器1中断服务程序 (30)5 总结与展望 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 (35)附录2 (37)1 绪论1.1单片机的产生与发展为适应社会发展的需要,微型计算机不断的更新换代,新产品层出不穷。
目录0. 引言 (1)1.设计方案 (2)1.1 系统方案选择 (3)1.2 系统构成框图 (5)2. 系统设计 (6)2.1 硬件原理 (8)2.1.1 硬件组成介绍 (8)2.1.2 电路各部分功能原理 (13)2.2 软件流程 (15)2.3 实验与仿真 (21)2.4 实物图 (23)结论 (24)参考文献 (25)附录1原理图 (26)附录2 源程序 (26)基于单片机红外遥控LED灯控制系统设计与实现0.引言随着国民经济的快速发展和社会进步，教育在全社会愈加被关注和重视，校园规模也随着受教育者的数量增加而不断扩大，教室的数量也大幅度增加。
为使师生有舒适的教学和学习的环境，无论是教室的面积、设施和照度，校方在力所能及的范围内，都付出了十分的努力。
但由于学校开放型的管理模式，以及全员的节能意识的淡薄，高校的教室在白天室内照度很高的情况下，仍然普遍存在开灯作业；即使室内无人或人数很少的情况下，也是全部开启室内照明。
夜间许多教室，即使仅有几个学生在教室自习，但室内照明全部开启，绝不会有师生因为只有少数人而仅开几盏灯。
LED被认为是21世纪的照明光源。
LED发光器件是冷光源，光效高，工作电压低，而且能耗低，同样亮度下，LED能耗为白炽灯的10％，荧光灯的50％。
LED寿命可达10万小时，是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍。
用LED替代白炽灯或荧光灯，环保无污染。
使用安全可靠，便于维护。
我国照明用电占总发电量的12％。
目前，公共建筑的照明灯具控制大多采用手动开关，经常出现没有及时开关的现象，从而造成大量的能源浪费和使用上的不便。
另外，不必要的使用，也会缩短灯具的使用寿命。
本文阐述了一套LED智能照明控制系统设计方案，可以根据工作环境中是否有人员和环境补光亮度等来自动控制照明的开关和亮度。
采用本系统具有提高用电效率，节约电能和缓解了用电高峰的电力供双重作用。
单片机的出现至今已经有30多年的历史了。
51单片机控制的红外遥控光立方的设计与制作
作者：吴特威
来源：《世纪之星·交流版》2016年第05期
一、引言
现代信息化社会高速发展，大屏幕向消费类多媒体应用渗透。
数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，大屏幕显示设备将代替传统的显示设备成为中心。
伴着电子行业的飞速发展，越来越多的电子爱好者，对于光立方产生了很浓厚的兴趣。
有绝大部分的人把光立方研究作为一种职业，光立方的技术也在不断的成熟，不仅具有了学习价值同时也具备了商业价值。
光立方最早在2009年10月1日天安门广场举行的国庆联欢晚会上面世，是一种基于LED 发展基础上所衍生的产物。
目前国内成功案例有很多效果也各有千秋，例如有显示图形图案的，有显示动态图案的，还有的具有音频AD效果等。
一般都是主控采用STC12C5A60S2，驱动采用74HC573以及ULN2803达林顿管。
光立方主要是引用了LED外发光技术，我国LED 经过这几年的发展，主要在华东，华北，华南区域形成了一批具有一定规模的企业，LED在规模发展的同时，技术推陈出新，目前约20余家研究机构和企业在进行LED的研究和开发，但与国外的差距还是比较大的。
主要原因是目前在投入资金、设备和人才均无法和国外相比，而且研究机构也相对的分散。
但一些科研所如中国科学院物理所和长春光机与物理所、北京大学、石家庄十三所等单位也相继展开了这方面的研究，并取得了可喜的进步，不断缩减与国外的差距。
1.设计的总体要求和方案选择
本次设计制作一个8*8*8的光立方，能通过编写程序来实现对每个发光二极管的亮灭控制，从而可以显示多种多样的图案。
同时在这个基础上加以创新，添加了红外遥控模式。
借鉴单片机控制LED点阵显示的原理，通过系统分析，确定该系统具有哪些功能，哪些模块，各个模块之间是怎样连接的，以及怎样组合电路是最合理的，即硬件方案设计。
编写硬件电路的相应软件程序部分，利用仿真软件对程序进行测试修改。
电路系统焊接完毕后，测试整个系统模块的功能，看各个功能是否能正常运行，并依据测试结果找出错误加以调整至测试成功达到毕业设计要求。
2. 光立方设计的主要内容
（1）初步整体方案的选择和论证搜索和光立方关的相关资料，参照目前通用的设计思想和设计方法拟定2套设计方案进行比较：第一套是以STC12C5A60S2为核心控制器件，以
74HC595为驱动芯片，LED选用512。
第二是以C51为核心控制器件，以74HC573为驱动芯片，LED同样选用512。
基于对C51的理解和节省成本的前提下，最终选定了第二套方案。
（2）方案的实现。
根据第二套设计方案通过protel99se设计相应的原理图。
同时进行512LED的灯架焊接和最小系统的搭建。
（3）软件的编写。
根据硬件特点和设计要求，再通过对“邵士媛，徐维祥.C语言程序设计”和“郭天祥.新概念51单片机C语言教程”的查阅.软件选用C语言编程。
程序按功能分静态，红外遥控等多个相对独立的模块，然后按照所划分的模块一一编程，最后整合起来。
（4）验证与测试。
测试分为硬件测试，软件测试和系统联合测试。
硬件测试：测试LED 塔架的焊接，有无漏焊，虚焊，阳极阴极有无焊错，74HC573芯片的测试等。
软件测试：检验程序的对错。
统联合测试：检测作品有无达到设计的要求。
（5）总结。
设计作品完成后对设计过程中所遇到的困难，经验教训进行总结分析。
二、系统总体方案设计
1.系统总体硬件选择
3D显示屏核心控制器采用51单片机，单片机是集成了CPU、ROM、RAM和I/0口的微型计算机具有很强的接口性能，非常适合于工业控制，且品种齐全，型号多样CPU从8、16、32到64位，多采用RISC技术，片上I/O口丰富集成有A/D，PWM，显示驱动，函数发生器，键盘控制等。
除此之外还具有低电压和低功耗的特点。
电路电源直接采用5V电源、LED发光二极管选取单色蓝光LED作为本次设计显示色彩、I/O口扩展芯片选取带有有数据锁存功能的74HC573芯片。
二、系统总体软件方案的选择
编辑语言采用简洁灵活，兼容性高，编译简单，执行效率高，对于循环使用方便的C语言
三、光立方的制作
1. 3DLED光立方工作原理
利用单片机控制LED点阵显示的原理和控制技术，来控制光立方显示。
通过编写程序控制不同的LED显示，显示所要显示的内容。
2.3DLED光立方的搭建
（1）由点到线。
准备一块洞洞板，一些排针做一个简易的磨具所示，将折弯好的LED分别插入一排插入以后，其阳极正好可以搭接在一起，进行焊接，实现共阳极的操做。
（2）由线到面。
将焊好的一条一条LED放在磨具上，实现共阴极的焊接。
（3）由面到体。
将垂直各面依次插到洞洞板上面，将露出的阳极引脚横向折90°，使其可以前后同一高度，最后稍微调整一下各个垂直面之间的间距，再通过漆包线实现各层的阴极相连。
四、系统硬件的设计
单片机最小系统，包括时钟电路和复位电路。
红外遥控模块由红外发射和红外接收两部分组成，发射电路部分主要实现红外信号的编码产生以及发射，接收电路部分主要实现红外信号的接收、解码等。
液晶显示屏采用串口HMI，直接调用模块。
74HC573驱动模块和74LS573的管脚一样。
器件的输入是和标准CMOS输出兼容的；加上拉电阻，它们能和LS/ALSSTTL 输出兼容。
五、系统软件的设计
系统软件采用 C语言编写，按照模块化的思路设计程序。
首先分析程序所要实现的功能，程序要实现静态显示，动态显示等。
通过按键控制程序选择不同的显示程序进行显示。
主程序的工作流程图如图 1所示：
图1主程序工作流程图
六、系统检测及结果分析
硬件测试对照电路图和实际线路检查是否正确，包括错接、少接、多接等；用万用表检查焊接和接插是否良好：元器件之间是否存在短、二极管正负极有无弄反、电源地有无接错。
将电源接入电路，用万用表电压档检测电源电压，观察有无异常现象。
如冒烟、异常气味、元器件发烫等。
软件测试在程序的编写中用keil编写，keil软件可以生成.HEX文件我们用到的下载软件是PROGISP这个软件，这个软件可以识别.HEX文件，只有.HEX文件可以写入单片机。
在程序的编写过程中全是采用C语言编程。
联合测试将所有焊接好的模块用杜邦线连接起来，载入程序观察是否可以达到预计的效果。
七、结论
本次设计预期要求：LED显示屏各点亮度均匀，可显示图形或文字，而且显示图形或文字显示稳定、清晰无干扰。
通过对单片机最小系统模块、红外遥控模块、液晶显示屏模块（HMI），74HC573驱动模块的添加，硬件件和软件的运行还算比较稳定，所呈现的动画与程序中预期的效果吻合，符合设计的要求
然而本次设计还存在许多不足的地方和可以改进的部分例如：还可以在本设计的基础上增加音频等功能，还可以在串口HIM的页面设计上做的更好一点做到控制光立方每一个led的的亮灭，当然，要增加这些功能51单片机的IO口是不足的，所以要用到其它开发板如89S52。
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