芯耀
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一、項(xiàng)目介紹
隨著科技的不斷發(fā)展，紅外遙控器已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪衅毡槭褂玫囊环N電子設(shè)備。它能夠給我們帶來(lái)便捷和舒適，減少人工操作的繁瑣性。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)候我們可能需要制作一個(gè)自己的紅外遙控器，以便于更好地滿足個(gè)性化需求。這樣的需求可能來(lái)自于家庭影音設(shè)備的控制、智能家居系統(tǒng)的控制，或者其他自動(dòng)化控制方案等。
本項(xiàng)目的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)的單片機(jī)紅外遙控器，使用戶能夠自己定制并控制各種電子設(shè)備。通過使用鍵盤矩陣和紅外發(fā)射二極管，用戶只需按下相應(yīng)的按鍵即可發(fā)送紅外信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)備的控制。此外，為了方便用戶知道當(dāng)前按下的鍵值，我們還添加了數(shù)碼管顯示的功能，使用戶可以直觀地看到自己所按下按鍵的值。
通過這個(gè)項(xiàng)目，可以學(xué)習(xí)到單片機(jī)的基本原理和應(yīng)用、鍵盤矩陣和紅外遙控的工作原理、數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式等知識(shí)。并且，還可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行各種擴(kuò)展和改進(jìn)，如增加更多按鍵、添加更多的電子設(shè)備控制功能等。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 硬件設(shè)計(jì)
【1】主控芯片
選擇STC89C52作為主控芯片，該芯片具有強(qiáng)大的功能和廣泛的應(yīng)用，可以滿足本設(shè)計(jì)的需求。
【2】鍵盤設(shè)計(jì)
采用4x4矩陣鍵盤作為輸入設(shè)備，通過行列掃描的方式讀取用戶按鍵情況。每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的鍵值，模擬電視機(jī)遙控板的鍵值。
【3】紅外線發(fā)送設(shè)計(jì)
使用紅外線發(fā)射二極管，根據(jù)NEC協(xié)議發(fā)送控制碼。NEC協(xié)議是一種常用的紅外遙控協(xié)議，它定義了紅外信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)和通信規(guī)則。
【4】數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)
使用4位數(shù)碼管進(jìn)行鍵值數(shù)值的顯示。將鍵值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管段碼，通過依次設(shè)置4位數(shù)碼管的段選信號(hào)和位選信號(hào)，顯示對(duì)應(yīng)的鍵值數(shù)值。
2.2 軟件設(shè)計(jì)
【1】 鍵盤掃描與鍵值獲取
通過設(shè)置行和列的IO口狀態(tài)，循環(huán)掃描鍵盤，當(dāng)有鍵被按下時(shí)，獲取對(duì)應(yīng)的鍵值。
【2】紅外控制碼發(fā)送
根據(jù)NEC協(xié)議的要求，生成控制碼的高低電平序列，并通過紅外發(fā)射二極管發(fā)送出去。
三、源代碼
#include <reg51.h>
// 定義鍵盤矩陣的行和列
sbit ROW1 = P0^0;
sbit ROW2 = P0^1;
sbit ROW3 = P0^2;
sbit ROW4 = P0^3;
sbit COL1 = P0^4;
sbit COL2 = P0^5;
sbit COL3 = P0^6;
sbit COL4 = P0^7;
// 定義紅外發(fā)射二極管的IO口
sbit IR_LED = P2^0;
// 定義數(shù)碼管的IO口
sbit DIGIT1 = P1^0;
sbit DIGIT2 = P1^1;
sbit DIGIT3 = P1^2;
sbit DIGIT4 = P1^3;
sbit SEG_A = P1^4; // 數(shù)碼管段A
sbit SEG_B = P1^5; // 數(shù)碼管段B
sbit SEG_C = P1^6; // 數(shù)碼管段C
sbit SEG_D = P1^7; // 數(shù)碼管段D
// 定義按鍵值對(duì)應(yīng)的控制碼
unsigned char keyTable[4][4] = {
{'1', '2', '3', 'A'},
{'4', '5', '6', 'B'},
{'7', '8', '9', 'C'},
{'*', '0', '#', 'D'}
};
// 函數(shù)聲明
void delay(unsigned int time);
unsigned char scanKeyboard(void);
void sendIRCode(unsigned char code);
void displayValueOn7Segment(unsigned char value);
void main()
{
unsigned char keyValue;
while (1)
{
// 掃描鍵盤，獲取鍵值
keyValue = scanKeyboard();
if (keyValue != '?') // 按鍵按下
{
// 發(fā)送紅外控制碼
sendIRCode(keyValue);
// 數(shù)碼管顯示鍵值
displayValueOn7Segment(keyValue);
}
}
}
// 延時(shí)函數(shù)
void delay(unsigned int time)
{
unsigned int i, j;
for (i = 0; i < time; i++)
{
for (j = 0; j < 1000; j++);
}
}
// 掃描鍵盤并獲取鍵值
unsigned char scanKeyboard(void)
{
unsigned char row, col;
ROW1 = 0; ROW2 = 1; ROW3 = 1; ROW4 = 1; // 第1行置低，其余行置高
if (COL1 == 0) { delay(10); while (COL1 == 0); return keyTable[0][0]; }
if (COL2 == 0) { delay(10); while (COL2 == 0); return keyTable[0][1]; }
if (COL3 == 0) { delay(10); while (COL3 == 0); return keyTable[0][2]; }
if (COL4 == 0) { delay(10); while (COL4 == 0); return keyTable[0][3]; }
ROW1 = 1; ROW2 = 0; ROW3 = 1; ROW4 = 1; // 第2行置低，其余行置高
if (COL1 == 0) { delay(10); while (COL1 == 0); return keyTable[1][0]; }
if (COL2 == 0) { delay(10); while (COL2 == 0); return keyTable[1][1]; }
if (COL3 == 0) { delay(10); while (COL3 == 0); return keyTable[1][2]; }
if (COL4 == 0) { delay(10); while (COL4 == 0); return keyTable[1][3]; }
ROW1 = 1; ROW2 = 1; ROW3 = 0; ROW4 = 1; // 第3行置低，其余行置高
if (COL1 == 0) { delay(10); while (COL1 == 0); return keyTable[2][0]; }
if (COL2 == 0) { delay(10); while (COL2 == 0); return keyTable[2][1]; }
if (COL3 == 0) { delay(10); while (COL3 == 0); return keyTable[2][2]; }
if (COL4 == 0) { delay(10); while (COL4 == 0); return keyTable[2][3]; }
ROW1 = 1; ROW2 = 1; ROW3 = 1; ROW4 = 0; // 第4行置低，其余行置高
if (COL1 == 0) { delay(10); while (COL1 == 0); return keyTable[3][0]; }
if (COL2 == 0) { delay(10); while (COL2 == 0); return keyTable[3][1]; }
if (COL3 == 0) { delay(10); while (COL3 == 0); return keyTable[3][2]; }
if (COL4 == 0) { delay(10); while (COL4 == 0); return keyTable[3][3]; }
return '?'; // 未按鍵返回空字符
}
// 發(fā)送紅外控制碼
void sendIRCode(unsigned char code)
{
// 根據(jù)NEC協(xié)議生成紅外控制碼的高低電平序列
// 將紅外控制碼通過紅外發(fā)射二極管發(fā)送出去
unsigned int i;
unsigned int startHighTime = 9000; // 紅外協(xié)議起始高電平時(shí)間（μs）
unsigned int startLowTime = 4500; // 紅外協(xié)議起始低電平時(shí)間（μs）
unsigned int bitHighTime = 560; // 紅外協(xié)議數(shù)據(jù)位高電平時(shí)間（μs）
unsigned int bit0LowTime = 560; // 紅外協(xié)議數(shù)據(jù)位0低電平時(shí)間（μs）
unsigned int bit1LowTime = 1690; // 紅外協(xié)議數(shù)據(jù)位1低電平時(shí)間（μs）
// 發(fā)送起始高電平
IR_LED = 1;
delayMicroseconds(startHighTime);
// 發(fā)送起始低電平
IR_LED = 0;
delayMicroseconds(startLowTime);
// 逐位發(fā)送數(shù)據(jù)位
for (i = 0; i < 8; i++)
{
if (code & 0x01) // 當(dāng)前位為1
{
IR_LED = 1;
delayMicroseconds(bitHighTime);
IR_LED = 0;
delayMicroseconds(bit1LowTime);
}
else // 當(dāng)前位為0
{
IR_LED = 1;
delayMicroseconds(bitHighTime);
IR_LED = 0;
delayMicroseconds(bit0LowTime);
}
code >>= 1; // 移位獲取下一位
}
}
// 數(shù)碼管顯示鍵值
void displayValueOn7Segment(unsigned char value)
{
unsigned char digitCode[10] =
{
0x3F, // 顯示數(shù)字0
0x06, // 顯示數(shù)字1
0x5B, // 顯示數(shù)字2
0x4F, // 顯示數(shù)字3
0x66, // 顯示數(shù)字4
0x6D, // 顯示數(shù)字5
0x7D, // 顯示數(shù)字6
0x07, // 顯示數(shù)字7
0x7F, // 顯示數(shù)字8
0x6F // 顯示數(shù)字9
};
unsigned char digit1, digit2, digit3, digit4;
digit1 = digitCode[value / 1000];
digit2 = (digitCode[value / 100]) & 0x7F; // 去掉小數(shù)點(diǎn)
digit3 = (digitCode[value / 10]) & 0x7F; // 去掉小數(shù)點(diǎn)
digit4 = (digitCode[value % 10]);
// 設(shè)置位選并顯示數(shù)碼管的段碼
DIGIT1 = 0; DIGIT2 = 1; DIGIT3 = 1; DIGIT4 = 1;
P1 = digit1;
delay(5); // 延時(shí)一段時(shí)間，使數(shù)碼管顯示較穩(wěn)定
DIGIT1 = 1; DIGIT2 = 0; DIGIT3 = 1; DIGIT4 = 1;
P1 = digit2;
delay(5);
DIGIT1 = 1; DIGIT2 = 1; DIGIT3 = 0; DIGIT4 = 1;
P1 = digit3;
delay(5);
DIGIT1 = 1; DIGIT2 = 1; DIGIT3 = 1; DIGIT4 = 0;
P1 = digit4;
delay(5);
}
