基于单片机的红外遥控系统 第6页3.7 步进电机控制电路
步进电机的驱动电路本设计采用的是ULN2003，ULN2003(国产型号为5G1413)是七路达林顿驱动器阵列，是个集电极开路(OC)输出的反器。ULN2003 是高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN达林顿管组成。ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。最大驱动电流可以达到500mA，ULN2004也有这样的优点，但是相比之下当然是2003价格优惠，经济使用，ULN2003的参数见表3-4，引脚介绍见图3-11。
表3-4 ULN2003主要参数
参数名称 符号 数值 单位
输入电压 VIN 30 V
输入电流 IIN 25 mA
功耗 PO 1 W
工作环境温度 Topr -20to+85 ℃
贮存温度 Tstg -55to+150 ℃
图3-11 ULN2003引脚图
本设计在驱动之前又加一个价格便宜的74LS14的反相器就可以实现最终的结果还是同相，步进电机根据P1口脉冲转动，具体的电气原理设计图如下图3-12：
图3-12 步进电机驱动电路
3.8 键盘和低功耗空闲方式控制电路
行列式操作键盘又称为矩阵式键盘。用I/O线组成行、列结构，按键设置在行列的交点上，行列线分别连接到按键开关的两端，键盘中有无键按下是由列线送入扫描字、行线读入行线的状态来判断的。为了提高CPU效率，同时也为了节约电池电源能量，遥控器采用按键中断扫描方式。无键按下时，单片机处于低功耗空闲待机方式，有键按下时触发外部中断实现查键及执行键功能程序。
AT89C2051的CPU有两种节点工作方式即空闲方式和掉电方式，遥控器采用了空闲节电工作方式。当CPU执行完置IDL=1（PCON.0=1）指令后，系统进入了空闲工作方式，这时内部时钟不向CPU提供，而只提供给中断、串行口、定时器部分。遥控器退出低功耗空闲方式电路由IN4148二极管组成“与门”实现。当有键按下时，由“与门”触发外部中断1发生中断，单片机退出空闲工作方式，进入键盘和红外发射程序，结束后又进入低功耗空闲方式待机。使用过程中单片机基本上都处于空闲工作方式，功耗相当低，从而为使用电池电源提供了保障。具体电路如下图3-13所示。
图3-13 遥控器部分电路
3.9 小结
在接到毕业设计题目-基于单片机的红外遥控系统 第6页时，我考虑了很久，清楚知道系统硬件设计是本次设计的首先要解决的问题，经过到图书馆查很多相关的资料，经过张老师的指导，而且我对单片机的爱好，最后确定了这个红外遥控控制直流电机和步进电机的方案。方案定下来之后，我进一步分析它的可行性，通过进一步的专项资料查找，我进一步优化了系统的设计，包括元器件的选择也做了详细的筛选，最后才确立了最终方案。方案确定后，我便开始采购元器件，着手焊接电路板，边焊接边测试电路的导通情况。焊好的部分电路我都会采用小软件烧入测试的方式检验电路板各个端点电气性是否满足设计要求。经过自己的努力，我成功的焊接好了各个元器件，为后面的软件总体调试打下了坚实的基础。
4 系统软件设计
4.1 单片机MCS-51系列简介
关于单片机MCS-51的编程目前比较多用的是汇编和C语言：汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU，其汇编语言可能有所差异，所以不易移植。然而对于目前普遍使用的RISC架构的8bit MCU来说，其内部ROM、RAM、STACK等资源都有限，如果使用C语言编写，一条C语言指令编译后，会变成很多条机器码，很容易出现ROM空间不够、堆栈溢出等问题。而且一些单片机厂家也不一定能提供C编译器。而汇编语言，一条指令就对应一个机器码，每一步执行什么动作都很清楚，并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制，调试起来也比较方便。所以本设计采用汇编语言编写。
本设计采用Keil C51软件进行编程，Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编、PLM 语言和 C 语言的程序设计，界面友好，易学易用，给我在设计者带来很大的方便。
4.2 遥控器系统的程序设计
4.2.1 初始化程序和主程序
初始化程序和主程序流程图4-1和图4-2所示。初始化程序主要是设置P1口和P3口为高电平状态，关P3.5遥控输出，设置堆栈SP，设置中断优先级IP，选择定时器/计数器1和设置操作模式为自动8位重载模式。
主程序部分首先调用初始化程序，再进入主程序循环状态。在循环中主要有两个任务，即调用键盘程序和进入低功耗空闲待机方式。系统完成键盘查询程序后即进入空闲节点方式，直到外部中断1中断或硬件复位退出，CPU再次转向循环部分调用键盘程序。
图4-1 初始化流程图 图4-2 主程序流程图
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