基于单片机的模拟量转换成为数字量红外数据发射与接收系统

论文总字数：13756字

摘 要

现代社会发展越来愈快，人们对于数据共享的需求也是日益剧增，而红外通信则成为现代社会不可缺少通信方式。所以本课题就根据现代社会对数据通信的需求设计了一款基于单片机的红外接收发送装置。

本文主要通过利用MSP430单片机对模拟量以及数字量处理的强大功能来实现红外信号的接收与发送的步骤，最后通过对接收的信号进行处理，将发送信号对应的显示在LCD屏幕上，从而达到数据传输的要求

关键字：红外线；单片机；数据接收发送；LCD屏幕

The infrared data sending and receiving system based on single chip microcomputer

Abstract

With the rapid development of modern society, people's demand for data sharing is also increasing dramatically, and infrared communication has become an indispensable way of communication in modern society. Therefore, according to the needs of modern society for data communication, this paper designs an infrared receiving and sending device based on single chip microcomputer.

In this paper, we use MSP430 MCU to process analog and digital signals to realize the steps of infrared signal receiving and transmitting. Finally, we process the received signal and display the corresponding signal on LCD screen to meet the requirements of data transmission.^[1]

Keywords: infrared; single chip; data receiving and sending; LCD screen

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1课题的目的及意义 1

1.2红外数据传输在国内外的发展状况 1

第二章 系统方案及总体设计 2

2.1系统方案的功能要求 2

2.2系统的方案总体设计 2

2.2系统方案论证 2

第三章 硬件系统设计 4

3.1系统硬件总体设计原理 4

3.2 MSP430单片机简介 4

3.3 模拟量输入电路设计 5

3.4 I/O模块电路设计 7

3.5LCD液晶驱动选型及电路设计 8

3.6 红外发送与接收模块电路设计 9

第四章 系统程序设计部分 11

4.1 I/O模块程序设计 11

4.2 A/D转换模块程序设计 12

4.3红外收发模块程序设计 13

4.4液晶驱动模块设计 14

第五章 系统调试 16

致谢 17

参考文献 18

第一章 引言

1.1课题的目的及意义

在人们生活中或者是在工业中有许多环境不适合人们直接操作，在生活中人们对于各种电器的控制，平日里我们放假在家休息，需要一些放松的活动，大部分人们选择电视，在离电视两米远的地方控制电视则需要靠红外传播，类比一下，空调、投影机等一系列生活中不方便直接用肢体控制的电器就可以用红外轻松控制。在工业中会出现许多危险、不方便的地方，例如：高温、高压、强酸、辐射等，人们不可能在这等危险的环境中对设备进行控制，所以红外传输控制就成了最优控制。红外遥控通过红外通信的方式进行控制, 具有超功耗、低成本、高可靠性、体积小、结构简单、避免人身伤害等优点, 是一种先进的控制方式, 具有广阔的应用前景。^[2]

1.2红外数据传输在国内外的发展状况

自从红外线在1800年被人类发现以来，人类就发现了红外线具有广泛的应用空间，从那时开始便一直注重红外线的开发，目前已经利用红外线开发出众多的功能，而红外数据传输则是这众多功能之一，也是应用最为广泛的技术。

由于调制解调技术的不断发展，红外传输技术得到了质的飞跃。在1993年，国际红外协会成立了，红外数据协会的目标是建立通用的、低功率的互联标准，支持近距离点到点的用户模式，这大大提高了红外数据传输的发展。^[3]

自2000开始全球已经有近1，7亿台配有国际红外线协会要求的电子产品进入市场比如有百分之九十五的笔记本电脑就安装了红外收发器接口，特别是在电子游戏机市场有着巨大的潜力。^[2]从2001年开始，国际红外协会组件的价格已经从5美金降到2美金，各大厂商也将工厂建在亚洲等劳动力丰富且廉价的地方，这样就促进红外的创造与发展，直至今日，红外已经形成非常大的规模。

国内厂商也注意到了红外线的广大市场，在很多国家中，有很多的软硬件厂商使用红外通信技术，目前主流的软硬件平台都可以使用红外通信。在国内的电子产品市场上，红外通信也占有了不小的位置，尤其是国产手机中的小米、华为等，这些厂商的手机始终搭配了红外传感器，由此可见红外技术的应用覆盖度，技术成熟度领先于各类无线通信技术。

第二章 系统方案及总体设计

2.1系统方案的功能要求

随着红外线的发展，人们越来越注重用红外线来发送信息，而本次设计就是利用MSP430单片机其进行设计。

本次设计所使用的单片机是16位的MSP430单片机，比基础的51单片机的功能更加丰富，^[4]430单片机在运算速度、使用功率和抗干扰方面都有较大的改善，尤其是其超低功耗的特点，使430单片机在众多单片机脱颖而出，因为超低功耗不仅用电量少，而且使用寿命也大大加长了。

主要功能为单片机接收外部的模拟量，然后在机内将模拟量转换成数字量，将数据以红外的方式发送出去，然后接收端将其接收并将数据整理，为了可以观察出模拟量，就需要增加一个显示器。系统的大致流程如图一。

图2.1系统流程图

2.2系统的方案总体设计

本次设计主要是对单片机的模拟量转化为数字量也就是ADC模块的使用，以及红外收发装置的使用。

本次设计的模拟量将使用电位器和光敏电阻作为模拟量的输入，然后通过单片机内部的ADC模块，将电位器和光敏电阻的实时电压转换成与之对应的数字量。通信则采用串口通信以及红外收发器的结合以达到题目的要求。为了使数据更加明了，在接收端增加一个LCD显示器来显示电位器的实时电压值。

2.2系统方案论证

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