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单片机控制技术及应用答案「单片机控制技术及应用答案第四版」

admin 2024-09-25 06:05:01 家电故障 0

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大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于单片机控制技术及应用答案的问题,于是小编就整理了2个相关介绍单片机控制技术及应用答案的解答,让我们一起看看吧。

单片机最多应用在什么地方?有什么功能?

单片机控制技术及应用答案

单片机的广泛的应用:

1、工业自动化。主要是过程控制技术、数据采集、测控技术和机电一体化技术(机器人)2、智能仪器仪表。用于提高仪器的精度和准确度。3、消费类电子产品。主要是家电领域。像洗衣机、电冰箱、空调、电视、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。4、通信方面。用于调制解调器、程控交换技术以及各种通信设备。5、武器装备。飞机、军舰、坦克、导弹、鱼雷制导、智能武器装备、航天飞机导航系统等都有单片机深入其中。6、终端机外部设备控制。计算机网络终端设备如银行终端以及计算机外部设备,如打印机、硬盘驱动器、绘图机、传真机、复印机等,在这些设备中都使用了单片机。7、多机分布式系统。可用单片机构成分布式测控系统,它使单片机进入了一个新的水平。基本功能:1、8位数据总线,16位地址总线的CPU;

2、具有布尔处理能力和位处理能力;

3、采用哈佛结构,程序存储器与数据存储器地址空间各自独立,便于程序设计;

4、相同地址的64KB程序存储器和64KB数据存储器;

5、0-8KB片内程序存储器(8031无,8051有4KB,8052有8KB,89C55有20KB);

6、128字节片内数据存储器(8051有256字节);

7、32根双向并可以按位寻址的I/O线;

8、两个16位定时/计数器(8052有3个);

9、一个全双工的串行I/O接口;

10、多个中断源的中断结构,具有两个中断优先级;

11、片内时钟振荡器。单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。

能否用单片机控制发射红外信号来控制空调?

单片机当然可以控制发射红外信号来控制空调

万能遥控器大家用过吗?大家有没有试过用手机来控制空调吗?有些型号的手机集成有红外发射管,可以发出红外信号,既可以用来进行通讯,也可以用来遥控空调、电视等的电器。手机的Soc芯片其实也是一个单片机,只是它的功能比较强大,如果仅仅用来控制发射红外信号来控制空调,普通的单片机同样可以做到的。

单片机控制技术及应用答案

单片机为什么可以控制发射红外信号来控制空调?

红外遥控技术已经应用了发展很多年了,技术已经相当的成熟了。红外发射管可以发出红外线信号,红外发射管则可以接收红外线信号。空调上有红外接收电路,它可以接收到波长与红外接收管对应的红外信号,当然,红外信号的编码规则要符合该品牌空调的指令规则,它才作出相应的动作,就好像“对暗号”一样,不但要收到“暗号”,还有“暗号”正确才会动作。

单片机控制技术及应用答案

主流的红外编码规则有NEC和RC5,以NEC为例,它使用了38KHz的载波频率,由引导码,8位的客户码,8位客户码的补码,8位的按键值,8位按键值的补码组成。

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而空调、电视等电器大多使用NEC的编码规则,想用单片机控制发射红外信号来控制空调,首先要清楚该品牌空调使用的红外编码规则和指令代码,当然这些都是公开的。我们只要用单片机控制红外发射管发出对应指令红外信号,就可以进行遥控空调了。以某品牌某型号的空调为例,通过示波器抓取到遥控器发出的红外线信号的波型如下,而我们用单片机控制红外发射管发出同样波形的信号,大家觉得能遥控吗?

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如果某个品牌的空调不公开编码规则和指令代码,或者对数据进行加密处理,那么我们就没那么容易遥控了,比如想打开加密码的文件就要先经过解密。就像我们平常用的小汽车遥控钥匙,自己的遥控钥匙只能开自己的车。

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从蓝牙诞生就想取代红外,可惜至今未果。以前的智能手机都带红外,就因为蓝牙要取代红外都取消了,目前就是红外不会消失,小米手机很多又加了红外功能。红外结构最简单、也最便宜,别说单片机能实现控制不用单片机都可以。

当然可以使用红外信号来控制空调了。空调遥控器其实就是一个红外信号发射装置,而空调机身具有红外接收探头,可以接收遥控器发出的红外信号并解析,从而实现遥控的功能,电视遥控器也是同样的原理。现在有很多手机具有红外功能,通过匹配通讯协议,就能实现手机遥控电视和空调的作用。下面通过硬件和软降两个方面来和大家分享,红外遥控实现的原理。

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本部分内容包括,红外发射部分原理、红外接收部分原理以及软件编码部分原理。

1 红外发射部分电路原理

红外发射功能主要由红外发射管来实现,红外发射管在外观上和透明的LED发光二极管极为相似,其驱动和控制方式也一直。在使用单片机控制发射管时,一般使用三极管来驱动,NPN三极管和PNP三极管都可以实现。如下图所示使用PNP三极管来实现的。

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PNP三极管的基极通过电阻接单片机的GPIO口,发射管通过限流电阻接在PNP三极管的发射极上。当单片机的GPIO输出高电平时PNP三极管处于截止状态红外发射管不工作;当GPIO输出低电平时PNP三极管导通发射管工作,发出肉眼不可见的红外线,被接收管接收到。遥控器上的每一个按键都有一定的编码,该编码其实就是遵循一定规则的高低电平的脉冲,接收电路解析该脉冲从而执行对应的操作。

2 红外接收部分电路原理

前文说过,红外发射和红外接收是一对,成对使用。发射管是白色的,接收管是黑色的。可以使用三极管搭建接收电路也可以使用比较器来搭建电路,下面用三极管电路展示红外接收的电路。如下图所示。

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在没有接收到红外信号时,接收管不导通,三极管Q1不导通,三极管Q3不导通,单片机接收到持续的高电平;当接收管接收到红外信号时,单片机接收到低电平。当遥控器的按键被按下时,按键对应的编码脉冲就会被单片机所接收到,单片机解析该脉冲,就能知道遥控器上是哪个按键被按下,从而实现用户的操作。

但是,黑色的红外接收管抗干扰能力比较低,在设计电路的时候一般不选用,而是选用专用的红外接收头,最常用的型号为HS0038。而且,其红外接收电路简单,抗干扰能力强。

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4 红外软件编码解析

前文提到的脉冲编码就是红外发射和红外接收之间的通讯内容,通讯这部分的数据或内容,被称作通讯协议。一般来说,红外通讯都遵循NEC的编码协议规范。

NEC的协议规定,工作频率为38KHz,其数据格式由如下几部分构成:引导码、用户码、用户码补码、按键码、按键码补码等。一个完整的按键/数据周期是108ms。NEC编码规定0和1的编码如下:

编码0:0.56ms高电平+0.565ms低电平=1.125ms

编码1:0.56ms高电平+1.685ms低电平=2.245ms,如下图所示。

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当遥控器的某一个按键被按下后,发射管就会发出一串包含引导码、用户码、用户码补码、按键码、按键码补码的脉冲出来,脉冲如果要翻译出来的话,就是看0和1的序列,长度为2.245ms的脉冲代表数据1,脉冲长度为1.125的脉冲代表数据0。类似的脉冲数据如下图所示。

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接收端的红外专用探头感应该部分脉冲并送入单片机,单片机通过解析脉冲数据,计算出用户的按键信息,再执行相应的命令和逻辑,这样用户就可以在沙发上远程遥控空调和电视了。

现在的很多手机上集成了红外发射电路,并带有自学习功能可以根据操作说明让手机去匹配设备的编码协议,协议匹配后就可以通过手机遥控电视、空调等设备了,这时候手机就变成了遥控器。

由于通讯部分要处理比较复杂的数据,所以这类电路都是需要单片机支持的。

以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。更多电子设计、硬件设计、单片机等内容请关注本头条号:玩转嵌入式。感谢大家。

到此,以上就是小编对于单片机控制技术及应用答案的问题就介绍到这了,希望介绍关于单片机控制技术及应用答案的2点解答对大家有用。

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