基于pic单片机的红外遥控设计本科毕业设计(编辑修改稿)

基于pic单片机的红外遥控设计本科毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

6 个特殊功能寄存器： EEADR、 EEADRH、 EEDATA、 EEDATH、 EECON EECON2。 FLASH 程序存储器允许以指令字节（ 14 位）进行读∕写操作，但是写操作会暂停 CPU 对 FLASH 区中指令的执行，直到写操作完成。 当 CPU 间接访 问 FLASH 程序存储器时， EEADRA 和 EEADRH 一起用来存放指向某一单元的 13 位（或 12 位或11位）地址码， EEDATA 和 EEDATH 一起用来存放即将被写入或读出的 14 位数据（实际是用户程序的指令代码）。 依据内部配置 FLASH 的容量不同，又可以分为以下 3种情况。 ⑴ 对于 PIC16F876∕ 877 而言，配置的 FLASH 容量 8K 14。 用到了 EEADR 和EEADRH 寄存器对的低 13 位， 213 =8K。 虽然最高 3位没有用到，但是必须将这几位清 0。 原因是，当 EEADR 和 EEADRH 内部 16 位地址码 超出 8K时，寻址范围并不会绕回到 FLASH的低地址单元上。 例如，当 EEADR和 EEADRH内部 16位地址码为 20xxH时，寻址到的单元并不是 0000H 号单元。 这样做也便于用户程序在 PIC16F87X 不同型号之间的移植和兼容。 12 ⑵ 对于 PIC16F873∕ 874 而言，配置的 FLASH 容量为 4K 14，为 PIC16F876∕ 877 的一半。 所以仅用到了 EEADR 和 EEADRH 内部 16 位地址码的低 12 位， 212=4K。 虽然最高 4 位没有用到，但是必须将这 4位清 0，理由同上。 ⑶ 对于 PIC16F870∕ 871∕ 872 而言，配置的 FLASH 容量仅为 2K 14，为PIC16F876∕ 877 的 1/4。 所以，仅用到了 EEADR 和 EEADRH 内部 16 位地址码的低11位， 211=2K。 虽然最高 5 位没有用到，但是必须要将这 5位清 0，理由同上。 FLASH 程序存储器结构和操作原理 图 3 FLASH 数据存储器结构图 PIC16F877a 单片机内部，用于固化用户程序的 FLASH。 也把它当作一个外围模块来看待，对于它的操作与操作 EEPROM 数据存储器也基本相同，只是其数据宽度和地址宽度都需要增加，因此，地址寄存器 和数据寄存器都增加到了一对。 FLASH 与单片机内部总线之间，利用地址寄存器对 EEADR：EEADRH 和数据寄存器对 EEDATA： EEDATH，作为用户程序与 FLASH 存储器打交道的对话窗口。 从图中可以发现，以上述 4 个寄存器为界，其左边，在工作寄存器 W和 4 个寄存器之间经过内部数据总线进行的是数据传送，是由 CPU 执行用户程序分 4 次来完成的；而右边，在 4 个寄存器与 FLASH 之间的数据传送则是靠硬件自动实现的。 单片机向 FLASH 程序存储器烧写的程序代码或数据，常常是最先来自于单片机外部，方法是可以经过端口模块（如 USART、 SPI、 I2C 等），与外界进行 13 通信并获取程序代码或数据，然后写入 FLASH。 烧写 FLASH 与向 EEPROM 中烧写数据的操作过程相比，主要的不同之处有： 地址码有 13 位、 12 位或 11 位（分别对应 876∕ 87 873∕ 874 和 872∕ 871∕ 870），需要 2 个地址寄存器并行工作；数据有 14 位，也需要 2 个数据寄存器并行工作。 对于以 FLASH 为对象的烧写操作，与 CPU 以 FLASH 为指令来源的程序执行，两种操作行为之间存在着互斥关系。 也就是说，这两种操作绝对不能发生在同一时刻，其中的道理前面分析过。 在 对于 FLASH 写操作期间，系统时钟继续振荡，所有外设模块继续工作，如果中断处于使能状态，发生的中断请求将排队等候。 一旦写操作完成， CPU 将继续执行被中止的程序。 能否烧写 FLASH，还与系统配置字的 WRT 位有关。 在用程序烧写器经过在线串行编程（ ICSP）引脚，对单片机进行烧写编程时如果将 WRT 位清 0，此后就不能再以执行用户程序来操纵控制寄存器 EECON 的方式，烧写 FLASH 程序存储器，如表 1所列。 我们在此可以主要关注内部写操作与 WRT 的对应关系。 表 1 内部 FLASH 程序存储器的读∕写状态表 配置位 FLASH 程序存储器 区间 内部 ICSP CP1 CP0 WRT 读操作 写操作 读操作 写操作 0 0 X 全部 是 不 不 不 0 1 0 未保护区间 是 不 是 不 保护区间 是 不 不 不 0 1 1 未保护区间 是 是 是 不 保护区间 是 不 不 不 1 0 0 未保护区间 是 不 是 不 保护区间 是 不 不 不 1 0 1 未保护区间 是 是 是 不 保护区间 是 不 不 不 表 内部 FLASH 程序存储器的读∕写状态表 (续 ) 1 1 0 全部 是 不 是 是 1 1 1 全部 是 是 是 是 14 说明： ⑴ ICSP 读∕写操作 —— 指借助于“程序烧写器”经过在线串行编程（ ICSP）引脚对单片机片内存储器进行读∕写操作； ⑵ 内部读∕写操作 —— 以执行用户程序和通过操纵控制寄存器 EECON的方式进行读∕写操作 烧写 FLASH 比烧写 EEPROM 更需要慎重，以防程序失控导致死机。 与向 EEPROM单元中一次烧写数据过程一样，烧写 FLASH 也需要多个步骤才能完成：应事先把长地址和长数据分别放入地址寄存器对 EEADRH： EEADR 和数据寄存器 EEDATH：EEDATA 中，把 EEPGD 控制位置 1，再将写允许位 WREN 置 1，最后再把写启动位 WR置 1。 除了正在对于 FLASH 进行写操作之外，平时 WREN 始终保持为 0。 只有在前一次的操作中把控制位 WREN 置 1，后面的操作才能把控制位 WR置 1，也就是，这两位的置 1 操作，绝对不能在 1 条指令的执行过程中同时完成，必须安排两条指令。 在一次写操作完毕之后， WREN 位由软件清 0。 在一次写操作尚未完成之前，如果用软件清除 WREN 位，则不会停止本次写操作过程。 写 FLASH 程序存储器的操作步骤如下。 把长地址码分两步送入地址寄存器 对 EEADRH： EEADR 中，并且保证地址不能超出目标单片机内部 FLASH 的最大地址范围（对于 870∕ 871∕ 872， 2K 14 的最大地址码是 07FFH；对于 873∕ 874， 4K 14 的最大地址码是 0FFFH；对于 876∕ 877，8K 14 的最大地址码是 1FFFH）。 ① 把准备烧写的 14 位数据分两步送入数据寄存器对 EEDATH： EEDATA 中。 ② 把控制位 EEPGD 置位，以指定 FLASH 作为烧写对象。 ③ 把写使能位 WREN 置 1，允许后面进行写操作。 ④ 清除全局中断控制位 GIE，关闭所有中断请求。 ⑤ 执行专用的“ 5 指令序列”这 5条指令是固定搭配，道理同前： 用一条移动指令把 55H 写入到 W； 用一条移动指令再把 W 中的 55H 转入控制寄存器 EECON2 中； 用一条移动指令把 AAH 写入到 W； 用一条移动指令再把 W 中的 AAH 转入控制寄存器 EECON2 中； 操作启动控制位 WR 置 1。 ⑥ 执行 2 条 NOP 指令，给单片机足够的进入写操作的时间。 ⑦ 放开中断总屏蔽位（如果打算利用 EEIF 中断功能的话）。 15 ⑧ 清除写允许位 WREN，在本次写操作没有完毕之前，禁止重开新的一次写操作。 当写操作完成时，控 制位 WR 被硬件自动清 0，中断标志位 EEIF 被硬件置 1（该位必须由软件清 0）。 由于在对 FLASH 的写操作期间， CPU 不能执行任何指令，因此，就不能使用软件查询方式检验 WR 状态位或 EEIF 标志位，来判定写操作是否完成。 对于 FLASH 程序存储器的写操作是事关系统安全运行的大问题，需要谨慎对待，并且可以充分利用 PIC16F87X 单片机为解决此类问题而配置的一些片内软、硬件资源，来设计一些有效的方法和措施。 为了防止意外写操作行为的发生，（意外写操作主要是指由于某些偶然的原因单片机自发进行的、可能导致不良后果的一类写 操作行为。 在某些特殊情况下单片机是不适合对 FLASH 程序存储器进行写操作的。 ） PIC16F87X 单片机内部建立了多种保障机制。 在上电复位时，写操作使能控制位 WREN 自动被清 0，以防止上电期间可能发生的意外写操作。 72ms 的上电延时复位定时器 PWRT（如果系统配置字定义为使能，即PWRTE =0），也可以防止上电期间可能发生的意外写操作。 可以由软件编程的写操作使能控制位 WREN，平时保持为 0，为写操作的启动设置了一道关卡。 厂家规定的写操作专用的“ 5 指令序列”， 如果顺序颠倒、密码出错、不连续执行等，都不能启动写操作，从而有效地防止关机、电源跌落、电源受到强烈干扰、软件失控期间，可能发生的意外写操作。 对于 FLASH 程序存储器防止意外写操作， PIC16F87X 单片机内部，额外设置了更加严格的限制。 那就是系统配置字中的 CP CP0 和 WRT 这 3位（见表 或系统配置字的说明部分）。 当 CP1： CP0=00 时，无论 WRT 等于何值，都会禁止任何对于 FLASH 存储器的写操作；当 WRT=0 时，无论 CP1： CP0 等于何值，也都会禁止任何对于 FLASH 存储器的写操作。 况且这三位不 是由软件所能改动的。 一旦设置 了此种写保护功能，若想把它解除，只能对芯片全部擦除。 4．编码及解码原理 （ 1） 遥控发射器编码 发射电路编码原理（一般家庭用的 DVD、 VCD、音响都使用这种编码方式）。 当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。 这种遥 16 控码具有以下特征： 采用脉宽调制的串行码，以脉宽为 、间隔 、周期为 的组合表示二进制的 “0” ；以脉宽为 、间隔 、周期为 的组合表示二进制的 “1” ，其波形如图 4所示。 图 4 遥控码的 “0” 和 “1” （注：所有波形为接收端的与发射相反） 上述 “0” 和 “1” 组成的 32位二进制码经 38kHz 的载频进行二次调制以提高发射效。