远程红外时钟

【摘要】本时钟采取红外线对时钟进行远程控制，通过红外这种介质实现控制端和时钟之间的通信。采用比较实惠的STC89C52作为处理器，利用定时器0完成时钟的基本功能，显示模块采用数码管，温度模块采用高精度的DS1820b。经过对各个模块的编程实现，在进行系统调试的时候得到了较好的效果。

【关键词】红外；远程；时钟；stc89c52

Abstract：This clock used infrared to do the remote control of a clock，realizing the communication between the terminal and clock by this infrared medium.Using the cheaper STC89C52 as the processor，using time 0 finished the basic function of the clock，using the digital tube for the display module，using the high-precision DS1820b for the temperature module. After each module programming，the good result is obtaining when the system debugging.

Keyword：infrared；remote；clock；stc89c52

1.引言

随着人们生活水平的提高，人们对物品的美观和功能方面的追求也不断提升。对于一些公共场所或者在家里，一款功能强大而有比较实惠的电子时钟是必不可少的。但是目前市场上却很少有能够远程来控制这个钟的，一般是在这个钟上直接来调时间，如果挂的比较高的话是一件比较麻烦的事情。本时钟采用红外远程控制，无需靠近时钟，只需轻轻一按就可轻松实现调时等功能。另外本时钟采用比较实惠的stc89系列芯片，这有降低了时钟的成本，提高了市场的竞争力。

2.硬件的实现

2.1 硬件的总体架构

硬件的总体架构由单片机最小系统、红外模块、显示模块、温度模块、蜂鸣器模块组成。单片机最小系统是除掉所有外围设备一个可以独立运行的系统，是整个硬件的基石。

红外模块主要是有用于接收和处理红外遥控所发送的信号，并把处理好的喜好送到单片机的相应引脚上（我们这里用的是P3.1也就好是INT0因为这个中断的响应级别比较高）；显示模块主要显示当前时间，而且可以切换显示温度、闹钟时间；温度模块采集温度信息，并进行处理转换成相应的数字信号；蜂鸣器模块相应CPU的指令相当于电脑的显示屏。

2.2 红外模块

红外模块由一个红外接收器和一个电阻组成，数据引脚外接单片机的P3.2口。红外线接收主要由IRM8110这一集成模块完成.首先，将光信号转变为电信号，再经前置放大、包络检波、整形、限幅电路输出微处理器要求的编码脉冲波形，单片机可以通过相应的中断对接收到的波形进行解码。

红外发射器发射38.0khz的载波，这组载波中包含红外遥控的键码也就是用户码，由于数字信号衰减大，发送距离短，所以就要把这组信号变成模拟信号，而模拟信号就可以克服数字信号的那些缺点，所以发送出来的就是一串波，红外接收器通过两边定义好的解码方式对这串波进行调制、解调还原为原来的的数字信号这里的红外接收器还原的信号与原来的互斥。

2.3 显示模块

显示模块式采用6位数码管用于显示时间或温度，对于数码管位选采用138译码器实现，分别用P2.1、P2.2、P2.3来控制数码管的6位，对于数码管的8段用P1口控制，用74h573来驱动；另外74h573还带锁存功能，某个时间段可以锁住数码管的的显示状态，这个可以用在却换显示温度的时候进行锁存一定时间。

对于数码管的动态显示，段选只用了一块74h573，任意时刻6位显示都是同一个数，但是可以通过译码器点亮某一位让其显示而其他位就不亮，这样就可以消除这种影响，所以数码管的动态显示采用扫描的方法实现。根据人眼视觉特性，当 LED所加信号频率大于 50Hz时，人眼不能感觉其变化，所以每位显示的间隔不能超过 20ms[2]，这里可以采用延时函数进行实现动态扫描6位数码管。

2.4 温度模块

温度模块采用高精度DS1820b来采集周围温度信息，DS1820b是单总线数字温度传感器，具有微型化、低功耗、高性能、搞干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（提供9位二进制数字）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。它具有3引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围为-55℃～+125℃，可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出[3]，另外DS1820b还具有CRC校验功能，可以防止接收到错误的信息和残缺的信息，进一步提高了输出的稳定性，其中CRC校验码会在读取温度时在暂存存储器中，随时对温度进行校验。

如图3表示了16位输出与温度的对应关系，从中可以发现高8位的前4位全1的时候温度在0度以下，而我们平时一般温度高于0度，故只取后面12位进行测量。通过选择的温度精度选择来计算出当前周边的温度值，本系统采用的是0.06250C（计算公式：Temperature=temp_buff[1]*0x100+temp_buff[0]；Temperature*=0.625；）

2.5 蜂鸣器模块

蜂鸣器模块主要是相应时钟的闹铃和温度报警的功能，硬件接口是外界单片机的P2.1口，采用三极管对电流进行放大，定时时间到，输出一定频率的脉冲是，蜂鸣器就会发出相应的音乐，按退出键可以停止，若闹铃无按键一分钟后就会停止，此外蜂鸣器还可以进行温度预警。

3.系统软件的实现

系统的软件采用模块化设计，分为主程序模块、红外信号接收和处理模块、DS1820b读写模块、显示模块和报警模块[2]。主程序主要完成中断嵌套，中断的初始化，定时器初始化，各个模块组合的相应算法，各个模块的选择。红外信号的接收和处理模块，主要是编写一个能够很好对红外信号进行处理的函数，硬件的话红外接收器对信号已经进行了调制解调，输出的是单片机可以直接识别的数字信号，图4所示为这个信号的处理过程。

首先激发这个程序必要要有一个外部中断，单片机检测到这个信号后调用红外解码程序对这个中断进行处理，返回一个八位的十六进制的用户码，这个红外信号包括13.36ms引导码、8位用户码、8位用户反码，8位功能码和功能反码；由于这串信号高低电平可以通过计算电平跳变持续时间确定高电平大概2.25ms低电平大概1.25ms，单片机利用外部中断0（ITN0）对这一串信号进行处理，处理完之后就可以对进行相应的操作比如查看温度，调整时间等。

DS1820b读写模块其中的读模块如图5所示，对于DS1820b这个温度传感器它本身不具有时钟信号，所以开始要通过单片机通过延时函数或者定时器向它发送一串信号（复位脉冲）也称之位初始化，然后对DS1820b发ROM操作命令、发读温度指令、存储器操作命令，然后单片机处理从而得到相应的温度值。

对于DS1820b的温度处理，其提供几种温度精度的处理方式，DS820b与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下的RAM寄存器，在此方式下可一次性读、写所有的RAM的31个字节，对于温度控制位在单个RAM中[2]。

显示模块主要是采用数码管进行显示，另外用138译码器控制8段数码管的位，有74H573控制数码管的段，通过位扫描实现数码管的动态显示。报警模块采用蜂鸣器模块通过单片机I＼Ο口相应的电平信号来进行报警。

4.结束语

对各个模块进行相应的测试，得到了预期的效果，但是对于中断嵌套程序的的实现，存在一点小问题，还有就是多个定时器的使用，可能会对系统的稳定性造成一定的影响，通过组合使用定时器消除了这个影响，还有就是对中断程序的相应的问题，在执行一个中断程序里继续执行此类型的中断程序，可能会照成相应时间不稳定，中断标志作为中断触发条件也存在不稳定的问题，所以最后还是采用通过延时一定的时间来解决复杂复杂中断程序的问题。对于调整时间的问题存在相应时间有点长的问题，对于这个缩短循环程序的长度。

参考文献

[1]叶建国，谢康林.红外遥控接收器的研制[J].上海交通大学学报，第30卷第60期第116页.

[2]朱斌，谭勇，奂光晓.基于红外遥控的智能时钟设计与实现[J].机电产品开发与创新，第21卷，第1期第33页.

[3]李勋，刘源，李新民.单片机实用教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2000.

作者简介：袁星（1991—），男，大学本科，主要从事嵌入式通讯，单片机，CAN总线的研究。

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