- 基于单片机的电动模型汽车自动控制系统设计

3．显示与键盘显示部分采取独具创新的软件技术，仅使用三根线完成，即数据线、时钟线及输入输出控制线，通过对单片机串口的编程，创造性地实现了键盘显示与单片机之间的串行接口技术。外部硬件只使用两片74LS164和一片74LS166完成，通过该接口，我们使用了8个LED管，可继续扩展，也可以与键盘接口，其原理图见下图。

同时我们还有另一套方案，就是当单片机的串口被其他硬件占用时，我们同样可以仅使用一个I/O口，实现模拟串口功能，使硬件的应用更灵活、更方便。我们已在本系统中使用了模拟串口技术，实现了车载系统与手持显示系统的数据传递。这正符合了当今时代所追求的“尽量使用软件实现硬件”的原则，大大降低了外设硬件的成本。

三线串行显示/键盘原理：三线为DAT(P3.O)——串行输入/输出数据线、CLK(P3.1)——移位时钟线、RD(P3.7)——输入/输出控制线。

　　RD为低电平时为显示模式，数据线（DAT）输出位码和段码，一共16位。数据送完后，在U2（74LS164）存放的是位码，在Ul（74LS164）存放了段码，这样便可在指定的一位显示一个数码。利用人的视觉暂留效应，便可动态显示出一个数据；RD为高电平时为键盘模式，由9014构成的反相器屏蔽UI、U2的时钟信号，但位码和段码仍存储在Ul、U2中故仍能正常显示，而时钟对U3（74LS166）仍有效。由于显示时保留的位码仍在U2，可作为行列键盘的行码使用，当有键按下时，列码通过U3送到数据线（DAT）。这样，单片机便可通过行列码确定按键。

　　正常工作时每显一位数码就读一下列码，由于显示和键盘都为动态扫描，看起来是连续的。通过RD协调键盘和显示，在显示的同时又可读入按键，充分利用了串口资源。

　　4．红外数据传输部分红外传输部分采取了简单易行的调制方案，使用了CD4069和38kHz晶振完成了载波的产生。同时利用三极管8050实现了数据信号对载波的调制，采用键控方式，调制后的信号直接驱动红外发光管。在接收端，信号经一体化接收头内部的前放、限幅放大、带通滤波、检波、积分及施密特比较等单元电路后，在输出端输出标准的TTL电平信号，直接送单片机的Pl.7口，利用软件模拟串口的形式，对收到的数据进行解调并送到显示部分显示。室内红外通信是利用视线光或反射光来完成通信的，在室内环境下可以不考虑大气和气象条件引起的衰减，信道衰减主要由系统的几何结构和接收机的聚光器增益所决定。

　　本系统在室内是采用视线光来完成通信的，实验测试红外发射功率为63μW，接收机正常接收数据时光功率为-27dBm，基本达到了近距离传输数据的要求。