基于MC9SOSLL16的遙控器設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的發(fā)展，電子產(chǎn)品種類繁多，遙控器的應(yīng)用越來越廣泛，大至家用電器，小至窗簾，其中應(yīng)用最多最廣泛的是紅外遙控器。紅外線遙控的基本原理就是利用波長(zhǎng)為0.76-1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號(hào)的。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz，紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備。由于其無法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾，電路調(diào)試簡(jiǎn)單。只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作;編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。隨著紅外遙控器的廣泛應(yīng)用，基于遙控器使用的MCU芯片也有很多，應(yīng)用廣泛的有NEC的NEC9324，RENESAS的3M3455AGCHFP(OTP)。Mcu的發(fā)展日新月異，低成本低功耗內(nèi)部集成度強(qiáng)的芯片成為遙控器開發(fā)的首選，F(xiàn)REESCALEfigMC9S08LLl6就是這樣一款芯片。

1、MC9S08LL16芯片的特點(diǎn)

MC908LL16是Freescale基于HCS08核的8位單片機(jī)。具有極低功耗，內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)及豐富的外圍接口。LL16的主要特性如下:

低工作電壓1.8V-3.6V

最大總線頻率10Mhz

內(nèi)置瑣頻環(huán)電路FLL

16K FLASH程序空間

2K字節(jié)RAM

2個(gè)16位定時(shí)器

實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器TOD

8路12位A/D

模擬比較器

內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)，可配置為8*24或4*28模式

1個(gè)外部中斷和8個(gè)外部鍵盤中斷KBI

內(nèi)部RC振蕩器的看門狗

低電壓檢測(cè)電路LVI

1個(gè)SPI，12C.SCI

管腳封裝有64PLQFP$148LQFP

2、基于MC908LLl6遙控器設(shè)計(jì)介紹

遙控器一般用兩節(jié)7號(hào)電池供電，一般由振蕩器部分，復(fù)位電路，按鍵檢測(cè)電路，液晶驅(qū)動(dòng)電路，紅外發(fā)射管電路組成，大概框圖如下:

主要功能模塊設(shè)計(jì)及分析:

2.1 電源電路

用兩節(jié)7號(hào)電池供電，加電解電容和瓷片電容濾波。

2.2 振蕩器電路

輔時(shí)鐘選用通用的32.768晶體振蕩器，選用了芯片內(nèi)部集成的電容，反饋電阻，匹配電阻，主時(shí)鐘通過晶體振蕩器倍頻到4M運(yùn)行。此方案節(jié)省了一個(gè)陶瓷振蕩器，降低了器件和生產(chǎn)成本。

2.3 按鍵電路

按鍵電路選用最常見的按鍵掃描電路，軟件采用依次輪流查詢的方法。

2.4 液晶顯示電路

設(shè)計(jì)采用了1/4DUTY，1/3BIAs液晶，4X24段。

2.5 發(fā)碼電路

紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較小(100mW左右)，所以紅外接收二極管接收到的信號(hào)比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。

3、基于MC9SLL16設(shè)計(jì)的遙控器性能

3.1 靜態(tài)電流

靜態(tài)電流實(shí)測(cè)為5-6uA，符合設(shè)計(jì)要求，屬于非常低的功耗。

3.2 發(fā)碼電流

發(fā)碼電流為35mA，符合遙控器設(shè)計(jì)要求。

3.3 發(fā)射距離

發(fā)射距離15米以上，符合設(shè)計(jì)要求。

4、基于MC9SLL16設(shè)計(jì)的一些特性

4.1 MC9S1LL6的低功耗特性

對(duì)于遙控器來說，低功耗是設(shè)計(jì)中首要考慮的因素。系統(tǒng)功耗由兩部分組成:單片機(jī)本身的功耗和外部電路的功耗。在遙控器的應(yīng)用中，單片機(jī)大部分時(shí)間工作于睡眠狀態(tài)，因此睡眠時(shí)的電流至關(guān)重要，睡眠時(shí)的功耗主要決定系統(tǒng)的平均功耗。睡眠3(STOP3)模式的電流為400hA，睡眠2(STOP2)模式的電流為350hA。建議采用STOP3模式。在遙控器的應(yīng)用中，進(jìn)入睡眠時(shí)，LCD屏需要常亮，外部32.768 kHz的晶振不能停振，因?yàn)門OD模塊采用外部32.768kHz的晶振作為時(shí)鐘源實(shí)現(xiàn)軟時(shí)鐘。把這些模塊的功耗考慮進(jìn)去，那么進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，LCD常亮，TOD模塊工作(定時(shí)喚醒Mcu)，外部32.768 kHz的晶振工作，MCU本身的功耗僅為2μA左右。另外有一個(gè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)功耗的影響也非常重要，即從睡眠模式喚醒的時(shí)間。喚醒時(shí)間越短越好，因?yàn)閱拘训倪^程中，功耗會(huì)比較大。LL16從睡眠3(sTOP3)模式喚醒的時(shí)間非常短，只有6uS，大大低于業(yè)界的大部分同類產(chǎn)品。

4.2 節(jié)省陶瓷振蕩器

一般的遙控器MCU都有兩個(gè)振蕩器，一個(gè)陶瓷振蕩器，供運(yùn)行模式運(yùn)行，一個(gè)晶體振蕩器，一直工作，M C9S08LLl6可省去陶瓷振蕩器，可以節(jié)省器件和生產(chǎn)成本。

LL16內(nèi)部有瑣頻環(huán)電路(FLL)可以把MCU運(yùn)行的總線頻率倍頻上去，最高可以倍頻到20Mhz。同時(shí)LLl6內(nèi)部有RC振蕩器，校準(zhǔn)后的精度可以達(dá)到土2%(±2%為全溫度范圍的最大誤差。常溫下該精度為±0.2%)。由于在大部分設(shè)計(jì)中使用軟時(shí)鐘而省去外部的專用RTC芯片以節(jié)省時(shí)間成本，所以選擇外接32.768k的晶振，以保證時(shí)鐘的精度

4.3 采用內(nèi)部復(fù)位電路，節(jié)省外部復(fù)位電路

MC9S08LLl6可直接使用芯片內(nèi)部的復(fù)位電路，在復(fù)位完成后設(shè)置成普通I/O輸出口。節(jié)省了外部復(fù)位電路的器件成本和生產(chǎn)成本，而且降低了外界靜電對(duì)芯片的干擾。

4.4 晶體振蕩器不需外接電容

Mcgs08LL16在使用低頻工作模式，且在使用低功耗模式時(shí)，芯片內(nèi)部包含了晶體振蕩器所需的匹配電容，反饋電阻及串聯(lián)電阻，這種情況不需要外接匹配電容，反饋電阻及串聯(lián)電阻。從而節(jié)省了器件成本和生產(chǎn)成本，且更加可靠。

4.5 液晶驅(qū)動(dòng)COM口可根據(jù)需要設(shè)置

Mcgs08LLl6液晶驅(qū)動(dòng)使用非常靈活，可設(shè)置成8*24或4*28，每個(gè)sEGMENT口都可以設(shè)置成COM口NSEGMENT，而且復(fù)用普通I/O口，這對(duì)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)帶來了非常大的便利和靈活。一般的芯片cOM口都是固定的，硬件PCB不靈活。

4.6 液晶驅(qū)動(dòng)有升壓泵

Mcgs08LL16液晶驅(qū)動(dòng)效果非常好，因其內(nèi)部電路有升壓泵，可保證液晶在整個(gè)工作電壓范圍內(nèi)(1.8V-3.6V)，甚至更低.液晶的顯示效果和視角都非常清晰，而且具有可調(diào)的液晶匹配電容及亮度。