《单片机红外遥控电路的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机红外遥控电路的设计（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、红外遥控电路设计 摘 要 通过对设计要求地认真分析和研究 拿出了几种可行方案 最终选定了一 个最佳方案 该方案是采用先进的单片机技术实现遥控的主要手段 我们所设 计的遥控器能控制电器的 3 个电源开关 关键字 遥控电路 红外发射 红外接收 单片机 INFRAREDINFRARED REMOTEREMOTE CONTROLCONTROL CIRCUITCIRCUIT DESIGNDESIGN ABSTRACTABSTRACT After analyzing and researching on the request of the design we take several blue prin
2、t and we selected the best one in the end The project make use of advanced SCM to realize the remote control Remote controller we designed can dominate 3 electrical source switches KEY KEY WORDS WORDS Remote controlling circuit Infrared emission Infrared receiving SCM 目目 录录 前言前言 1 第一章第一章 课题概况课题概况 2
3、2 1 1 红外遥控电路设计的目的 2 1 2 红外遥控电路设计功能介绍 2 1 3 课题方案设计 2 第二章第二章 系统硬件部分方案设计系统硬件部分方案设计 4 4 2 1 红外遥控接发电路的主控芯片 4 2 2 红外发送电路 5 2 3 红外接收电路 5 第三章第三章 系统软件部分方案设计系统软件部分方案设计 7 7 3 1 红外编码原理 7 3 2红外遥控初始化程序和主程序 7 3 3 红外遥控键盘扫描 红外发射程序 11 3 4 红外遥控接收部分外部中断程序 12 第四章第四章 系统调试系统调试 1313 课题设计总结课题设计总结 1515 参考文献参考文献 1616 附附 录录 17
4、17 致致 谢谢 3333 引 言 当今社会科学技术的发展与日俱增 人们生活水平也是日益提高 为了减 少人们的工作量 所以对各种家用电器 电子器件的非人工控制的要求也是越 来越高 针对这种情况 设计出一种集成度比较高的控制体系是必然的 单片机的集成度很高 它具有体积小 功耗低 控制功能强 扩展灵活 微型化 使用方便等突出特点 尤其耗电少 又可使供电电源体积小 质量轻 所以特别适用与 电脑型产品 它的应用已深入到工业 农业 国防 科研 教育以及日常生活用品 家电 玩具 等各种领域 几乎很难找到哪个领域没有 单片机的踪迹 单片机特别适合于把它做到产品的内部 取代部分老式机械 电子零件或元器件 可使
5、产品缩小体积 增强功能 实现不同程度的智能化 红外线是一种光线 具有普通光的性质 可以以光速直线传播 强度可调 可以通过光学透镜聚焦 可以被不透明物体遮挡等等 特别制造的半导体发光 二极管 可以发出特定波长 通常是近红外 的红外线 通过控制二极管的电 流可以很方便地改变红外线的强度 达到调制的目的 因此 在现代电子工程 应用中 红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波 最典型的应用就是 家电遥控器 使用红外线做信号载波的优点很多 成本低 传播范围和方向可 以控制 不产生电磁辐射干扰 也不受干扰等等 因此被广泛地应用在各种技 术领域中 第一章 课题概况 1 1 红外遥控电路设计的目的 本次设计
6、的主要任务是利用单片机技术 并将数字电子技术 模拟电子技 术和红外学相关知识相结合 设计一款可以实现灯泡的开关和调光 或者电机 启动和调速 控制的红外遥控电路 通过设计红外遥控电路来巩固和加强对三 年来所学的理论知识和锻炼自己的动手能力 熟悉和掌握以单片机为核心的电 路设计的基本方法和技术 熟悉传感器的使用 提高电子电路的设计和动手能 力 加深对单片机软硬件知识的理解 获得初步的应用经验 为以后从事生产 和科研工作打下一定的基础 1 2 红外遥控电路设计功能介绍 本设计要求红外遥控电路实现以下功能 1 利用红外接收和发射探头发送和接收红外线 2 该遥控系统可以实现灯泡的开关 或者电机启动 控制
7、 3 能够按键启动 停止 使用单片机进行设计或者纯数字模拟电路设计 1 3 课题方案设计 目前红外遥控器已经在各类电器上得到了广泛应用 市场上一般设备系统 均采用专用的遥控编码及解码集成电路 具有制作简单等特点 但由于这些芯 片价格较贵 功能键数及功能受到特定的限制 且相互之间采用的遥控编码格 式互不兼容 所以各机型的遥控器通常只能针对各自的遥控对象而无法通用 只适用于某一专用电器产品的应用 应用范围受到限制 采用单片机进行遥控 系统的应用设计 具有硬件接口简单方便 编程灵活多样 操作码个数可随意 设定等优点 此方案可用控制键实现对电器的控制 方便实用 且本设计用到 的元器件较少 电路相对简单
8、实用 红外遥控电发射器主要由单片机 操作键盘和红外发射电路三部分组成 红外发射部分结构图如图 1 1 所示 图 1 1 红外遥控电路发射设计原理框图 当按下遥控按钮时 单片机产生相应的控制脉冲 由红外发光二极管发射 出去 控制系统采用 3V 电源电压 并具有低功耗空闲和掉电方式控制 红外遥控电发射器主要由单片机 指示电路和红外接收电路三部分组成 红外接收部分结构如图 1 2 所示 5V 电源 红外接收电路 AT89C52 单片机 彩灯 指示灯 5V 电源 红外发射电路 AT89C52 单片机 键盘输入 发射指示灯 图 1 2 红外遥控电路接收设计原理框图 当红外接收器接收到控制脉冲后 经单片机
9、处理由显示设备显示出当前受 控电器的序号 并判断是否对电灯进行调光 如需调光则经调光电路处理后实 现调光功能 系统采用 5V 单电源电压供电 能满足低功耗空闲状态 并具有掉 电记忆控制功能 第二章 系统硬件部分方案设计 2 1 红外遥控接发电路的主控芯片 AT89C52 是一个低电压 高性能 CMOS 8 位单片机 片内含 8k bytes 的可反 复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器 RAM 器件采用 ATMEL 公司的高密度 非易失性存储技术生产 兼容标准 MCS 51 指令 系统 片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元 AT89C
10、52 单片机在电子 行业中有着广泛的应用 编辑本段主要功能特性 1 兼容 MCS51 指令系统 2 8k 可反复擦写 大于 1000 次 Flash ROM 3 2 个双向 I O 口 4 256x8bit 内部 RAM 5 3 个 16 位可编程定时 计数器中断 6 时钟频率 0 24MHz 7 2 个串行中断 可编程 UART 串行通道 8 2 个外部中断源 共 8 个中断源 9 2 个读写中断口线 3 级加密位 10 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能 11 有 PDIP PQFP TQFP 及 PLCC 等几种封装形式 以适应不同产品的需 求 AT89C52 为 8 位通用微
11、处理器 采用工业标 PDIP 封装的 AT89C52 引脚图 准的 C51 内核 在内部功能及管脚排布上与通用的 8xc52 相同 其主要用于会 聚调整时的功能控制 功能包括对会聚主 IC 内部寄存器 数据 RAM 及外部接 口等功能部件的初始化 会聚调整控制 会聚测试图控制 红外遥控信号 IR 的 接收解码及与主板 CPU 通信等 主要管脚有 XTAL1 19 脚 和 XTAL2 18 脚 为振荡器输入输出端口 外接 12MHz 晶振 RST Vpd 9 脚 为复位输入端口 外接电阻电容组成的复位电路 VCC 40 脚 和 VSS 20 脚 为供电端口 分 别接 5V 电源的正负端 P0 P
12、3 为可编程通用 I O 脚 其功能用途由软件定义 在本设计中 P0 端口 32 39 脚 被定义为 N1 功能控制端口 分别与 N1 的 相应功能管脚相连接 13 脚定义为 IR 输入端 10 脚和 11 脚定义为 I2C 总线 控制端口 分别连接 N1 的 SDAS 18 脚 和 SCLS 19 脚 端口 12 脚 27 脚 及 28 脚定义为握手信号功能端口 连接主板 CPU 的相应功能端 用于当前制 式的检测及会聚调整状态进入的控制功能 2 2 红外发送电路 单片机遥控发射器原理图如图 2 1 所示 单片机遥控发射器主要由 AT89C52 单片机 操作键盘和红外发射电路等组成 单片机部
13、分主要完成遥控 发射器发射过程的控制 键盘扫描的管理和显示 其中 P1 3 用于输出控制红 外发射电路的工作的信号 P2 1 到 P2 5 连接键盘 用于接受键盘的信号 电 路采用 5V 电池供电 当有按键被按下 遥控器信息码由 AT89C52 单片机的定时 器 1 中断产生 38KHZ 的红外线信号 由 P1 3 口输出 经过三极管 9013 放大 由红外发射管发送 待发送完毕 电路采用 LED 发光二极管来实现按键的操作 指示 图 2 1 红外发射原理图 遥控器采用按键中断扫描方式 当按下按键 K1 时 所有灯灭 当按下按键 K2 时 红灯亮 其他灯灭 当按下按键 K3 时 黄灯亮 其他等
14、灭 当按下按 键 K4 时 绿灯亮 其他灯灭 按键 K5 是备用按键 2 3 红外接收电路 单片机遥控接受器原理图如图 2 2 所示 单片机遥控发射器主要由 AT89C52 单片机 红外线接收电路 和电灯亮灭电路等组成 当红外接受接收 到遥控器发射的信号后 将信号传给 AT89C52 单片机 AT89C52 单片机根据收 到的信息码的不同 进行相应的状态指示 图 2 2 红外接收原理图 第三章 系统软件部分方案设计 3 1 红外编码原理 遥控发射器专用芯片很多 根据编码格式可以分成两大类 这里我们以运 用比较广泛 解码比较容易的一类来加以说明 现以日本 NEC 的 uPD6121G 组成 发射
15、电路为例说明编码原理 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 这种遥控码具有以下特征 采用脉宽调制的串行码 以脉宽为 0 565ms 间隔 0 56ms 周期为 1 125ms 的 组合表示二进制的 0 以脉宽为 0 565ms 间隔 1 685ms 周期为 2 25ms 的 组合表示二进制的 1 其波形如下图所示 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 射效率 达到降低电源功耗的目的 然后再通过红外发射二极管产生红外线向 空间发射 编码数据 载波 发射 接收解码如下图所示 UPD6121G 产生的遥控编码是连续的 32
16、位二进制码组 其中前 16 位为用户识别 码 能区别不同的电器设备 防止不同机种遥控码互相干扰 该芯片的用户识 别码固定为十六进制 01H 后 16 位为 8 位操作码 功能码 及其反码 UPD6121G 最多额 128 种不同组合的编码 遥控器在按键按下后 周期性地发出同一种 32 位二进制码 周期约为 108ms 一组码本身的持续时间随它包含的二进制 0 和 1 的个数不同而不同 大 约在 45 63ms 之间 发射波形图如下图所示 当一个键按下超过 36ms 振荡器使芯片激活 将发射一组 108ms 的编码脉冲 这 108ms 发射代码由一个起始码 9ms 一个结果码 4 5ms 低 8 位地址码 9ms 18ms 高 8 位地址码 9ms 18ms 8 位数据码 9ms 18ms 和这 8 位 数据的反码 9ms 18ms 组成 如果键按下超过 108ms 仍未松开 接下来发射 的代码 连发代码 将仅由起始码 9ms 和结束码 2 5ms 组成 3 2 红外遥控初始化程序和主程序 红外遥控接收部分与发射部分初始化程序如图 2 8 图 2 10 所示 红外遥 控接收部分与发射部分
