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1、XXXXXXXX 大学本科毕业设计大学本科毕业设计基于基于 PICPIC 单片机的红外遥控设计单片机的红外遥控设计学生姓名学生姓名所所 在在 系系专业名称专业名称班班 级级学学 号号指导教师指导教师XXXXXX 大学教务处大学教务处年年 月月1基于基于 PICPIC 单片机的红外遥控设计单片机的红外遥控设计学生： 指导教师：内容提要：内容提要：遥控器是现代电子控制系统的重要部件。可以利用无线电波、可见光、红外光、超声波作为传输介质远距离操控电子设备。由于其功耗低、可靠性高和互相干扰小等优点，已在现实生活中得到了广泛应用。在目前的家用电器中，如电视机、家庭影院和数字音像设备中，大多都采用了红外线
2、遥控电路。而这套“基于 PIC 单片机的红外遥控设计”则是以 Microchip 公司生产的 16F877a 芯片为模版，价格低廉，电路结构简单，据此本设计提出了一种简单易行的红外遥控器的设计。关键词：关键词：PIC 单片机 红外遥控 简单易行2PIC MCU-based infrared remote control designAbstract：The remote control of modern electronic control systems are an important component. Can make use of radio waves, visible lig
3、ht, infrared light, ultrasonic remote control as the transmission medium of electronic equipment. Because of its low power consumption, high reliability, and interfere with each other the advantages of small, have been in real life has been widely applied. In the current household appliances such as
4、 televisions, home theater and digital audio-visual equipment, most of them have adopted the infrared remote control circuit. This set of “PIC-based single-chip design of the infrared remote control“ is based on Microchip produced chips for 16F877a template, cheap, simple circuit structure, whereby
5、the design of a simple infrared remote control design. Key words：PIC Single-chip infrared remote control is simple3一、前言一、前言（一）开发的背景自从 1800 年英国天文学家赫歇尔发现红外辐射至今，红外技术的发展经历了将近两个世纪。从那时开始，红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展，但发展比较缓慢，直到 1940 年前后才真正出现现代的红外技术。随着科技的不断发展，各系统间的联系越来越紧密，对各系统间的数据传递的要求也越来越高，但是外部设备越多，连接用的线也越多，短距离联接
6、的发展必然要走向无线联机，目前主要的短距离无线连接技术有红外通信技术和蓝牙技术，前者采用红外线，后者采用无线电波作为信息传播的媒介。红外无线通讯的技术与蓝牙相比较，红外技术具有比较成熟，接口电路简单，成本低等诸多优点。红外遥控是通过红外设备将单片机与外部设备联系起来进行通讯，实现系统间的无线通讯。自从红外技术出现以来，美国、英国、前苏联等国竞相发展。特别是美国，大力研究红外技术在军事方面的应用。目前，美国将红外技术应用于单兵装备、装甲车辆、航空和航天的侦察监视、预警、跟踪以及武器制导等各个领域。 1993 年，由二十多个大厂商发起成立了红外数据协会（IrDA） ，统一了红外通讯的标准，这就是目
7、前被广泛使用的 IrDA 红外数据通讯协议及规范。IrDA 专司制订和推进能共同使用的低成本红外数据互连标准，支持点对点的工作模式。由于标准的统一和应用的广泛，更多的公司开始开发和生产 IrDA 模块，技术的进步也使得 IrDA 模块的集成越来越高，体积也越来越小。IrDA1.0 可支持最高115.2kbps 的通信速率，而 IrDA1.1 可以支持的通信速率达到 4Mbps。本课题是专业知识综合用于前沿科技的一个尝试，本人坚信此次研究和设计的成果具有一定的现实意义。（二）开发的目标本系统的基本任务和目标就是，通过红外发射电路的设计，实现单片机利用红外信号，通过发射电路与外界联系，实现对外的遥
8、控控制，其中包含了输入设备红外键盘，和红外传感器的使用。借助软件部分的设计，实现系统的总体功能，红外遥控。总的说来，完成此设计主要有四个模块：发射及接收电路的设计；编码及解码程序；4红外传感器的选取和使用；红外键盘的设计。（三）开发的思路设计基于单片机的红外遥控，我们要从发射接收电路，编码解码，传感器，红外键盘几个方向入手。在软件部分中，我们主要是先要画好系统原理图，还有明确系统各部分功能，发射接收电路的设计，编码及解码程序，在硬件部分中，主要是发射和接收电路的硬件设计，红外传感器的使用，以及红外键盘的设计。二、设计基础二、设计基础（一）PIC 单片机的介绍1PIC 单片机常识据统计，我国的单
9、片机年容量已达 13 亿片，且每年以大约 16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到 1%。这说明单片机应用在我国才刚刚起步，有着广阔的前景。培养单片机应用人才，特别是在工程技术人员中普及单片机知识有着重要的现实意义。当今单片机厂商琳琅满目，产品性能各异。针对具体情况，我们应选何种型号呢？首先，我们来弄清两个概念：集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC） 。采用 CISC 结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯.诺伊曼结构。它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格亦高。采用 RISC 结构的单片机数据线和指令线分离，即所谓哈佛结构。这使得取指令
10、和取数据可同时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指令较同类 CISC 单片机指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化。属于 CISC 结构的单片机有 Intel8051 系列、Motorola 和 M68HC 系列、Atmel 的AT89 系列、台湾 Winbond(华邦)W78 系列、荷兰 Pilips 的 PCF80C51 系列等；属于 RISC 结构的有 Microchip 公司的 PIC 系列、Zilog 的 Z86 系列、Atmel 的AT90S 系列、韩国三星公司的 KS57C 系列 4
11、 位单片机、台湾义隆的 EM-78 系列等。一般来说，控制关系较简单的小家电，可以采用 RISC 型单片机；控制关系较复杂的场合，如通讯产品、工业控制系统应采用 CISC 单片机。不过，RISC 单片机的迅速完善，使其佼佼者在控制关系复杂的场合也毫不逊色。5根据程序存储方式的不同，单片机可分为 EPROM、OTP（一次可编程） 、QTP（掩膜）三种。我国一开始都采用 ROMless 型单片机（片内无 ROM，需片外配 EPROM） ，对单片机的普及起了很大作用，但这种强调接口的单片机无法广泛应用，甚至走入了误区。如单片机的应用一味强调接口，外接 I/O 及存储器，便失去了单片机的特色。目前单片
12、机大都将程序存储体置于其内，给应用带来了极大的方便。2PIC 单片机的特点和工作原理（1）PIC 最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言，不同的应用对单片机功能和资源的需求也是不同的。比如，一个摩托车的点火器需要一个 I/O 较少、RAM 及程序存储空间不大、可靠性较高的小型单片机，若采用 40脚且功能强大的单片机，投资大不说，使用起来也不方便。PIC 系列从低到高有几十个型号，可以满足各种需要。其中，PIC12C508 单片机仅有 8 个引脚，是世界上最小的单片机。（2）精简指令使其执行效率大为提高。PIC
13、系列 8 位 CMOS 单片机具有独特的RISC 结构，数据总线和指令总线分离的哈佛总线（Harvard）结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多于 8 位的数据位数，这与传统的采用CISC 结构的 8 位单片机相比，可以达到 2:1 的代码压缩，速度提高 4 倍。（3）产品上市零等待（Zero time to market） 。采用 PIC 的低价 OTP 型芯片，可使单片机在其应用程序开发完成后立刻使该产品上市。（4）PIC 有优越开发环境。OTP 单片机开发系统的实时性是一个重要的指标，象普通 51 单片机的开发系统大都采用高档型号仿真低档型号，其实时性不尽理想。PIC 在推
14、出一款新型号的同时推出相应的仿真芯片，所有的开发系统由专用的仿真芯片支持，实时性非常好。就我个人的经验看，还没有出现过仿真结果与实际运行结果不同的情况。（5）其引脚具有防瞬态能力,通过限流电阻可以接至 220V 交流电源,可直接与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。（6）彻底的保密性。PIC 以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，PIC 采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。（7）自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。6（8）睡眠和低功耗模式。虽然 PIC 在这方面已不能与新型的 TIMSP430 相比，但在大
15、多数应用场合还是能满足需要的。3PIC 单片机的分类初档 8 位单片机：PIC12C5XXX16C5X 系列PIC16C5X 系列是最早在市场上得到发展的系列，因其价格较低，且有较完善的开发手段，因此在国内应用最为广泛；而 PIC12C5XX 是世界第一个八脚低价位单片机可用于简单的智能控制等一些对单片机体积要求较高的地方，前景十分广阔。中档 8 位单片机：PIC12C6XX/PIC16CXXX 系列PIC 中档产品是 Microchip 近年来重点发展的系列产品，品种最为丰富，其性能比低档产品有所提高，增加了中断功能，指令周期可达到 200ns，带 AD，内部 E2PROM 数据存储器，双时
16、钟工作，比较输出，捕捉输入，PWM 输出，I2C 和SPI 接口，异步串行通讯（USART） ，模拟电压比较器及 LCD 驱动等等，其封装从8 脚到 68 脚，可用于高、中、低档的电子产品设计中,价格适中，广泛应用在各类电子产品中高档 8 位单片机：PIC17CXX 系列PIC17CXX 是适合高级复杂系统开发的系列产品，其性能在中档位单片机的基础上增加了硬件乘法器，指令周期可达成 160ns，它是目前世界上 8 位单片机中性价比最高的机种，可用于高、中档产品的开发，如马达控制（二）相关背景知识 116F877a 基本知识（1）16F877a 的基本架构单片机是中央处理单元(CPU)，存储器(Memory)及输入/输出单元三大部分组成。其中 CPU 可分为两部分，即算术逻辑单元(ALU)及控制单元(CU)，CPU 通过总线(BUS)执行程式码的 Fetch、Decode、算术逻辑运算及读写时钟信号的控制。存储器单元提供存放程序与资料的空间，包含只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。而输入/
