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1、 课程设计说明书 第I页红外线接收发送装置设计摘 要红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800 年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为 0.751000m。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为 0.751.50m 之间；中红外线，波长为 1.506.0m 之间；远红外线，波长为 6.0l000m 之间
2、。红外发送每次编码的发送是一个键值，即一个十六进制的数据。为了达到一次能发送一组数据（如车次号，通常为三位十进制数），我们可以采用89C2051 的软件编码的方法，先一次性输入一组车号，按下发送键后，全部发送出；同时在接收时，用连续接收方法，一次性接收所有数据。本次设计运用单片机原理,其中发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器,接收部分包括光电转换放大器、解调、电路,对其原理及性能作了较简要的阐述。关键字：红外线、红外热辐射、单片机课程设计说明书 第II页目 录1绪论 .11.1 红外线红外线接收发送装置的结构.11.2 红外线红外线接收发送装置的分析.11.3 红外线红外线接收发送装置的
3、发展.22设计过程 .22.1 设计思路.22.2 遥控发射器及其编码.32.3 红外遥控接收器及其显示.32.4 软件编程.425 整体电路图.53 运行程序 .6总 结.9致 谢.10参考文献.11课程设计说明书 第1页1 绪论红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因此，彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。为改变目前汽车上的车头路牌指示灯（以下简称车号器），无法灵活改变的缺陷，把红外遥控用在其中，使其可以轻松实现远距离、非接触性的一次改变车号的目的，从而改变以前用人
4、工翻牌的旧模式。1.1 红外线红外线接收发送装置的结构汽车上的车号器，原用简单的 LED 数码管控制，使用起来很不方便，为了能远离的控制它，就采用了红外遥控。通常红外遥控系统由发射和接收两部分组成，应用编码电路专用集成电路芯片来进行控制操作，发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。接收部分包括光电转换放大器、解调、接收电路。红外发送每次编码的发送是一个键值，即一个十六进制的数据。为了达到一次能发送一组数据（如车次号，通常为三位十进制数），我们可以采用 89C2051的软件编码的方法，先一次性输入一组车号，按下发送键后，全部发送出；同时在接收时，用连续接收方法，一次性接收所有数据。1.2 红
5、外线红外线接收发送装置的分析遥控发射器的专用芯片很多，但在汽车车号器遥控中，采用的是 89C2051 芯片。用 P1 口组成矩阵扫描反馈，获取键值，用内部的定时器 1 产生一个 38K的软件定时中断，驱动 P1.0 产生一个 38K 的方波，当作红外线的调制基波，需要发送的数据，以串行方式，用波特率为 1200，带奇偶校验的方式，直接送至TXD 的串口发送端，而后 TXD 和 P1.0 进行逻辑与后，经过 40106 整形，用三极管驱动红外发射管直接发出。接收器部分，主要由 CX20106 和 89C2051、显示驱动 4094、2803 及数据存储器和看门狗 25045 组成，用芯片 CX2
6、0106 把 38K 的载波过滤后，得到一组波课程设计说明书 第2页形，即以波特率为 1200 的串口数据，直接送至 89C2051 的 RXD 接收，用软件读取串口,输入缓存，得到一组数据，判断正确后，存放在非易失性的EEPROM25045 中，同时直接用脉冲移位方式，送数据至 4094，经 2803 驱动后显示，同时用 25045 的看门狗定时，保证在程序失控等情况下，能正确返回而不造成错误接收。由于串行口方式传输，本身带有奇偶校验和起停位校验，可以大大提高数据的可靠性，同时在数据组中还加入了累加和校验，再次提高了可靠性，因此在实际应用中，即使在露天、太阳直射、光照很强等恶劣环境下，都能保
7、证不会误收数据而造成显示错误。1.3 红外线红外线接收发送装置的发展随着平面显示时代的到来，诸如平面 CRT 显示器、液晶、等离子显示技术的不断成熟和普及，基于平面红外线扫描检测原理为技术基础的红外线触控交互技术优势凸现，以此为依托市场优势渐趋明显。在技术适用性方面，红外线触控交互技术完全可以满足现今及未来若干年内触摸产品市场的多元化需求。在触控交互技术触摸尺寸为 10.4 英寸至 29 英寸范围内，红外线触控交互技术产品依托其本身的技术优势可全面替代其他种类技术触控交互技术的应用。在市场方面，随着平面显示产品的迅速发展普及，红外线触控交互技术产品市场将获得其他技术不具备的独特市场空间，市场需
8、求将不断扩大。从价格优势上看，红外线触控交互技术具有生产工艺简单，生产成本低，使用寿命长，免维护，维修成本低等特点，尤其是红外线触控交互技术在 29 英寸以上应用时，具有绝对的垄断性和排它性，势必成为触控交互技术市场上的新宠。2 设计过程2.1 设计思路汽车上的车号器，原用简单的 LED 数码管控制，使用起来很不方便，为了能远离的控制它，就采用了红外遥控。通常红外遥控系统由发射和接收两部分组成，应用编电路专用集成电路芯片来进行控制操作，如图 1 所示，发射部分包课程设计说明书 第3页括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。接收部分包括光电转换放大器、解调、电路。红外发送每次编码的发送是一个键值，即一
9、个十六进制的数据。为了达到一次能发送一组数据（如车次号，通常为三位十进制数），我们可以采用89C2051 的软件编码的方法，先一次性输入一组车号，按下发送键后，全部发送出；同时在接收时，用连续接收方法，一次性接收所有数据。图 1 遥控系统框2.2 遥控发射器及其编码遥控发射器的专用芯片很多，但在汽车车号器遥控中，采用的是 89C2051 芯片。用 P1 口组成矩阵扫描反馈，获取键值，用内部的定时器 1 产生一个 38K的软件定时中断，驱动 P1.0 产生一个 38K 的方波，当作红外线的调制基波，需要发送的数据，以串行方式，用波特率为 1200，带奇偶校验的方式，直接送至TXD 的串口发送端，
10、而后 TXD 和 P1.0 进行逻辑与后，经过 40106 整形，用三极管驱动红外发射管直接发出。其原理图如下：图 2 遥控发射器课程设计说明书 第4页2.3 红外遥控接收器及其显示接收器部分，主要由 CX20106 和 89C2051、显示驱动 4094、2803 及数据存储器和看门狗 25045 组成，用芯片 CX20106 把 38K 的载波过滤后，得到一组波形，即以波特率为 1200 的串口数据，直接送至 89C2051 的 RXD 接收，用软件读取串口,输入缓存，得到一组数据，判断正确后，存放在非易失性的EEPROM25045 中，同时直接用脉冲移位方式，送数据至 4094，经 28
11、03 驱动后显示，同时用 25045 的看门狗定时，保证在程序失控等情况下，能正确返回而不造成错误接收。由于串行口方式传输，本身带有奇偶校验和起停位校验，可以大大提高数据的可靠性，同时在数据组中还加入了累加和校验，再次提高了可靠性，因此在实际应用中，即使在露天、太阳直射、光照很强等恶劣环境下，都能保证不会误收数据而造成显示错误。其原理图如下：图 3 红外线接收器2.4 软件编程 单片机 89C2051 软件包括主程序，串行口中断服务程序和定时中断服务程序三部分，在 2051 单片机内部 RAM 区建立相应的工作单元和标志位。（一）、发送程序：SEND-BUFOSEND-BUF3 为四个字符发送
12、缓冲区，SEND-MARK 为请求发送标志。当键盘扫描到有发送请求时，启动定时器，在 P1.0 输出一个 38K 的方波，同时启动串行口，把 SEND-BUFO 至 SEND-BUF3 中的数据，发送至 SBUF 中，合成后发送。其程序流程过程如下：课程设计说明书 第5页发送主程序：初始化时设置定时器、看门狗和串行口，并清显示，而后扫描键盘。若有键按下，进行按键处理；若是发送键，则置串口发送标志，启动定时器和串行发送程序，后返回主程序中的显示程序，送显示数据至缓冲区。串口中断程序：现场保护，取发送数据至发送缓冲区，启动软件定时产生 38K的方波，而后判数据是否发送完毕，结束则清除发送标志，反之
13、，则返回继续送数据。定时中断程序：现场保护回填定时长度，启动计数定时，并在指定的管脚P1.0 取反，变成反相电平，返回。（二）、接收程序：REC-BUFOREC-BUF4 为四个字符的接收缓冲区，REC-MARK 为数据接收完整的标志。当串行口中断产生时，按次序接收数据至 REC-BUF0 至 REC-BUF3 中，数据满后，计算累加和。如果正确,置 REC-MARK 标志;反之，把缓冲区数据清零。主程序中若判断有 REC-MARK 标志，则把数据进行处理后，送外存 25045 和显示缓冲区中显示，同时由于接收是在汽车中进行，电源电压和其它干扰很多，包括有可能产生的串行口误判等。因此，为了保证程序能正常运行，启动了 25045 中的看门狗电路，以每隔 500ms 时间定时刷新。其程序流程过程如下：接收主程序：初始化时设置定时器、看门狗、清显示和外存 25045 判断有否数据接收标志，若有进行数据判断，正确的写至数据外存，并送至显示区显示，反之，返回主程序的显示程序和刷新看门狗。串行口中断接收程序：现场保护后，判断接收数据是否为头或尾部数据，作相应处理是正常数据时存放缓存，并
