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1、北京理工大学2012届本科生毕业设计51单片机红外收发器设计摘 要随着科学技术的发展，单片机因其高可靠性和高性价比，在智能化家用电器、仪器仪表等诸多领域内得到了极为广泛的应用。当前单片机对家用电器控制呈现出外型简单化、功能多样化、性能优越化的发展趋向。红外遥控器具用使用方便、功耗低、抗干扰能力强的特点，因此它的应用前景是不可估量。本课题以延伸红外无线遥控技术为目的，提出了一种红外遥控器集中控制的方案，核心是设计出一个无线红外多路遥控发射/接收系统。本设计以红外线作为传递信息的载体，可对8个受控对象的工作状态进行短距离无线控制，适用于工业、医疗、家用电器等设备的开启或关闭遥控，也可以对一种设备的
2、八种工作状态同步进行控制，或对2种设备的4种工作状态同时控制。该系统可实现的具体参数如下：1. 遥控距离不小于5m，即红外遥控发射机与红外接收机之间的距离不小于5m； 2. 遥控路数为8路，即可对8个受控设备同时进行开关控制； 3. 工作频率为38KHz，即红外发射和接收的载频为38KHz； 4. 接收端可显示受控状态。关键词： 单片机 红外数据发送与接收 八路LED开关电路 键盘控制51 MCU-based infrared encoder and decoderABSTRACTWith the development of science and technology, SCM becau
3、se of its high reliability and cost-effective, in the intelligent home appliances, instrumentation and many other areas has been very widely used. Control of the current SCM appliances shown on the simplistic appearance, diversification of function, the development trend of superior performance. Inf
4、rared remote control apparatus with easy to use, low power consumption, anti-jamming features, so its prospects are immeasurable.The topics to extend the infrared wireless remote control technology for the purpose, a centralized control infrared remote control program, the core is to design a wirele
5、ss infrared remote control multiple transmit / receive system. The design of an infrared transmission of information as a carrier of controlled object can work 8 state short-range wireless control for industrial, medical, home appliances and other equipment on or off remotely, it can be a device eig
6、ht kind of working state synchronization control, or two kinds of equipment working state of simultaneous control of 4.The system can achieve the specific parameters are as follows:1. Remote control distance is not less than 5m, the infrared remote control transmitter and the distance between the in
7、frared receiver is not less than 5m;2. Remote control for the 8 large ones, can be controlled on the eight switch control device at the same time;3. Working frequency is 38KHz, the infrared transmission and reception of the carrier frequency of 38KHz;4. Receiver to display control.Key words: MCU Sen
8、d and receive IR data Octal LED switching circuit Keyboard control目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1研究背景11.2研究目的11.3研究意义12 系统分析32.1设计要求32.1.1整个控制系统的设计要求32.1.2红外载波、编码电路设计要求32.1.3红外解码电路设计要求32.1.4设备扩展模块设计要求32.2总体设计方案42.2.1 方案论证42.2.2 总体设计框图62.3 方案的可行性论证72.3.1 实用性72.3.2 经济可行性72.3.3 技术可行性72.4小结73 硬件设计83.1单片机及其硬件电
9、路设计83.1.1 单片机的介绍83.1.2 时钟电路及RC复位电路93.2 单片机红外发射器的电路设计113.2.1 矩阵键盘电路113.2.2 红外发射电路123.3 单片机红外接收器的电路设计153.3.1 红外接收电路153.3.2 电源电路的设计173.3.3 八路LED开关电路183.3.4电磁式继电器183.3.5 LCD1602液晶显示电路193.4小结204 程序设计214.1红外发射模块214.1.1 发射电路主程序流程图214.1.2红外发射子程序流程图224.2红外接收模块224.2.1红外接收电路主程序流程图224.2.2红外接收电路子程序流程图234.3小结245
10、系统测试255.1系统功能测试255.2小结26参考文献27 附 录128附 录232附 录333谢 辞3434北京理工大学珠海学院2010届本科生毕业设计1 绪论1.1研究背景近年来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。传统的遥控器大多数采用了无线电遥控技术，但是随着科技的进步，红外线遥控技术的成熟，红外也成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰
11、。由于红外线抗干扰能力强，且不会对周围的无线电设备产生干扰电波，同时红外发射接收范围窄，安全性较高。红外遥控虽然被广泛应用，但各产商的遥控器不能相互兼容。当今市场上的红外线遥控装置一般采用专用的遥控编码及解码集成电路，由于其灵活性较低，应用范围有限。所以采用单片机进行遥控系统的应用设计，遥控装置将同时具有编程灵活、控制范围广、体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特点，因此采用单片机的红外遥控技术具有广阔的发展前景。1.2研究目的本设计主要研究并设计一个基于单片机的红外接收系统，并实现对八路开关的控制。控制系统主要是由MCS-51和52系列单片机、电源电路、红外发射电路、红外接收电路、LC
12、D显示电路等部分组成，单片机编码发射遥控信号经红外接收处理传送给单片机，单片机根据不同的信息码控制八路LED发光二极管各个状态，并完成相应的状态指示。1.3研究意义红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。信息可以直接通过红外光进行调制传输，例如，信息直接调制红外光的强弱进行传输，也可以用红外线产生一定频率的载波，再用信息对载波进行调制，接收端去掉载波，取到信息。从信息的可靠传输来说，这就是我们今天看到的大多数红
13、外遥控器所采用的方法。2 系统分析2.1 设计要求 2.1.1 整个控制系统的设计要求1、被控设备的控制实时反映，从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s；2、整个系统的抗干扰能力强，防止误动作；3、整个系统的安装、操作简单，维护方便；4、总体成本低。2.1.2 红外载波、编码电路设计要求 1、单片机定时器精确产生38KHz红外载波；2、根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。2.1.3红外解码电路设计要求1、精确接收红外信号，并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理，最后输出TTL电平信号；2、对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。2.1.4设备扩展模块设计要求
14、1、直流控制交流；2、抗干扰能力强；3、反应迅速不产生误动作；4、能承受大电流冲击。2.2 总体设计方案2.2.1 方案论证（一）单片机控制器模块方案一：采用目前比较通用的51系列单片机。此单片机的运算能力强，软件编程灵活，自由度大，市场上比较多见价格便宜且技术比较成熟容易实现。方案二：采用凌阳16 位单片机SPCE061A 作为控制核心。与51单片机相比，SPCE061A具有更加丰富的资源，有32个可编程的I/O口，14个中断源。但考虑到本设计没有用到如此多资源且价格贵，市场比较少见，技术不稳定。综合分析考虑，选择方案一。（二）38KHz载波实现利用载波对信号进行调制从而减少信号传输过程中的
15、光波干扰,提高数据传输效率。以下是对产生38KHz载波的单片机软件与硬件电路进行比较。方案一：单片机T0定时产生38KHz载波电路原理:STC89C52RC定时器T0产生周期性的26.3us的矩形脉冲,即每隔13us，定时器T0产生中断输出一个相反的信号使输出端产生周期的38KHz脉冲信号。计算公式如2-1所示，脉冲图如图2-1所示。 T=1/38MHz （2-1）图 2-1 38KHz载波信号方案二：硬件晶振电路产生38KHz载波电路分析: 晶振Y1，电容C1、C2、U1A、R2 、R3组成38KHz载波振荡电路，MC14011是逻辑与非门。U1B对38KHz的振荡信号取反，同时隔离前后级的信号干扰
