. 长安大学第九届电子设计竞赛★★★★★★★★★G题:遥控调光灯组号:EDC09016前言“电子设计大赛”是学习电子技术的实践性环节，是对学生学习电子技术的综合性锻练，该练习通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成学生通过动脑、动手解决若干个实际问题，巩固和运用在“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片机原理与应用”等课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高设计能力和实验技能，为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础21世纪以来，红外遥控技术得到快速发展，红外遥控得到了广泛的应用本题目任务是设计并制作一个遥控调光灯遥控调光灯在现实生活中应用广泛，比如在家电遥控器中就广泛应用了红外遥控调控的原理，所以，本课题有很广泛的应用前景由于学生设计水平有限，加之时间仓促，因此报告中难免存在许多缺点和不妥之处，恳切希望老师给予批评和指正目录摘要……………………………………………………………………4关键字…………………………………………………………………4设计要求………………………………………………………………41.总体概述 …………………………………………………………5 1.1设计思路‥………………………………………………………5 1.2原理框图…………………………………………………………5 1.3工作流程…………………………………………………………52．方案设计 …………………………………………………………62.1方案构思…………………………………………………………62.2方案选择…………………………………………………………93.方案实现 …………………………………………………………103.1基本原理 ………………………………………………………103.2主要元器件使用说明 …………………………………………104.单片机源程序………………………………………………………145.调试…………………………………………………………………196.心得体会……………………………………………………………197.结束语 ……………………………………………………………20附录1：实物照片 ……………………………………………………21附录2：元器件清单 …………………………………………………22参考文献 ……………………………………………………………23遥控调光灯摘要:本设计报告介绍了红外遥控调光灯的基本原理和硬件电路设计以与设计方案的选择，利用红外线遥控技术实现对LED灯亮度的调节，由红外线发射电路和红外线接收电路两部分构成。
本设计以单片机STC89C52RC为主控芯片进行设计，电路结构简单、成本低、遥控距离较远、制作简便、容易完成且满足设计要求关键字：红外发射 红外接收 单片机调光 光控电路 红外遥控任务: 设计并制作一个遥控调光灯设计要求:1.基本要求：(1)以高度LED为光源，以单片机为主控芯片；(2)系统分为主机和遥控从机，主机负责调光，从机负责远程控制，采用红外遥控的方法；(3)遥控从机的功能：用一个按键实现开、关功能；用另外三个按键实现高、中、低三个档位的亮度调节；(4)主机也有调光功能，通过旋转亮度旋钮可以调节光的亮度；2.发挥部分(1)能够根据光线的强弱自动开关;即在白天自动关灯,夜幕临时自动开灯;但不能妨碍遥控器的使用,如在白天需要时可以开灯,晚上可以关灯2)实现声控功能,拍手时灯亮,延时十秒灯灭;当使用遥控时,该功能不发挥作用1.总体概述 1.1设计思路：本次设计的题目是遥控调光灯，是基于红外线的遥控电路，通过查阅相关资料后，我们把该设计课题分为两大部分：1. 从机的设计：即红外发射电路的实现；2. 主机的设计：即红外接收电路以与单片机控制电路的实现，并且实现主机可以通过旋转亮度旋钮调节光的亮度。
3. 发挥部分的设计：本组实现了发挥部分（1）的功能，能够根据光线的强弱自动开关;即在白天自动关灯,夜幕临时自动开灯;但不能妨碍遥控器的使用,如在白天需要时可以开灯,晚上可以关灯1.2原理框图： 原理框图如图1—1所示图1—1 遥控调光灯的原理框图1.3工作流程： 工作流程如下：发射电路发射信号→接收信号→单片机处理接收数据→DA输出→LM358放大输出→驱动灯的亮灭发挥部分的工作流程： 光照改变光敏电阻的阻值→影响到比较器负脚的输入电平→改变了比较器的输出→改变了LED灯的负极电压→控制灯的亮灭2.方案构思：2.1方案设计（1）方案一，从机设计包括红外发射器的实现；主机设计包括用集成芯片实现红外接收器的功能，并且实现主机可以调节光的亮度发射器电路由振荡、整形、调制发射三部分组成门电路1和2组成一个典型的CMOS自激多谐振荡器，其振荡频率为40KHz，它可以通过微调电阻RP来调节由于电路中R1阻值远大于（R2+RP）,故电源电压变化对振荡频率影响很小，这对提高遥控开关工作可靠性非常有利振荡频率f=1/2.2(R2+RP’)*C3(式中RP’为RP的实际调定值)多谐振荡器的输入经门电路3，4整形后驱动并调制发射控制管VT1工作，使红外发射二极管LED1,LED2向外发射已被40KHz方波信号调制的红外线。
采用两只红外发射二极管的目的是增强红外线的辐射强度，有利于加大遥控距离根据遥控从机的功能：用一个按键实现开、关功能，而且，要实现LED亮度的调节，且都是采用红外遥控的方法那么，在从机中应有红外线发射器装置红外线发射器的电路如图1—2所示图1—2 红外光线发射器红外光线接收控制器，它由接收调谐放大器，电子开关，无级调光集成电路等几部分组成接受调谐防大器由红外线专放大集成电路A2担任它部含有增益前置放大,峰值检波，输出缓冲以与提供偏压给外部的红外接收二极管VD5用电L、C14组成选频网络，谐振频率为40kHz由于电感，电容存在误差，谐振回路并不一定准确调谐在40在kHz，但这无关紧要，可以通过发射器微调电阻RP调整补偿VD5为红外线接收二极管，当它接收到40接收到kHz调制的红外光时，A2的第1脚就由高电平突变为低电平，使电子开关管VT2导通，从而向调光集成电路A3的SLAVE端即第6 脚输入高电平触发信号由相关资料知，SS0613的6 脚SLAVE也是相移控制输入端，它为高电平触发有效当红外线发射器按键时间在约0.3s时，可以实现对灯H的“开”或“关”遥控操作如果按键时间在0.3s以上，则能实现遥控无级调光，当灯光亮度认为合适时，松开发射按键，亮度即被固定。
再发射一个短暂的遥控信号（约小于0.3s），灯即关闭；再发射已给短暂信号，灯即点亮，且亮度保持在上次调定的亮度值按键时间超过0.3s，则又重新进行无级调光接收器电源由电容C4降压限流、VD1半波整流、VD2稳压与C5滤波供给R12\C11\C12组成退耦网络，以确保接收调谐放大器A2可靠工作主机中应包含一个红外线接收控制器，用来接收从机发射的控制信号红外光线控制器的电路如图1—3所示它由接收调谐放大器、电子开关、无级调光集成电路与电源电路等几部分组成图1—3 红外光线接收控制器（2）方案二：用编码芯片实现红外遥控从机的功能；主机用解码芯片接收从机的信号，用STC89C52RC单片机实现调光功能，并设计比较电路来实现发挥部分的功能①遥控从机的实现:由图1—4知，遥控从机由四路开关、编码芯片SC2262和一个红外发射管构成当没有开关按下时，SC2262的数据输入端D0～D3均为低电平，且芯片没有工作电压，编码芯片不工作当开关J1按下时，芯片18脚被加上+9V电压，芯片开始工作编码芯片的数据端D0～D3为1000，此时解码有效端17脚输出高电平，8050导通，发射管LED2将编码信号1000发出，实现了发射数据发射的功能。
当依次按下开关J2、J3、J4,发射管将依次发出编码信号0100、0010、0001可见，数据发射功能得以实现遥控从机的电路图如图1—4所示 图1—4 红外发射电路②主机的实现:由图1—5知，编码芯片SC2262发射的信号被解码芯片SC2272接收，即SC2262的D0～D3脚的状态和SC2272的D0～D3脚的状态完全一致将SC2272解码的信号输入到单片机中，通过编写的程序控制灯的开关与亮度主机的电路图如图1—5所示 图1—5 接收与控制电路 实际电路中，为了更明显的改变灯的亮度，我们加入DA转换模块，再外接放大器，实现对灯的亮度的调节附加DA模块和放大电路的电路图如图1—6所示图1—6中，由于单片机经DA模块输出的模拟电压不足以驱动高亮度LED灯，故加了放大器LM358，这样，就可以驱动高亮度LED灯 图1—6 放大电路图 ③发挥部分功能的实现:图1—7中，白天时，光照强，光敏电阻的阻值低，比较器的2脚为低电平，1脚输出端为高电平，故灯不亮；晚上是，光照弱，光敏电阻的阻值高，比较器的2脚为高电平，1脚输出端为低电平，故灯亮。
继而实现了用光的强弱来控制灯的灭亮光控电路图如图1—7所示 图1—7 光控电路2.2方案选择： 方案一中，使用的是集成芯片，在控制电路中也难以加入单片机模块，很明显不符合设计要求，而且，法案一中的调光电路过于复杂，使用的元器件较多而方案二中，首先使用了单片机作为主控芯片，符合设计要求；其次，从机和主机的电路较为简单，实现功能的元器件个数少，便于焊接；最后，方案二符合模块化设计思想，给以后的电路检测带来很大的方便综上分析，本组设计方案选择方案二，其原理简单，便于连线，便于调试，且容易实现与主机从机都控制灯的功能到本学期我们已经学习了模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与接口技术的相关课程，选用这个方案对我们来说可以是学以致用，在实际应用中加深理论知识的理解与掌握，灵活运用已学知识.3.方案实现3.1基本原理常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分发射部分的主要元件为红外发光二极管。
它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管一样，只是颜色不同红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度红外接收二。