红外遥控系统设计

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1、沈阳航空航天大学课 程 设 计（论文）题目 红外遥控系统设计 班 级 94070102 学 号 2009040701070 学 生 姓 名 张 远 康 指 导 教 师 高 云 红 沈阳航空航天大学课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 专业基础课程设计 院（系） 自动化学院 专业 测控技术与仪器 班级 94070102 学号 2009040701070 姓名 张远康 课程设计题目 红外遥控系统设计 课程设计时间: 2012 年 7 月 9 日至 2012 年 7月 20 日课程设计的内容及要求：1. 内容利用51单片机开发板及红外遥控器设计一红外接收系统。当遥控器按键按下时，接收系统有对应的

2、数据显示。2. 要求（1）掌握红外信号的编码原理及解码方法。（2）设计红外接收电路，实现红外发射信号的实时显示。（3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。（4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。（5）完成系统硬件电路的设计。（6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。指导教师 年 月 日负责教师 年 月 日学生签字 年 月 日沈阳航空航天大学课 程 设 计 成 绩 评 定 单课 程 名 称 专业基础课程设计 院（系） 自动化学院 专业 测控技术与仪器 课程设计题目 红外遥控系统设计 学号 2009040701070 姓名张远康 答辩日期 2012年7月 20 日指导教师（答辩组

3、）评语： 课程设计成绩 指导教师（答辩组）签字 年 月 日沈阳航空航天大学课 程 设 计 成 绩 评 定 单课 程 名 称 专业基础课程设计B 院（系） 自动化学院 专业 测控技术与仪器 课程设计题目 红外遥控系统设计 学号 2009040701070 姓名张远康 答辩日期 2012年7月 20 日指导教师（答辩组）评语： 课程设计成绩 指导教师（答辩组）签字 年 月 日目录0 前言11 总体方案设计22 硬件电路设计32.1 单片机最小系统设计32.1.1 时钟电路32.1.2 复位电路42.2 红外遥控系统设计52.2.1 发射原理52.2.2 接收电路设计62.3 LED电路设计62.4

4、 步进电机驱动电路设计73 软件设计83.1 主程序设计83.2 红外解码子程序设计93.3 显示子程序设计103.4步进电机驱动子程序设计114 调试分析125 结论及进一步设想12参考文献13课设体会14附录1 电路原理图15附录2 程序清单16沈阳航空航天大学课程设计论文红外遥控系统设计红外遥控系统设计张远康 沈阳航空航天大学自动化学院摘要：遥控技术是对受控对象进行远距离控制和检测的技术。它是利用自动控制技术，通信技术和计算机技术而形成的一门综合性技术。本课题是采用单片机STC89C52作为设计的核心元件，利用红外遥控发射、接收的工作原理以及单片机外部中断的原理而设计的一款遥控系统。当一

5、体化红外接收器接收到红外遥控信号后，将光信号转变成电信号，经放大、解调、滤波后，将原编码信号送入单片机STC89C52中进行信号识别、解码，然后进行相应的处理，达到控制单片机外围设备的目的。关键词：单片机;遥控技术;红外;编码;解码0 前言随着电子科技的发展目前市场上出现了越来越多的红外线遥控家用电器，逐步提高了人们的生活水平。根据控制方式的不同，一般分为红外遥控、声控和无线遥控，俗称“三遥”。伴随着人们的物质文化生活水平日益提高，各种各样的家用电器走进了千家万户，其中，大多数的家用电器都有各自不同的遥控器。本设计涉及电子产品技术领域，特指一种使用方便的红外线遥控灯光控制开关。采用这种方式让使

6、用者在使用过程中更加方便快捷，并且实用性可根据实际情况对使用装置进行有效调节。该红外线遥控器包括：红外线发射的遥控器为主体，以及相应的接收器。其中遥控器主体包括控制芯片、发射器、电源。人们坐在家中手执遥控器便可以方便快捷地将电视机、照明灯、电脑等家用电器打开；做到足不出户便可以开启私家车等。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调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，由于红外线在频谱上居于可将光之外，具有光波的直线传播特性，不易产生相互间的干扰，是

7、很好的信息传输媒体，且能有效地隔离电气电磁等干扰，取得很好遥控效果。本课题以STC89C52单片机学习板为硬件平台，设计了一款由单片机编程实现的简易遥控系统，可通过遥控器控制单片机外围器件，包括数码管的显示、按键的声音控制、流水灯的闪烁、步进电机的控制，具有遥控开启和关闭多种设备的功能。1 总体方案设计针对本课题的设计任务，经分析可知，其基本要求为：设计红外遥控系统实现红外发射信号的实时显示，即当红外遥控器有按键按下时，系统能够显示当前键值。在此基础上，拓展一些外围电路，包括LED显示，流水灯、带驱动电路的步进电机等来达到控制的目的。该红外遥控系统的设计，在总体上大致可分为以下三个部分: 红外

8、遥控器和接收头；单片机最小系统；流水灯电路；数码管显示电路；驱动电路，包括步进电机的驱动以及蜂鸣器的驱动。根据设计要求，有两种设计方案。方案一：红外遥控器发射信号经接收器接收后，将接收信号送人解码芯片BC7210，该芯片是红外遥控解码专用芯片，其输出的解码信号可通过单片机的串口接收。不同的按键会使单片机接收到不同的解码信号，从而由单片机实现对外围电路的控制。其原理框图如图1所示。解码芯片步进电机单片机蜂鸣器流水灯接收头LED显示驱动电路图1 方案一原理框图方案二：接收器接收红外遥控器发射信号后，直接将接收信号送入单片机的外部中断口，触发单片机产生下降沿中断，从而读取该信号并判断是哪个键被按下，

9、进一步发出处理命令控制外围设备。单片机读取信号的方式是：根据接收信号，即脉冲信号的时序，逐位读取，其中高低电平的识别是通过判断脉冲宽度实现的。由此可知，硬件电路较为简洁，而把主要任务放在软件部分了。其原理框图如图2所示。单片机接收头LED显示蜂鸣器流水灯步进电机驱动电路图2 方案二原理框图经上述讨论可知，方案一处理起来相对简单，但硬件稍麻烦；而方案二硬件电路较为简单，却给软件的编写带来不便。综合各方面的因素，本设计采用了方案二，制作设计成本低，性价比较高。2 硬件电路设计2.1 单片机最小系统设计单片机最小系统：就是指由单片机和一些基本的外围电路所组成的一个可以工作的单片机系统。一般来说，它包

10、括单片机，晶振电路和复位电路。本设计采用宏晶公司生产的8位STC89C52单片机，它是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压、高性能微处理器。2.1.1 时钟电路时钟电路产生单片机工作所必须的时钟信号，在时钟信号的控制下，系统严格按时序执行指令。时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式，即内部时钟方式和外部时钟方式，这里使用内部时钟方式。STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，输入端为为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，电路如图3所

11、示。图3 时钟电路原理图2.1.2 复位电路单片机除系统的正常初始化外，当程序出错或操作错误时系统处于死锁状态时，需使单片机复位，使单片机摆脱“跑飞”或“死锁”状态而重新启动程序。要实现复位，只需给复位引脚RST加上大于2个机器周期的高电平就使单片机复位。复位电路采用按钮复位方式，如图4所示，该电路除了具有上电复位功能外，若要复位 只需按下按键即可，当复位键被按下时，复位引脚会立即产生一个高电平，使得单片机复位。图4 复位电路原理图2.2 红外遥控系统设计 通用红外遥控器由发射和接收两大部分组成，应用编码解码专用集成电路芯片来进行控制，发射部分包括矩阵键盘、编码调制、LED红外发送器；接收部分

12、包括光电转换器、解调等电路。本设计采用的遥控器如图5所示。图5 红外遥控器实物图2.2.1 发射原理通常，红外遥控器是将二进制脉冲信号调制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。二进制脉冲编码的形式有多种，其中最为常用的是脉冲宽度调制码，即以宽脉冲表示1，窄脉冲表示0。脉冲信号由引导码，地址码、数据码、数据反码组成。引导码也叫起始码，由宽度为9ms的高电平和和宽度为4.5ms的低电平组成，用来标志遥控编码脉冲信号的开始；地址码是16位的用户识别码，用来指示遥控系统的种类，以区别其它遥控系统，防止各种遥控器的误动作；数据码是遥控器不同按键产生的8位的键值识别码，用于判断是哪个按键被按下；数据反码是对数据码取反后的数据信号，用于核对数据是否正确。为了提高抗干扰性能和降低电源消耗，将上述遥控编码脉冲对频率为38KHz的载波信号进行脉宽调制，再经缓冲放大后送到红外二极管，将遥控信号发射出去。其发射原理框图如图6所示。红外二极管发射 调 制矩阵键盘图6 遥控信号发射原理框图2.2.2 接收电路设计根据遥控信号编码和发射过程，遥控信号的识别-即解码过程应是去除38KHz载波信号后识别出二进制码中的0和1。红外接收头接收到调制后的遥控信号，经前置放大、限幅放大、带通滤波、峰值检测和波形整形，从而解调出与遥控