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1、-题 目基于AT89C51单片机红外遥控系统设计 专 业 班 级*学 号*姓 名*指 导 教 师*讲师 学 院 名 称*2021年 *月* 日. z-摘要作为传统的家用电器，随着空调的普及，电风扇的市场地位受到了巨大的冲击，传统的开/关、调速功能已经不能满足市场的需求。人们希望电风扇在体积小、作方便等的根底上能够拥有更多的功能，而红外遥控的广泛应用及单片机技术的成熟，则使得智能红外遥控系统成为了电风扇的开展趋势。本设计采用51单片机作为遥控发射接收芯片，HS0038作为红外一体化接收发射管，在此根底上设计了一个简易的智能红外遥控电风扇系统。系统包括接收和发射两大局部，本文设计实现了几项电风扇的
2、根本功能：开/关功能、多级调速功能、0.5-7.5小时不同时间段的定时功能，以及自然、正常两种风类的选择功能。另外本系统有16个按键，可用于扩展控制其他电器。本设计方案基于市场的需求，结合红外遥控设计简单、作方便、本钱低廉等特点。关键字：红外遥控；信号调制；编码；解码；AbstractWith the popularity of air conditioners, the market position of the electric fans which are the traditional household appliances will receive a huge impact,
3、the traditional on / off and speed control function have been unfit for the needs of the market. It is hoped that the fans in small, easy to operate, and so on the basis can have more features. When the application of infrared remote control bees wilder and technologies of SCM bee mature, the remote
4、 control system is the trendThe design use a special launching and receiving chip which depends on remote control. On the basis of this chip a system of intelligent infrared remote-control was designed for the fan. The system consists of the launching part and the receiving part. This system is desi
5、gned to achieve some basic functions of fans: on / off function, three kinds of speed, the timing function which can be chosen at different times of 0.5-7.5 hours, and the function of two kinds of wind which are the natural wind and the normal wind. The design was based on the needs of the market. C
6、onsidering that infrared remote control is simple, easy to operate, low-costKeywords: Infrared Remote Control; Signal Modulation; Encoding; Decoding。. z-目 录摘要1Abstract21 绪论11.1 课题设计目的及意义11.2 红外遥控的设计思路22 课题的方案设计与论证42.1 红外编码方案42.2 硬件系统设计架构42.3 系统功能需求63 系统的硬件构造设计83.1 AT89C51系列单片机功能特点83.2 红外发射电路113.3 红外
7、检测接收电路123.4 光电耦合控制电路133.5 电源电路设计143.6 显示局部的设计153.7 键盘设计184 系统软件的设计204.1 定时/计数器应用204.2 遥控码的发射234.3 红外接收254.4 调速单元284.5 按键抖动问题304.6 系统的软硬件的调试32结论33参考文献34附录35附录1：发射程序35附录2：接收程序38附录3：红外发射电路图42附录4：红外接收电路图43致44. z-1绪论1.1课题设计目的及意义随着科技的开展，人们生活的节奏也越来越快，随之人们对方便，快捷的要求也随之不断增高。遥控器的出现，在一定程度上满足了人们这个要求。遥控器是由高产的创造家R
8、obert Adler在五十年代创造的1。而红外遥控是20世纪70年代才开场开展起来的一种远程控制技术，其原理是利用红外线来传递控制信号，实现对控制对象的远距离控制，具体来讲，就是有发射器发出红外线指令信号，有接收器接收下来并对信号进展处理，最后实现对控制对象的各种功能的远程控制。红外遥控具有独立性、物理特性与可见光相似性、无穿透障碍物的能力及较强的隐蔽性等特点。随着红外遥控技术的开发和迅速开展，很多电器都应用了红外遥控，而电风扇也不例外。从单纯的在电风扇面板上通过按钮控制，到短距离(10M以)的遥控，虽然改变不大，但其带来的便利无疑是巨大的。而红外遥控技术的成熟，也使得遥控电风扇变得设计简单
9、，价格低廉。作为一种老牌的电器，电风扇具有价格廉价、摆放方便、体积轻巧等特点。虽然现在空调在城市中已经相当普遍，并有替代电风扇的趋势，但由于大局部家庭消费水平的限制，电风扇作为一个成熟的家电行业的一员，尤其在中小城市，以及乡村将来一段时间仍然会占有市场的大局部份额。市场的需求促使了电风扇的开展。随着智能化的兴起，电风扇的功能也越来越多，越来越贴进人们生活。因此，对于电风扇的开发和设计依然有着较大的实用价值。在现有市场上多功能遥控电风扇的根底上，人们提出了一种新型的智能电风扇，相对于过的电风扇，智能电风扇添加了很多人性化的设计，如平安保护，倾倒保护，智能照明等功能，使电风扇更加人性化，相信其丰富
10、的功能，人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力2。而本设计就是以电风扇为对象，通过红外遥控实现电风扇的几种常用功能如开关、调速、定时等的控制，相对于传统的机械控制，表达出了更加方便快捷的优点。1.2红外遥控的设计思路 红外线简介红外线又称红外光波，在电磁波谱中，光波的波长围为0.01um1000um。根据波长的不同可分为可见光和不可见光，波长为0.38um0.76um的光波可为可见光，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。光波为0.01um0.38um的光波为紫外光(线)，波长为0.76um1000um的光波为红外光(线)。红外光按波长围分为近红外、中红外、远红外、极红外4类。红外线遥
11、控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76um1.5um。用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件(红外发光管)与红外接收器件(光敏二极管、三极管及光电池)的发光与受光峰值波长一般为0.8um0.94um，在近红外光波段，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。 红外遥控系统简介红外遥控系统主要由遥控发射器、一体化接收头、单片机、接口电路组成，如图一所示。遥控器用来产生遥控编码脉冲，驱动红外发射管输出红外遥控信号，遥控接收头完成对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组串行二进制码，对于一般的红外遥控系统，此串行码输入到微控制
12、器，由其部CPU完成对遥控指令解码，并执行相应的遥控功能。使用遥控器作为控制系统的输入，需要解决如下几个关键问题：如何接收红外遥控信号；如何识别红外遥控信号以及解码软件的设计、控制程序的设计。红外遥控的现状目前家电中用的最多的遥控方式是红外遥控，红外遥控的特点是不影响周边环境的、不干扰其他电器设备。价格低廉，编码简单，近距离的遥控使用红外遥控非常有优势。由于红外一体化接收头的出现，大大降低了红外遥控的本钱和技术难度，目前不仅在家电领域，在玩具、安防等领域也有广泛的应用。红外遥控系统主要由红外遥控发射装置、红外接收设备、遥控微处理机等组成。因此，遥控系统是一涉及单片机的数字系统。目前国红外遥控电
13、子元器件的竞争很剧烈，导致了价格的低廉，外表上有利于消费者，可是长期恶性竞争，互相压价格，必将导致产品质量的下降，最终损害的只能是消费者。红外遥控的前景依然看好，不过红外遥控的现状不容乐观。红外遥控是单工的红外通信方式，整个通信中，需要一个发射端和一个接收端。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收端普遍采用价格廉价，性能可靠的一体化红外接收头接收红外信号，它同时对信号进展放大、检波、整形，得到TTL电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并控制相关对象3。图1-1遥控器原理框图2课题的方案设计与论证2.1 红外编码方案红外编码有
14、很多种方式，下面列举两种实现方案：方案一：脉宽调制的串行码。这种遥控码具有以下特征： 以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的0；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的1。 其相关的波形图如图2-1所示: 图2-1 串行码编码方案二：码分制。采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的被控对象，最小为2个脉冲。为了使接收可靠，第一位码宽为3ms，其余为1ms，遥控码数据帧间隔大于10ms，如图2-2所示。电器0的遥控输出码电器1的遥控输出码图2-2 码分制编码波形图本设计采用方案二，码分制编码编程简单，在按键较少的
15、情况下优势明显。2.2 硬件系统设计架构手持段遥控器电路框图：单片机系统由显示电路、红外发射电路以及按键电路，稳压电路等组成。其手持段遥控器电路设计原理图如图2-3所示：图2-3手持段遥控器方框图红外接收端电路框图：单片机系统及显示电路、红外发射电路以及按键电路，电源电路，控制单元等组成。其红外接收端设计原理图如图2-4所示：图2-4 红外接收端方框图2.3 系统功能需求本遥控系统要求用单片机作为控制芯片制作一个遥控器4，另一个单片机控制系统能被遥控操作。本系统要求遥控器具有多级调速，开关，定时，以及自然风，睡眠风切换等功能。将单片机、控制、键盘组合在一起完成了人机对话。 用 AT89C51单片机来作主
