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1、红外遥控汽车毕业设计第1章 概 述1.1 引言单 片 机 以 其 强 大 的 控 制 能 力 已 经 被 广 泛 应 用 于诸多领域，配以各种接口传感器可以实现系统的智能化。无论是在工业控制领域、医疗卫生领域、还是在国防军事领域、航天航空领域，微控制器都起着举足轻重的作用。从最初的8位控制器到现在的16位、32位控制器都还有很大的发展和应用空间。单片机的最明显的优势，就是可以嵌入到各种仪器、设备中。这一点是巨型机和网络不可能做到的。单片机在部已集成了越来越多的部件，这些部件包括一般常用的电路，例如：定时器，比较器，A/D转换器，D /A转换器，串行通信接口，Watchdog电路，LCD控制器等
2、。电子技术的应用，将玩具的趣味性、科学性、艺术性和实用性很好地结合起来，不仅可使游戏者玩起来感到有趣，还可以激发其科学兴趣、开发儿童智力。现今，大多数玩具发展成为会笑、会哭、会说、会动、会唱的引人入胜的电子类玩具。电子技术的应用程度日益加深，电子玩具也日新月异，并且占玩具市场比重越来越大。各种新型电子玩具层出不穷，其功能越来越丰富。当今世界玩具产业发展趋势是人性化和科技化。玩具集光、机、电等为一体，高科技电子玩具已是产业发展的主流。 1.2单片机的概要1.2.1 初识单片机 所谓单片机，通俗的来讲，就是把中央处理器CPU（Central Processing Unit），存储器（memory）
3、，定时器，I/O（Input/Output）接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机又称为“微控制器MCU”。中文“单片机”的称呼是由英文名称“Single Chip Microcomputer”直接翻译而来的。单片机的主要分类：、 按应用领域可分为：家电类，工控类，通信类，个人信息终端类等等；、 按通用性可分为：通用型和专用型。、 按总线结构可分为总线型和非总线型。1.2.2 单片机的发展过程1971年intel 公司研制出世界上第一个4位的微处理器； 1973年intel 公司研制出8位的微处理器8080； 1976年intel 公司研制出MCS-48
4、系列8位的单片机，这也是单片机的问世。80年代初，intel 公司在MCS-48单片机基础上，推出了MCS-51单片机。也就是说，51单片机最早的出现是在80年代初单片机的主要生产厂家和机型我国目前最常用的单片机有如下几家： Intel- (MCS51系列,MCS96系列)Atmel- (AT89系列,MCS51核)Microchip- (PIC系列)Motorola- (68HCXX系列)Zilog- (Z86系列)Philips- (87,80系列,MCS51核)Siemens- (SAB80系列,MCS51核)NEC- (78系列)Epson- (系列)1.2.3 MCS-51系列单片机
5、介绍 MCS-51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的。 MCS-51系列单片机分
6、为两大系列，即51子系列与52子系列。51子系列：基本型，根据片ROM的配置，对应的芯片为8031、8051、8751、895152子系列：增强型，根据片ROM的配置，对应的芯片为8032、8052、8752、8952。1.3 红外遥控系统概述1.3.1红外线与红外遥控系统讲红外遥控之前，首先讲一讲什么是红外线。我们知道，人的眼睛能看到的可见广按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长围为0.620.76m；紫光的波长围为0.380.46m。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线，红外线遥控就是利用波长为0.761.5m之间的近红外线来传送控制信号的。
7、红外遥控系统：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。目前大量的使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940mm左右，外形与普通5发光二极管相同，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锯法来粗略判判定。接收部分的红外接收管是一种光敏二极
8、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。红外发光二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用pc1373H、CX20106A等红外接收专用放大集成电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。图1-1给出一些成品红外接收头
9、的外形。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz1237.9kHz38kHz。也有一些遥控系统采用36 kHz、40 kHz、56 kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。图1-1 一体化红外接受头1.3.2多路控制的红外遥控系统 多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时，相应地接收端有不同地输出状态。接收端地输出状态大致可
10、分为脉冲、电平、自馈、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除，
11、在同一时间只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其他如调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出是指把一些发射键编上，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便以后适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。1.3.3 红外遥控的的特点红外遥控技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术
12、都已比较成熟。它在技术上的主要优点是：1、无需专门申请特定频率的使用执照；2、具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点；3、传输速率适合于家庭和办公室使用的网络；4、信号无干扰，传输准确度高；5、成本低廉。它的缺点是：由于它是一种视距传输技术，采用点到点的连接，具有方向性，两个设备之间如果传输数据，中间就不能有阻挡物， 而且通讯距离较短，此外红外线LED不是一种十分耐用的器件。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。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
13、行多路遥控。由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。因此，现在红外遥控在加用电器、室近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。1.4 题目评析随着电子技术在玩具工业中的广泛应用，玩具的趣味性、科学性、艺术性和实用性很好地结合起来，不仅可使游戏者玩起来感到有趣，还可以激发其科学兴趣、开发儿童智力。当今世界玩具产业发展趋势是人性化和科技化。玩具集光、机、电等为一体，高科技电子玩具已是产业发展的主流。在国外，特别是在日本，玩具设计师往往会把科学家在其他研究领域发明、创造的高新技术，应用到玩具的设计开发上，或用来对传统玩具进行改造创新。例如，日本玩具制造厂商利用嵌入式语音识
14、别技术研制与生产了的能识别主人声音的智能化电子玩具。 红外技术是用850nm的红外光传输语音及数据，能够实现点对点的数据传输和简单的文件同步。由于它具有结构简单、系统的技术复杂度小、成本低、方向性好、信息安全性高、可用频率资源多等优点，因此在家用电器的遥控技术中确立了主导地位。正是由于玩具的趣味性、科学性、艺术性和实用性的发展以及红外遥控技术在日常生活中的普遍应用，所以选择本设计是红外技术与电子技术的完美结合。在设计以前，本人对红外通信技术以及单片机技术进行了长期、全面地了解和学习，并对很多前辈们的研究成果进行了研究，以求尝试在学习前人经验的基础上取得新的突破。 第2章 方案论证与比较2.1红
15、外遥控与无线电遥控的对比按照遥控信号的传输载体，可以分为声、光、无线电波。其中声、光包括声音、超声波、可见光、红外光四种情况，其中又以红外遥控最具代表性，这样遥控电路就可以分为红外线和无线电两大类。为方便计，表2-1给出了红外线和无线电遥控的各自特点。表2-1 红外线和无线电遥控特点对比红外遥控无线电遥控遥控距离2米10米几使米十几千米遥控条件发射的红外线必须对准接受，受障碍物阻挡的影响大受地形或障碍物影响小干扰与抗干扰对其他设备干扰小，本身抗干扰能力强对其他电子设备干扰大，本身抗干扰能力差性较强较差工作频率低，基带信号传送或低载频调制传送高，射频载波传送，适用于多种传送方式无线电管理利用红外光传送，无须申请频点利用电磁波传送，必须利用业余频段，占用一定的频率资源，应遵守无线电管理规定制作难度难度低，调整容易难度高，特别是高频电路制作与调试困难成本低高适用场合森林防火遥控，银行防盗检测，遥控各种电器，电脑红外接口，汽车防撞探测，危险区禁入探测报警各种电器控制，防盗报警系统，多用户多通道遥控需要指出的是：无线电遥控必须在业余频段进行，业余频段有2
