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1、常州工学院学士学位论文摘 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、作方便等的基础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发展趋势。 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、成本低廉等特点，采用了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，在此基础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部分，本文设计实现了几项电风扇的基本功能：开/关功能、多级调速功能、0.5-7.5小时不
2、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。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, the traditional on / off and speed control function have been unf
3、it 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 becomes wilder and technologies of SCM become mature, the remote control system is the trend.The design was based on the ne
4、eds of the market. Considering that infrared remote control is simple, easy to operate, low-cost, I 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 t
5、he launching part and the receiving part. This system is designed 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 no
6、rmal wind.Key words: Infrared Remote Control; Signal Modulation; Encoding; Decoding目 录摘 要IAbstractII目 录III第一章 绪 论- 1 -1.1 课题背景- 1 -1.2 课题内容- 3 -1.3 红外遥控简介- 4 -1.4 设计应用前景和意义- 6 -第二章 系统方案设计- 7 -2.1 方案设计思路- 7 -2.2 方案论证- 8 -2.3 系统的设计- 10 -2.3.1 电源电路设计- 10 -2.3.2 行列式操作键盘- 10 -2.3.3 显示部分的设计- 10 -2.3.4 红外发
7、射电路- 11 -2.3.5 红外接收电路- 11 -第三章 系统的硬件结构设计- 12 -3.1 红外发射电路的设计- 13 -3.2 红外检测接收电路- 14 -3.3 控制电路- 14 -3.4 电源电路设计- 16 -3.4.1 稳压电路- 16 -3.4.2 直流稳压电源的设计- 17 -3.5 显示部分的设计- 17 -3.6 键盘设计- 19 -第四章 系统软件的设计- 22 -4.1 定时/计数器应用- 22 -4.1.1 定时/计数器功能简介- 22 -4.1.2 定时器相关的控制寄存器- 22 -4.1.3 定时计数器的操作模式- 24 -4.2 遥控码的发射- 25 -4
8、.2.1 遥控码的发射- 25 -4.2.2 发射端程序流程图- 26 -4.3 红外接收- 27 -4.3.1 数码帧的接收处理- 27 -4.3.2 接收端程序流程图- 28 -4.4 调速单元- 29 -4.4.1 调速原理- 29 -4.4.2 调速方法- 30 -4.5 按键抖动问题- 31 -结 论- 33 -致 谢- 34 -参 考 文 献- 35 -附 录一- 38 -附 录二- 39 -附 录三- 40 -第一章 绪 论1.1 课题背景随着家电行业的不断发展，如今家电市场的竞争越来越激烈。作为家电的重要部件之一，遥控器的竞争也是可想而知的。红外遥控器是一种用户可以在几米甚至十
9、几米外就能对各种电器进行操作控制的装置，在家电产品中有广泛应用，但各产品的遥控器不能相互兼容，使得生活中遥控器数目也越来越多，使用时常常混淆。另外若遥控器丢失，找到配套的遥控器也很困难。具有学习功能的智能遥控器以普通的低成本单片机为核心，能解码与记忆遥控器编码，并模拟发射，使一个遥控器可以代替多个遥控器控制多个电器，是一种智能化的控制工具。目前市面上常见的智能遥控器大多只能对某几种产品进行控制，不是真正的“万能”。本文利用普通单片机对遥控器的发射信号的波形进行测量，然后将测量的数据回放。由于只关心发射信号波形中的高低电平的宽度，而不管其如何编码，因此做到了真正的“万能”，而且成本很低。红外数据
10、传输，使用传播介质红外线。红外线是波长在750nmlmm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75m一25m之间，红外数据协会成立后，为保证不同厂商的红外产品能获得最佳的通信效果，限定所用红外波长在850nm900nm。红外数据通讯指的是两台设备之间通过红外线进行无线数据传输的一种数据传输方式。为了建立一个统一的红外数据通讯标准，1993年由HP、COMPAQ、INTEL等二十多家公司成立了红外数据协会Infrared Data Association(IRDA)。红外线数据协会(Infrared Data Association，IrDA)是第
11、一个踏入短距离无线通讯领域的世界最初由HP、IBM、Sharp及Sony等业者创立,现在己超过100家公司加入，其中包含费业者、资讯业者、通讯业者、软体业者、半导体业者和研究机构，主要目的是建立红外线短距离无线传输之统一标准，并开发相关联之新技术与新市场，以低价位、点对点(point一to一point)、半双工及串列红外线标准为目标。这个标准定义了一个低成本、高传送速度、点对点的通信介面，因此广受各方瞩目。目前IrDA界面的主要用途之一，是在电脑之间提供近距离无线式的通信连线来交换彼此的资料，加上IrDA拥有低耗电的特性，特别适合用在可携式、可用电池操作的产品中。因此应用的领域相当广泛，目前饱
12、和的市场有:PDA、膝上型电脑和笔记型电脑，现阶段高成长的应用产品有:台式电脑、数码相机、打印机、移动电话、腕表、转接器、车用等;另一兴新应用产品有智慧型电话(smartphone)、电子钱包、电子交易、互动电视、视讯转换器、影音设备、键盘、滑鼠、摇捍、资讯家电和玩具等。红外传输距离在几厘米到几米，发射角度通常在015，发射强度与接收灵敏度因不同器件不同应用设计而强弱不一，使用时只能以半双工方式进行红外通信。目前无线传输主要有蓝牙和红外两种方式，蓝牙(Bluetooth)技术可说是近一、二年来最热门的产品，不论是被媒体炒热或真能达到低成本且短距离无线资料传输的梦想，全球的半导体厂、零组件厂、系
13、统厂、软体业者，正在进行前所未有的联盟动作。Bluetooth在传输距离、安全保密性与连接点数上优于IrDA，IrDA在频宽、成本优于Bluetooth。在技术上蓝牙涵盖的范围较广泛、距离长，可以穿过不同的介质抵达接收端，同时可与多个装置连结。但亦都因为它穿透性强，易对飞航产生千扰，因此不适合在飞航中等使用，而且高功耗、体积大、与造价高是它的弱点。而IrDA虽然网络功能较Bluetooth薄弱，但在无线外围的连接方面，因为一般外围使用的范围都在设备的周围，距离不是为主，相反造价及耗电在这类外围上才是首先要考虑的，如:个人计算机和打印机、扫描器、鼠标、键盘等，它内置IrDA会比Bluetooth
14、更适合。当然，它也适合体积小的设备如:HTC、PDA、LaPtop、耳机、麦克风等。再之IrDA最大的优势在于普及较早，目前己拥有广大的装机量，而且每年仍以50%的比率在增长，以及目前市面上之众多操作系统均己提供支持，甚至微软宣布其Windows2000将支持高速16Mbps之VFIR标准，故此Bluetooth的出现并取代不了IrDA，应用商品的需求及定位的差异，而今到内置无线传输功能时必然会有所取舍，可能有传输距离、成本、体积等方面权衡考虑。这也令到lrDA能够在新世纪里仍可与Bluetooth并存，并不会因Bluetooth的出现而被取代。红外通讯技术一般采用红外光波段内的近红外线，波长
15、在0.75m至25m之间。由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力较差，所以红外通讯技术更适合应用在短距离无线通讯的场合。目前，红外通讯主要应用于数据通信和遥控这两方面。数据的红外通信具有数据传输量大，传输速率高等特点，但距离较近，至多可达到lm。红外遥控所需传输的数据量较小，一般仅为几个至几十个字节的控制码，传输距离相对较远(小于10米)。由于红外线的直射特性，红外通讯技术不适合传输障碍较多的地方，因此红外通讯技术多数情况下传输距离短、传输速率不高。红外发送器大多是使用Ga、As等材料制成的红外发射二极管，其能够通过的LED电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大，发射强度越大，红外传输距离就越远，传输距离正比于发射强度的平方根。有少数厂商的红外发送器件内置有驱动电路。红外检测器件的主要部件是红外敏感接收管，有独立接收管构成的器件，有内含放大器的，有集成放大器与解调器的。接收灵敏度是衡量红检测器件的主要性能指标，接收灵敏度越高，传输距离越远，误码率越低。内部集成有放大与解调功能的红外检测器件通常还含有带通滤波器，这类器件常用于固定载波频率(如40KHz)的应用。 红外收发器件集发射与接收于一体。通常器件的
