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1、毕 业 论 文 设 计题 目: 基于单片机红外遥控开关设计 摘要红外遥控技术的出现，不仅大大提高了劳动生产率，降低了成本，而且减轻了人们的劳动强度，改善了劳动条件。红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点从而成为了当今非常流行的一种控制方式红外遥控器是一种利用红外遥控系统来控制被控对象的系统.整个系统由数字电路和模拟电路两个部分组成。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括LED红外光发射、解调、解码电路。1通过对设计要求地认真分析和研究，拿出了几种可行方案，最终选定了一个最佳方案。该方案是采用先进的单片机技术实现遥控的主要手段。我们所设计的遥控器能控制5个电
2、器的电源开关，并且可对一路电灯进行亮度的调节。关键字：遥控电路，红外发射，红外接收，单片机AbstractInfrared remote control technology, not only greatly improved labor productivity, reduced costs, and reduce the peoples labor intensity and improve the working conditions. Infrared remote control has a small size, low power consumption, functional
3、ity, and low cost in order to become a very popular present-day control.The infrared remote control is one kind of use infrared remote control system controls is controlled the object the department green overall system is composed by the digital circuit and the analogous circuit two parts. Launches
4、 partially including the keyboard matrix, the coded modulation, the LED infrared transmitter; Receives partially including the LED infrared light launch, the demodulation, decodes the electric circuit.After analyzing and researching on the request of the design, we take several blue print and we sel
5、ected the best one in the end. The project make use of advanced SCM to realize the remote control. Remote controller we designed can dominate 5 electrical source switches and adjust the brightness of one light.keyword：Remote controlling circuit Infrared emission Infrared receiving, SCM目 录第一章 绪 论11.1
6、 红外遥控技术的研究和成果11.2本设计的方案和比较3第二章 红外遥控控制原理5第三章 红外遥控器的硬件系统设计83.1所需要的器件及选择83.1.1显示器件的选择83.1.2 按键控制方式的选择83.2 电路设计83.2.1 红外遥控发射器遥控方式83.2.2 发射电路的设计93.2.3 发射电路原理图93.2.4 红外遥控接收器接收方式103.2.5 接收电路原理图103.3 系统功能实现方法113.3.1 遥控码的编码格式113.3.2 遥控码的发射123.3.3 数据帧的接收处理12第四章 红外遥控器的软件系统设计144.1 遥控发射部分144.2 遥控接收部分15第五章 设计调试18
7、5.1 调试前不加电源的检查185.2 静态检测与调试185.3 动态检测与调试185.4 调试注意事项19第六章 结论20参考文献21致谢22附录 （计算机程序清单）23- 20 -第一章 绪 论目前市面上的遥控器铺天盖地，对于家电设备的控制，首选的就是红外遥控器，然而技术和经济的发展使得家庭数字化趋势越来越强烈，一对一遥控器（即一个遥控器只能控制一种类型的家电设备）已经不能满足用户要求。多功能红外遥控器就是在普通红外遥控器的基础上，应市场需求而产生的，它能控制不同种类的设备，并且操作方便，深受顾客的欢迎，这也决定了多功能遥控器具有广阔的应用前景。1.1 红外遥控技术的研究和成果常用的红外遥
8、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；由于其内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940nm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2。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管。在实际应用中要给红
9、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。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。1.2本设计的方案和比较根据毕业设计的要求，利用单片机设计一个遥控开关电路，可以拟定以下的几种方案。方案一：（简易红外遥控电路）在不需要多路控制的应用场
10、合，可以使用由常规集成电路组成的单通道红外遥控电路。这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码器，因此成本较低。红外发射部分产生振荡频率红外发射图1.1方案一红外发射部分示意图考虑到本方案电路是简单的单通道遥控器，可直接产生一个控制功能的震荡频率，再通过红外发光二极管发射出去。红外接收部分红外接收解调控制受控电器图1.2方案一红外接收部分示意图当红外接收头接收到控制频率时，由一个电路对其进行解调并产生相应的控制功能。方案二：（利用红外遥控开关电路）用单片机制作一个红外电器遥控器，可以分别控制5个电器的电源开关。 红外发射部分：单片机按键控制红外发射图1.3方案二红外发射部分示意图当按下遥控按钮时，
11、单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。红外接收部分：单片机显示红外接收受控电器电源开关图1.4方案三红外接收部分示意图当红外接收器接收到控制脉冲后，经单片机处理由显示设备显示出当前受控电器的序号。 方案比较综上所述通过比较三套方案，方案一未采用单片机控制，功能过于单一，仅能对一路电器进行简单的遥控；方案二的红外线发射/接收控制电路采用单片机来实现，电路简单，实用性强。第二章 红外遥控控制原理红外遥控就是把红外线作为载体的遥控方式。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用 红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备。同时，由于采用红外线遥控器件时
12、，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在日常工作生活中的应用越来越广泛。常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。遥控发射具有键盘矩阵，每按下一个键，即产生具有不同的编码数字脉冲，这种代码指令信号调制在38kHz的截波上，激励红外光二级管产生具有脉冲串的红外波，通过空间的传送到受控机内的遥控接收器。在接收过程中，红外波信号通过光电二级管转换为38kHz的电信号，此信号经过放大、检波、整形、解调、送到解码与接口电路，从而完成相应的遥控功能。图2.1 红外遥控原理图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；由于其内部材料不
13、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940nm左右，外形与普通5发光二极管相同，只是颜色不同（如图2.1）。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2。图2.2红外发光二极管接收部分的红外接收管是一种光敏二极管（如图2.2）。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
14、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2。图2.3红外接收二极管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）。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复
15、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。红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体 ，即通信信道。红外通信的基本原理是发送端将基带二进制信号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。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制PWM（Pulse-width modulation）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制PTM
