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1、共艮Z业営陥卫商営陥Wuha n Polytech nic Un iversity In dustrial & Commercial College本科毕业论文（设计）摘要随着社会的发展，空调器在家庭中已经十分普及，与此同时，和空调器 相伴的空调遥控器的品种和产量不断提高。但是一旦遥控器损坏，由于各个 厂家遥控器生产的标准不同，所以不能互换，万一原来品牌不易购买，则会 使得此台家用电器瘫痪。所以利用单片机设计一个通用的空调遥控器，只要 这种遥控器的技术能够掌握，则其他任何家电的遥控器都能设计。系统电路主要包括接收电路、发射电路、键盘电路、显示电路以及存储 电路。本设计采用 51 单片机作为遥控
2、发射接收芯片， HS0038 作为红外一体 化接收发射管。对其进行编码、显示，并由单片机控制信号存储及转发。本 设计方案基于市场的需求，结合红外遥控设计简单、方便、成本低廉等特点。关键词： 红外遥控；编码；解码；单片机AbstractWith the development of society, air-condition have been widespread in houses. Meanwhile, the air-condition remote controller, gets an uninterrupted enhance in category and output. Ho
3、wever, if the remote control is damaged, remote production standards of the various manufacturers, are not interchangeable, in case the original brand is not easy to buy, it will make this a home appliance paralysis. Therefore, the use of a single-chip design is a common air conditioning, remote con
4、trol, remote technology is able to master any other home appliance remote control can be designed.System circuit includes a receiver circuit, the transmitter circuit, the keyboard circuit, display circuit and memory circuit. This design uses 51 single-chip receiver chip as a remote control transmitt
5、er, HS0038 launch tube receiver as infrared integration. Its encoding, display, and by the MCU control signals are stored and forwarded. The design is based on market demand, combined with infrared remote control is designed to be simple, convenient, low cost and so on.Key words: Infrared remote con
6、trol; coding; decoding; 51 MCU1 绪论1.1 课题设计目的及意义随着科技的发展，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。遥控器是由高产的发明家 Robert Adler 在五十年代发明的。而红外遥控是 20世纪 70年代才开始发展起来的一种远 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行处理，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
7、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发展，很多电器都应用了红外遥控，而空调也 不例外。市场的需求促使了空调的发展。随着“智能化”的兴起，空调的功能也越来越多， 越来越贴进人们生活。因此，对于空调的开发和设计依然有着较大的实用价值。遥控器都采用红外线技术，只是不同的厂家对遥控器的各个开关的编码不相同，但是 每个厂家都提供有自己产品的红外遥控的编码，所以就可以利用单片机技术，将各个厂家 的编码都存储到程序中，通过逐一的发射来选择哪一组编码适合这台家用电器，找到之后 将这组编码确定，就完成了遥控器的设置。本课题的目的就是实现一个遥控器控制多台设备，来解决市场上普通遥控器不兼容的
8、 问题，这将给人们的生活带来极大的便捷。1.2 万能空调遥控器的发展状况遥控器的实现原理，是在遥控器的内部芯片中存放了对应电器可以解析的编码 , 从而 在使用中 , 可以和电器进行互相通信。智能遥控器的实现原理就是对芯片内部的存储器进 行了扩展，先收集市场上可能存在的所有遥控器的编码，然后将这些编码存储在万能遥控 目前，人们对各种电器产品、控制设备等提出了新的需求，其中之一表现在嵌入式系统与 Internet 的结合。 远程监控系统是当前工业自动化应用领域研究的热点之一， 基于嵌入式 Internet 的远程监控系统是借助成熟的计算机网络技术完成监视与控制任务， 将监控范围 扩展到更广空间，进
9、一步推进了控制技术向网络化、分散化和开放化发展。 智能家居的概念最早出现在美国， 一般指利用先进的计算机、 嵌入式系统和网络通信技术， 将家中的设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭总线技术连接到 一起。我国智能家居的兴起最早可追溯到 1995年 3 月。当时，国家科委正式批准启动了 国家首批重大科技产业工程项目 - “2000 年小康型城乡住宅科技产业工程” ，其中便包含 了数字家庭的内容。近年来，智能家居产业发展迅速。但是，可能因为智能家居的不同技 术标准目前难以统一，尤其在标准化接口和通讯协议（协议问题，即诸多家电和网络能够 彼此相容）等方面，为智能家居的迅速普及带来了
10、很大的障碍。只有科学地、有预见性地 处理好这些问题，才能更好、更快地启动智能家居市场，真正实现使人类的生活更简单， 更安全，更舒适和更高效的目的。遥控器是智能家居的控制终端。所以，对智能遥控器的研究是智能家居领域的热点， 特别是与我们的生活息息相关的空调遥控器。器内部的芯片里，对这些编码根据电器的型号进行编号(也就是代码表) ，在实际使 用时，根据电器的型号从代码表里找到编号，按照使用要求输入编号，就可以使用了。 智能遥控器基于嵌入式系统，具有强大的可扩展性和可编程性，可以通过增加简单的外围 设备和软件编程灵活的支持其他功能万能遥控器包括三个子系统：接收子系统、发送子 系统和核心子系统 接收子
11、系统包括光电转换、 信号放大、 高速采样以及数据分析等模块， 发送子系统包括遥控发送、发送保持和电光转换模块，核心子系统包括中央处理、键盘控 制、LCD显示以及存储等模块。2 课题的方案设计与论证2.1 任务要求本设计要求实现一种万能空调遥控器的设计，主要内容包括：(1) 制作一个受单片机控制的红外发送器(2) 搜集不同厂家遥控编码的方法(3) 利用单片机的存储器来存放各个厂家的红外码，然后选择发送和搜索的算法，来寻找和确定相应的编码。2.2 总体方案介绍 红外遥控器的核心元器件是编码芯片，将需要实现的操作指令事先编码，设备接收后 解码再控制有关部件执行相应的动作。解码是通过载波输出的，即所有
12、的脉冲信号均调制 在载波上，载波频率通常为 38KHZ在发送端，载波利用电信号驱动红外发光二极管，将 电信号变成光信号发射出去，发射的是红外光，波长范围在840nm到960nm之间。在接收端，通过光电二极管将红外光信号转换成电信号，经放大、整形、解调等步骤，最后还原 成原来的脉冲编码信号，并根据遥控指令完成相应的动作。根据课题要求初步制定了实现万能空调遥控器功能的基本思路。此系统主要分为 6大 模块：单片机控制模块、红外接收模块、红外发送模块、键盘模块、存储模块、显示模块。 其中的主要模块是单片机控制模块，键盘的扫描，液晶的显示，红外遥控信号的接收、发 射都是由单片的程序来控制。系统原理框图如
13、图 1 所示：图12.3方案论证231 MCU控制模块选择方案1: AT89C51等类似的单片机我们很熟悉，但此类单片机往往由于工作频率低， 内部存储器容量过小而难以满足本系统的要求。方案2:使用基于STC单片机，不如STC89C52单片机，它是一种低功耗、高性能、 采用COM工艺的8位微处理器，与工业标准型80C51单片机的指令系统和引脚完全兼容。 片内8K Flash存储器可在线重新编程，而且单片机的机器周期可us级，则其计时精度为us级，完全可以满足系统测量的要求，并且成本低，加密性好，抗干扰强。终上所述，选择方案2.2.3.2红外接收模块选择方案1：采用红外接收二极管加专用的红外处理电
14、路。由于红外发光二极管的发射功 率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要加高增益放大电路。此种电路 结构较复杂，一般不采用。方案2:采用一体化红外接收头。红外一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比 较器输出等一体的模块，不需要任何外接元件，就能完成从红外接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合各种红外线遥控和红外 线数据传输。这钟红外接收电路不仅简单而且更加可靠终上所述，选择方案2,本系统使用的红外接收头的型号是常用的 HS0038即其载波 频率是 38KHZ。2.3.3 显示模块选择方案1采用数码管（LED显示。数码管价钱较便宜，对环境
15、因素要求低，显示明亮， 采用BCD编码显示数字，程序编译相对容易，资源占用少。但同时它的显示内容有限，只 能显示简单的数字和字母，并且耗能高。方案2:采用液晶（LCD显示。液晶显示屏（LCD具有轻薄短小，耗电量低，无辐 射危险， 平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势， 可视面积大， 画面效果好， 分辨率高， 抗干扰能力强和显示形式灵活等优点。只是编程工作量较大，控制其占用资源较多，但在 本系统中对控制器的资源使用中完全可以使用。终上所述，选用方案 2。2.3.4 键盘模块选择方案 1:采用独立式键盘。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，每个独立式按 键单独占用一根 I/O 口线，在按键较多时
16、， I/O 口线浪费较大。故在按键数量少时，采用 这种按键电路。方案2:使用矩阵键盘管理专用芯片，比如 HD7279占用比较少的资源就能管理一个 按键数比较多的键盘，集成了硬件消抖功能，提高了程序的执行功效，但是增加硬件成本 和仪器的功耗。方案 3:行列式键盘，用 I/O 口线组成行、列结构，按键设置在行、列线交点处，行、 列线分别连接到按键开关的两端。在按键较多时，可以节省 I/O 口线。终上所述，选用方案 3。2.4 硬件电路设计2.4.1 MCU 控制电路（1）单片机引脚功能STC89C52采用40PIN封装的双列直插DIP结构。40个引脚中，正电源和地线两根， 外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O 口，中断口线和P3 口线复用。STC89C52 的引脚图如图 2所示，其引脚功能如下:
