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1、课 程 设 计 论 文版面不对论文题目 基于51单片机的红外遥控的 开关的设计 学生姓名 学 号 专 业 电子信息科学与技术 班 级 0900230127 指导教师 何宁 2012年12月1摘 要 格式不对本设计是基于红外遥控和AT89C51单片机控制的红外遥控开关，这种系统具有很强的适用性、灵活性、先进性,它的应用大大方便了人们的生活。本文给出了系统的硬件组成和硬软件设计方法，介绍了解码程序的基本结构和程序框图，为达到准确控制，将发射脉冲分为连接段、控制段和结束段等3部分，并再接收端进行校验。整个系统由发射和接收两个部分组成。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LE
2、D红外光、解调、解码电路。系统在实际实用后，证明其方便、可靠并具有实用价值。关键词：AT89C51芯片；红外遥控开关 单片机；红外遥控；编码；解码ABSTRACTThe design of an infrared remote-control multi-line switch is introduced.This switch is based on principle of infrared remote-control and AT89C51 single chip microcomputer controlling .This system has strong applicabili
3、ty,flexibility and advancement.Peoples life is improved greatly by Its apply. Its system composition and design of hardware and software are presented. The basic structure and chart of control decode program are also expounded. In order to achieve exact remote-control, the transmitted signal is divi
4、ded into 3 parts:the connecting section, the controlling section and the ending section, then the receiver will verify it.The whole system is composed by the launches partially and the receives partially two parts.Launches partially including the keyboard matrix,the coded modulation,the LED infrared
5、 transmitter;Receives partially including the LED infrared light launch,the demodulation,decodes the electric circuit. It was proved that this kind of remote-control is convenient, reliable and practical after using in remote-control system.Key words: the chip of AT89C51; infrared remote-control swi
6、tch目 录1 绪 论41.1 课题背景41.2 应用前景42 总体设计方案52.1 机型及元器件选择52.1.1 单片机的选择52.1.2 AT89C51单片及的硬件结构62.2 软、硬件功能划分62.3 总体方案设计73 系统的设计83.1 系统硬件设计83.1.1 硬件要求83.1.2 键盘接口113.1.3 LED显示器113.1.4 发射部分133.1.5 接收部分133.2 系统软件设计143.2.1 发射部分的工作原理143.2.2 接收部分工作原理153.3 遥控系统的编码及解码163.3.1 遥控发射编码格式163.3.2 数据帧的接收处理173.4 遥控发射及接收控制程序流
7、程图183.4.1 遥控发射控制流程图183.4.2 遥控接收控制流程图194 系统调试215 课程设计总结23致 谢24参考文献25附 录261 绪 论1.1 课题背景继1971年微处理器的研制成功不久，就出现了单片机，但最早的单片机是一位的，单片机以其卓越的性能，得到了广泛的应用，已经深入到各个领域。单片机应用在检测、控制领域中，具有以下特点：小巧灵活、成本低、易于产品化。它能方便的组装成各种智能测控设备及各种智能仪表仪器。可靠性好，适合温度范围宽。单片机芯片本身是按工业测控环境要求设计的，分为民用、工业品、军品、其中工业品和军品具有较强的适应恶劣环境的能力。由于单片机本身就是一个计算机系
8、统，因此，只要在单片机的外围适当加一些必要的扩展电路及通道接口，就可以构成各种应用系统，如工业控制系统、数据采集系统、自动测试系统、检测监视系统、智能仪表、功能模块等。单片机的应用领域十分广泛，自20世纪80年代以来，单片机的应用已经深入到工业、农业、国防、科研、机关、教育、商业以及家电、生活、娱乐、玩具等各个领域中。1.2 应用前景本次设计是基于单片机的红外遥控开关系统，它在我们的生产和生活中有着很广泛的应用前景。在我们所居住的场所，我们就可以通过红外遥控技术来控制各种电器、仪表、机械等。这种系统具有很强的适用性、灵活性、先进性。它的应用将我们的生活变的更加轻松。大大方便了人们的生活随着信息
9、技术的不断向前发展，一些功能更强的应用系统将出现在我们的各个方面，这将体现着高科技带给人们的无穷魅力。Equation Chapter (Next) Section 12 总体设计方案2.1 机型及元器件选择 此次设计所采用的单片机的名称是AT89C51，用其控制红外信号。在发射部分的电路中我所采用的元器件有AT89C51芯片、发光二极管、三极管、警惕振荡器等。在红外接收部分采用的元器件有LED数码管显示器、红外接收器ST188等。2.1.1 单片机的选择单片机的主要性能指标有【1，2】：字长、主频、指令执行时间、电源功耗等。选择单片机不仅要考虑其主要的性能指标，更要考虑单片机的中断能力、接口
10、、片内存储器大小、抗干扰能力等。本次设计所选的单片机为AT89C51，AT89C51单片机的引脚结构图如图2-1所示。图2-1 AT89C51引脚图 40只引脚按功能来分，可以分为如下几类： 1）电源及时钟引脚：Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2。 2）控制引脚：/PSEN、ALE、/EA、RESET(即RST）。 3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O的外部引脚。2.1.2 AT89C51单片及的硬件结构1) 微处理器（CPU）：一个8位的CPU，与通常的CPU基本相同，同样还包括了运算器和控制器两部分，只是增加了面向控制的出路功能，不仅可以处理字节数据还可以进行变量
11、的处理。2）数据存储器（RAM）：片内为128B，片外最多可以外扩64KB。片内的128B的RAM以告诉RAM形式集成在单片机内。可以加快但单片机的运行速度，而且这种结果的RAM可以降低功耗。3）程序存储器（ROM/EPROM）：用来存储程序，8031没有此部件，8051为4KB的ROM；8751为4KB的EPROM。片外最多可以扩至64KB。4）4个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3）5）1个串行口：1个全双工的串行口，具有4种工作方式。可以用来进行串行通信，扩展并行I/O口，甚至与多个单片机相连接构成多机系统，从而使单片机的功能更加强且应用更广。6）2个16位定时器/计数器。7) 中
12、断系统：具有5个中断源，2级中断优先权。8) 特殊功能寄存器（SFR）：共有21个、用于CPU对片内各功能部件进行管理、控制、监视。是一些控制器和状态寄存器，具有特殊功能的RAM区。AT89C51是一种低功耗、高性能、内含4KB闪速存储器（Flash Memory）的8位CMOS控制器。这种器件系以ATMEL高密度不挥发存储技术制造，与工业标准MCS51指令系统和引脚完全兼容。片内闪速存储器的程序代码或数据可以在线写入,亦可通过常规的编程器编程。例如MP100这样的经济型编程器，它支持痛哟个EPROM等各种存储器、PAL（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）以及Intel，ATMEL和Ph
13、ilips等公司全系列51单片机的编程。ME5103和ME5105仿真器支持AT89系列所有器件的调试、仿真和编程。AT89C51芯片内部具有下列硬件资源：4KB闪速存储器、128个字节RAM、32条I/O线，两个16位定时/计数器、五源两级终端结构、全双工串行口、片内振荡器及时钟电路等。正是由于AT89C51具有以上优点，所以我选择了它作为系统硬件所选单片机类型。2.2 软、硬件功能划分本次设计的硬件部分包括红外发射和红外遥控接收两个部分的电路【3，4】。关于电路的工作原理将在相应的章节介绍，在次就不做赘述。系统的软件部分的设计就要求在红外遥控发射端对红外信号进行编码，在接收端对所读取的编码
14、进行解码，这就要求编译显影的功能程序执行各自操作，最终实现对硬件电路的智能控制的目的。软件部分的程序包括键盘扫描程序、剪号处理程序、38KHz载波及编码脉冲发射程序、遥控接收及处理程序、延迟子程序。2.3 总体方案设计系统组成如图2-2所示【5】。系统由发射部分和接收部分组成。发射部分采用脉冲个数编码，将待发射信号调制成38KHz的载波信号，由红外发射管进行发射。接收部分由红外接收管进行解码接收，单片机通过对所接收信号的分析，输出相应的控制信号，由发光二极管和数码管指示出发射部分按下的按键号。图2-2 红外遥控开关系统组成Equation Chapter (Next) Section 13 系
15、统的设计3.1 系统硬件设计3.1.1 硬件要求一个单片机应用系统的硬件设计包括两大部分内容：1.单片机系统的扩展部分设计。它包括存储器扩展和I/O接口扩展。存储器的扩展指RPROM、EEPROM和RAM的扩展。他们属于单片机系统扩展的内容。2.各个功能模块的设计。如信号测量功能模块、信号控制功能模块、人机对话功能模块、通信功能模块等，根据系统功能要求配置相应的A/D、D/A、键盘、显示器、打印机等外围设备。由HRM5700B红外先发射管及相关元件组成的红外发射电路中的红外信号经过AT89C51单片机处理时对其定时器/计数器的工作方式的选择有直接影响。首先了解AT89C51单片机的4种工作方式是硬件设计必不可少的步骤。AT89C51单片机的定时器/计数器的结构如下乳3-1所示【6】。图3-1 89C51 定时器/计数器结构图定时器/计数器 T0由
