《单片机红外遥控系统设计-学位论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机红外遥控系统设计-学位论文（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 本 科 毕 业 设 计 题目 单片机红外遥控系统设计院（系部）河南理工大学万方科技学院 专业名称 电气工程及其自动化 年级班级 电气123班 学生姓名 指导教师 2016 年 4 月 20日河南理工大学万方科技学院本科毕业论文摘 要 随着人们生活水平越来越好，人们的日常生活中出现了许多有益的远程遥控程序。以前做工简单的遥控器使用特有的遥控编解码电路，但因为功能键及性能的限制，只有某些特定的领域才能使用。而使用单片机有可以实现远程控制程序,方便编程,可以自由设置操作码的优点。这个设计主体特别采用了AT89C51单片机，综合采用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识，采用红外光的特长，编写一个红
2、外遥控系统。这个系统包含了发送和接收两部分，应用程序的编码/解码芯片来控制操作。发射方面包含键盘矩阵、编码调制、LED红外线发射器；接受部分包含红外接收芯片、光电转换器、调解电路。其优势是拥有简短的硬件电路,软件功能完善,更好的性价比优势,有一定的应用和参考价值。关键词：单片机AT89C51；LED红外发射器 AbstractWith promotion of humanistic, scientific progress and people living standard rise slowly, all conducive to life of the remote control sy
3、stem began to stride the lives of people. Previous remote control remote coding and decoding the special integrated circuit using the, this approach, while work is simple easy, but as a result of function key number and function by the constraints of the special applies only in the use of some speci
4、al electrical products, service areas affected. And the use of single-chip design in the use of remote control system, with programming is flexible, set arbitrary and advantage of operation code number.This design adopts AT89C51 micro-controller as the main body, using a combination of MCU interrupt
5、 system, timer, counter and other knowledge, using infrared expertise, to prepare a infrared remote control system. The system includes transmitting and receiving part, application coding / decoding chip to control the operation. Emission including matrix keyboard, modulation and coding, LED infrare
6、d emitter; acceptancePart contains infrared receiving chip, photoelectric converter, the mediation circuit. The advantages of the hardware circuit is simple, software function, cost-effective and other advantages, have certain application and reference ability.Key words: single chip microcomputer LE
7、D; AT89C51 infrared emitterII目 录 1 绪论2 1.1研究背景22系统方案设计论证4 2.1单片机红外遥控发射器设计原理4 2.2单片机红外遥控接收器设计原理5 2.3方案选择和论证63红外解码硬件电路设计7 3.1红外解码系统设计7 3.2单片机及其硬件电路设计7 3.3红外发射电路设计10 3.4红外接收电路设计12 3.5本章小结144红外解码程序设计15 4.1红外接收电路主程序流程图15 4.2红外接收电路子程序流程图16 4.3本章小结175 联机与调试18 5.1硬件调试18 5.2软件调试24 5.3系统PCB25结论和展望26致 谢27附录A：系
8、统原理图29附录B：系统PCB图30附录C：系统仿真图31附录D：系统源程序32 1 绪论1.1研究背景现在市面上通常是使用遥控编码和解码集成电路。这种方法的优点是简单,但由于功能键的数量和特殊的功能是有限的,这种电路只适用于一个特定的电子产品使用，应用领域遭到特别的限制。单片机设置遥控系统有编程灵活多样,操作码个数可以自由设置优势,而且单片机遥控应用程序与红外发射频率是不同的,可以识别不同的远程控制能力。当我们按下按钮,识别的关键是通过单片机CPU一端接红外发射管发射特定频率的脉冲,脉冲和39千赫载波脉冲调解,然后将不得不调整缓冲放大器、脉冲激励红外发光二极管将电能转化为光能,使红外发光二极
9、管发射红外线的特定频率,接收控制系统接收到红外线后,通过单片机定时器/计数器在这个红外频率,然后发送CPU的频率,从CPU这个信号编码、识别控制信号,从而控制电路实现控制功能，完成远程控制的功能。1.2国内外研究现状发射和接收部分是红外遥控系统的最基本的一部分。发射部分的一些最重要的元素称为红外发光二极管(led)。它本质上是一个发光二极管;因为它的内部材料和普通发光二极管(led)有一定的差异,所以他的两端加一定电压后,发出一种红外线代替可见光。红外波长近940毫米是目前大量使用的二极管,形状与一般5 led差不多只是有不同的颜色。红外发光二极管经常看到有深蓝色,黑色,透明三种颜色。那么如何
10、判断红外发光二极管呢，性质上和判断正常的二极管是一样的:用万用表电阻挡,然后测量红外发光二极管,反向电阻。在发光效率、红外发光二极管(led)需要使用特殊的仪器来测量准确,没有条件只能使用拉锯法来判断。光敏二极管是接收部分里面的红外接收管。实际应用中让他工作的话需要加反向偏压，也就是说红外接收二极管需要反向运用才能得到较高的灵敏度。红外发光二极管的形状正常有圆形和方形两种。红外发光二极管发射功率控制在100 m w,相对较小,因此,红外接收二极管接收到的信号很弱,所以将添加一个名为高增益放大器电路的电路。不影响周围环境,不影响电气设备是红外遥控控制的特点。因为红外光可以穿透墙壁,用于家用电器遥
11、控和不会造成干扰,电路调试简单,假使一个给定的电路连接的功能是正确的,通常不需要任何调试可以添加工作;解码很简单,可以多通道远程控制。1.3研究目的与意义随着科学技术的发展,人们的生活节奏变得越来越快,追求方便,快速的需求也在增加。远程控制的出现在一定程度上,满足人民的需求。远程控制是一个叫罗伯特阿德勒的发明家在五十年代发明的。而红外遥控是在1970年代开发的远程控制技术,其原理是使用红外线发送控制信号,实现远程控制的控制对象,具体就是一个发射机发送红外信号,接收器进行信号处理,最终实现各种功能的控制对象的远程控制。 红外遥控具有独立、物理性质和光学相似,无法穿透的障碍和隐蔽性很强的特点。红外
12、遥控技术的发展使得许多电器产业快速发展对红外遥控的应用。 2系统方案设计论证2.1单片机红外遥控发射器设计原理单片机,谐振器,复位电路,红外发射管,行列式键盘和低功率空闲模式控制电路的单片机红外遥控发射器。单片机不工作时处在低功耗的阶段,使用闲置节电工作。按下遥控器上的按钮,外部中断1中断,之后直接触发单片机,并使其进入阶段,知道哪个键盘按下按钮,信号是什么意思,确认按钮后,软件控制启动计时器T0和T1,红外发射频率控制器T0，启动时间控制器T1,当T0定时器溢出时,红外接口级别打断逆转时间,定时器初始值不同,系统获得了不同的发射频率输出端口。当T1定时溢出T0定时器将中断程序关闭,红外停止射
13、击。设计原理图如下。2-1单片机遥控发射器原理图2.2单片机红外遥控接收器设计原理单片机、红外遥控接收电路、状态指示电路、控制电路和单片机的一些外围电路组成红外遥控接收器。红外脉冲计数器是使用单片机的内部T0,T1则受控于计数时间控制器。当红外接收管接收红外脉冲触发外部中断,定时器计数器T0和T1已启动。定时溢出,计数器T0中断程序关闭,读计数价值判断,操纵遥控按钮后立即反转操作,控制电路负载对应的打开或关闭。也可以实现锁定功能于接收电路,控制电路被锁定后,远程控制无法实现远程控制的功能控制电路。其设计原理如图2 - 2所示。2-2单片机遥控接收器原理图2.3方案选择和论证红外编码有很多种方式
14、，下面列举两种实现方案： 方案一：脉宽调制的串行码。这种遥控编码具有以下特征： 以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。 其相关的波形图如图2-32-3串行码编码2-4码分制编码波形图3红外解码硬件电路设计3.1红外解码系统设计红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，电视机遥控器是红外遥控系统中的典型代表。由于各厂家经常使用专用的遥控芯片，不同的遥控器之间互不兼容，因此给我们的生活带来一些不便。我的设计是使用常用的芯片AT89C51代替专用的遥控芯片制
15、作一个遥控器，实现遥控器之间的通用化.根据扫描到不同的按键值转至相对应的ROM表读取数据。确认设备及菜单选择键后AT89C51将从ROM读取出来的值，按照数据处理要求从P2.5输出控制脉冲与T0产生的38KHz的载波（周期是26.3s）进行调制，经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS0038一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能。然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作。3.2单片机及其硬件电路设计3.2.1单片机AT89C51AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的CMOS 8位微处理器，其特点是低电压
