基于單片機(jī)的紅外遙控開關(guān)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)

　　

【正文】 ....................................... 14 單片機(jī)控制系統(tǒng)電路 ........................................ 14 紅外接收頭電路 ............................................. 14 繼電器觸控電路 ............................................ 14 MAX232 程序燒錄電路 ........................................ 16 關(guān)于繼電器驅(qū)動(dòng)的問題 ....................................... 16 第 3 章 系統(tǒng)軟 件部分設(shè)計(jì) ......................................... 18 程序的基本思路及模塊化程序編寫介紹 ............................. 18 主程序流程 ................................................ 18 模塊化程序簡介 ............................................ 19 相關(guān)程序代碼 ................................................... 20 主程序模塊 ................................................. 20 紅外解碼程序 ............................................... 21 繼電器控制程序 ............................................. 23 所用相關(guān)延時(shí)程序 ........................................... 24 結(jié) 論 .............................................................. 25 參考文獻(xiàn) ........................................................... 26 致 謝 .............................................................. 27 附 錄 1 ............................................................ 28 附 錄 2 ............................................................ 29 1 第一章 緒論 課題背景及其意義 隨 著電子技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提 高，越來越多的電子產(chǎn)品 走進(jìn) 人們的日常生活 ，而 這些電器，絕大多數(shù)是采用紅外遙控方式，遙控器的使用給 人們的 日常 生活和生產(chǎn)帶來了極大的便利。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué) 院（部）： _____電氣與信息工程學(xué)院 ____ 專 業(yè)： _____電氣工程及其自動(dòng)化 ____ 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師姓名： 最終評(píng)定成績 : 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的 研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅安全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。 到了六十年代初，一些發(fā)達(dá)國家開始 研究民用產(chǎn)品的遙控技術(shù)，但由于 當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，遙控技術(shù)發(fā)展很緩慢。 單片機(jī)誕生于 20 世紀(jì) 70 年代，作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支， 應(yīng)用面很廣，發(fā)展很快。 設(shè)計(jì)一個(gè)多路紅外遙控開關(guān)，利用市售遙控器發(fā)送遙控器鍵盤數(shù)字信號(hào) ，通過以 3 STC90C516RD+單片機(jī)為核心的控制器接受數(shù)字信號(hào)并解碼，然后通過控制器控制相應(yīng)的繼電器通斷，使得后置電路工作并實(shí)現(xiàn)各自 相關(guān)功能，本文所涉及研究內(nèi)容如下： （ 1） 紅外解碼思路及紅外解碼原理的分析 。 單片機(jī)解碼模塊：單片機(jī)對(duì)紅外接收頭傳遞來的 TTL 電平信號(hào)進(jìn)行解碼處理，得到遙控器的鍵碼值，從而執(zhí)行后置繼電器電路的控制功能。 如圖 、編碼調(diào)制、 LED 紅外發(fā)送器，接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大、解調(diào)、解碼電路，而整個(gè)接收部分將完全由上述的 PC838 紅外一 體化收頭來完成 ，本設(shè)計(jì)的發(fā)射部分采用成品遙控器來發(fā)送控制信號(hào) 。每次 8 位的碼被傳送之后，他的反碼也被傳送，減少了系統(tǒng)的誤 碼率 ，這也為后續(xù)的 解碼程序的編寫提供了 自行檢測是否誤碼的手段 。 相關(guān)器件 簡介 本章將對(duì) 設(shè)計(jì)中所 涉及到的單片機(jī) STC90C516RD+、紅 外遙控接收頭 PC83MAX23 USB 接口 線 以及 電磁 繼電器進(jìn)行簡單介紹。只要確保遙控器工作正常，很容易判斷紅外接收頭的優(yōu)劣。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。是應(yīng)用在PC 領(lǐng)域的接口技術(shù)。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。對(duì)于繼電器的 “ 常開、常閉 ” 觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為 “ 常開觸點(diǎn) ” ；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“ 常閉觸點(diǎn) ” 。 圖 單片機(jī)解碼控制電路原理圖 16 圖 PC838 接收電路原理圖 圖 繼電器控制電路原理圖 MAX232程序燒錄 電路 MAX232 芯片 與 RS232 串口 用來對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序燒錄 ，由于 RS232 串口需要正負(fù) 12V 兩個(gè)電源，所以應(yīng)該在 6 腳 連接如圖 4 只 構(gòu)成兩個(gè) 12V 電源，7,、 1 1 1 14 為數(shù)據(jù)通道，本設(shè)計(jì)采用的是 10，也就是MAX232 的第二數(shù)據(jù)通道 ，如圖 所示。以功能塊為單位進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其求解算法的方法稱為模塊化。好比我們買了一部手機(jī)，我們只需要會(huì)用手機(jī)提供的功能即可，不需要知曉它是如何把短信發(fā)出去的，如何響應(yīng)我們按 鍵的輸入，這些過程對(duì)我們用戶而言，就是一個(gè)黑盒子。可以稱其為一份接口描述文件。 endif 相關(guān)程序代碼 本節(jié)將介紹整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所涉及到的軟件程序代碼，包括主程序模塊代碼、紅外解碼代碼、繼電器控制代碼以及應(yīng)用到的主要延時(shí)功能代碼。 { Relay()。 uchar PassWord=0。 delay(1)。 } while (IRIN) //計(jì)算 IR 高電平時(shí)長 { delay(1)。 //數(shù)據(jù)最高位補(bǔ) ‘ 1’ } N=0。 include include sbit Relay_1=P2^0。 break。 Relay_4=~Relay_4。系統(tǒng)采用軟件解碼具有電路簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、操作簡單、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，單片機(jī)采 用 STC90C516RD+，充分利用了它的資源。很感謝各位指導(dǎo)老師的關(guān)心，你們幫助我解決了設(shè)計(jì)過程中遇到的一些問題，并提出了一些具有指導(dǎo)性的建議，使的本設(shè)計(jì)更趨完善。 typedef int int16。 typedef signed char int8。 end 29 附 錄 2 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。 本聲明的法律后果由本人承 擔(dān)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。 最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的 力量。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 typedef unsigned char uint8。 typedef long int32。 typedef unsigned int WORD。基于單片機(jī)的紅外遙控開關(guān)控制器 [J]。 i13。 break。 Relay_1=~Relay_1。 EX1 = 1。 //數(shù)據(jù)最高位補(bǔ)“，不是接 if (N=8) //收 串口數(shù)據(jù)，而是 根據(jù) 脈 23 { //沖的延時(shí)來判斷 ‘ 1’和‘ 0’ 。k8。//再次打開外部中斷，接收系統(tǒng)碼和數(shù)據(jù)碼 以及 return。 include sbit IRIN=P3^3。 //驅(qū)動(dòng)晶體管是高電平，所以一開始將 while(1) // I/O 的電平拉低 。同時(shí)， 我 們自身模塊也需要包含這份模塊頭文件 (因?yàn)槠浒四K源文件中所需要的宏定義或 者是結(jié)構(gòu)體 )，好比我們平常所用的文件都是一式三份一樣，模塊本身也需要包含這個(gè)頭文件。在我們的 C 文 件中，由于需要對(duì)外提供接口，因此必須有一些函數(shù)或者是變量提供給外部其它文件進(jìn)行調(diào)用。理想的模塊化應(yīng)該可以看成是一個(gè)黑盒子。 循 環(huán) 判 斷 主程序 開始 初始化 中斷繼電器控制程序 是否按鍵？ 紅外解碼程序 中斷返回 中斷開始 19 模塊化程序簡介 模塊化程序設(shè)計(jì)即模塊化設(shè)計(jì)，簡單地說就是程序的編寫不是開始就逐條錄入計(jì)算機(jī)語句和指令，而是首先用主程序、子程序、子過程等框架把軟件的主要結(jié)構(gòu)和流程描述出來，并定義和調(diào)試好各個(gè)框架之間的輸入、輸出鏈接關(guān)系。 遙控器發(fā)出的紅外遙控信號(hào)經(jīng)紅外接收器 PC838 接收 處理后 直接送給 單片機(jī) 的中斷口 1,如圖 。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位 置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。 圖 MAX232 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路 USB 接口 本 設(shè)計(jì)采用的是 USB 接口來對(duì)整個(gè)遙控系統(tǒng)進(jìn)行適配供電，從而使得本設(shè)計(jì)的電源部分穩(wěn)定且對(duì)電路實(shí)現(xiàn)了最大簡化，相比較的單片機(jī)傳統(tǒng)供電系統(tǒng)來說更為節(jié)能，成本更節(jié)約。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。三個(gè)管腳分別是地 (GND)、＋ 5 V 電源 (VCC)、解調(diào)信號(hào)輸出端 (接單片機(jī)外部中 斷 )。 單片機(jī)把解碼所得的二進(jìn)制存入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，這樣就完成了某一按鍵的紅外解碼 操作，同樣地，按此可以實(shí)現(xiàn)其它按鍵的 紅 外解 碼 ，最后形成遙控器按鍵相應(yīng)的鍵值表。 WD6122 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 32 位二進(jìn)制碼組，所發(fā)射的一幀碼含有一個(gè)引導(dǎo)碼， 16 位用戶編碼和八位數(shù)據(jù)編碼，數(shù)據(jù)編碼的反碼也同時(shí)被傳送，編碼結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 遙控器發(fā)射的 32 位碼組圖 7 引導(dǎo)碼由一個(gè) 9ms 的載波波形和一個(gè) 的關(guān)斷時(shí)間構(gòu)成，它作為隨后發(fā)射碼的引導(dǎo)碼，這樣當(dāng)接收系統(tǒng)是由微處理器構(gòu)成的時(shí)候，能更有效的處理碼的接受與檢測及其他各項(xiàng)控制之間的時(shí)序關(guān)系。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調(diào)制的編碼指令信號(hào)接收下來，并進(jìn)行放大后送解調(diào)電路，解調(diào)電路將已調(diào)制的指令編碼信號(hào)解調(diào)出來，即還原為編碼信號(hào)。 值得注意的是，由于繼電器的控制線圈有電感，在關(guān)斷的瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的反電勢(shì)，因此需要在繼電器線圈上反向并聯(lián)一個(gè)二極管，以保護(hù)驅(qū)動(dòng)三極管不被擊穿，該設(shè)計(jì)采用的二極管是 IN4007，系統(tǒng)框圖 如 圖 所示： 圖 系統(tǒng) 框架 原理圖 遙控發(fā)射模塊： 在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的是普通的成品遙控發(fā)射器，用來發(fā)射含有鍵碼值的紅外線，供紅外接收頭接收。因此 ,不同的編、解碼芯片幾乎沒有互換性。 尤其是紅