基于單片機的紅外遙控開關設計本科畢業設計(完整版)

　　

【正文】 內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表 或撰寫的成果作品。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學校規定處 理。目前，市場上一般設備系統均采用專用的遙控編碼及解碼集成電路，但是由于功能受到特定的限制，只適合于某一專用電器產品的應用，應用范圍受到限制。在遙控方式上大體經歷了從有線到無線的超聲波、從振動子到紅外線、再到使用總線的微機紅外遙控這樣幾個階段。 研究的目標及內容 由于 在工業、航空以及儀器儀表等紅外控制當中 通常 需要 使用專用的配對編、解碼芯片 ,組成紅外發射和接收電路 ,完成對設備或電器的 遠程 控制。 （ 3） 采用 C程序語言進行相關程序的模塊化編程并調試 。 繼電器 控制模塊 遙控發射模塊 單片機解碼模塊 紅外接收 模塊 5 紅外遙控的基本原理 紅外遙控的發射電路是采用 紅外發光二極管 來發出經過調制的紅外光波 ， 紅外接收電路由 紅外接收二極管 、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發射器發射的紅外光轉換為相應的電信號 ，再送后置放大器。 紅外遙控器 鍵盤接收、放大、檢波 、整形 編碼和調制 紅外接收頭 光電放大 解調 解碼單 片機 6 圖 本設計使用的成品遙控器鍵碼圖 當發射器按鍵按下后，即有遙控碼發出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。 當遙控器上任意一個按鍵按下超過 36ms 時， 控制 芯片的振蕩器使芯片激活，將發射一個特定的同步碼頭，對于接收端而言就是一個 9ms 的低電平 ,和一個 的高電平 ，這個同步碼頭可以使程序知道從這個同步碼頭以后可以開始接收數據。 （ 1） STC90C516RD+的特點 ○ 1 增強型 12 時鐘 / 機器周期 8051 CPU； ○ 2 工作電壓： （ 5V 單片機） ； ○ 3 工作頻率范圍： 040MHz，相當于普通 8051 的 0～ 80MHz； ○ 4 用戶應用程序空間 61K； ○ 5 片上集成 1280 字節 RAM； ○ 6 通用 I/O 口 32 個，復位后為 :P1/P2/P3 是準雙向口 / 弱上拉（普通 8051 傳統I/O 口）， P0 口是開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需 加上拉電阻 ； ○ 7 ISP（在系統可編程） /IAP（在應用可編程），無需專用編程器 / 仿真器可通過串口（ ）直接下載用戶程序， 8K 程序 3 5 秒即可完成一片 ； ○ 8 EEPROM 功能 ； ○ 9 看門狗 ； ○10 內部集成 MAX810 專用復位電路，外部晶體 12M 以下時，可省外部復位電路，復位腳可直接接地 ； ○11 共 3 個 16位定時器 /計數器，其中定 時器 0還可以當成 2 個 8 位定時器使用 ； ○12 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發中斷， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發中斷方式喚醒 ； ○13 通用異步串行口（ UART），還可用定時器軟件實現多個 UART； ○14 工作溫度范圍： 075℃（商業級） ； （ 2） STC90C516RD+的 DIP 封裝 40 引腳分布 STC90C516RD+單片機的 DIP 封裝擁有 40 個引腳，其中 P0\P1\P2\P3 四組 I/0口， 總共 32 個 I/O 口 引腳 ， 另外包括 一個電源 VCC 引腳，兩個晶振引腳一個接地端引腳，一個復位引腳，以及 EA 引腳、 ALE 引腳、 PSEN 引腳 ，總共 40 個引腳 ， 引腳分布如圖 所示。 PC838 的經典應用原理圖 如圖 所示 ： 10 OUTPUT 單片機 I/O 口 GND C1 VCC（ +5V） R2 圖 PC838 的經典應用電路 MAX232 MAX232 芯片是美信公司專門為電腦的 RS232 標準串口設計的單電源電平轉換芯片，使用 +5V 單電源供電 ， RS232 接 口為 異步傳輸 標準接口 ， 因此一般用于 20m 以內的通信 ，其引腳分布 如圖 所示： 圖 MAX232 引腳分布圖 （ 1） 引腳介紹 第一部分是電荷泵電路。 第三部分是供電。 USB 是在 1994 年底由英特爾、康柏、 IBM、 Microsoft 等多家公司聯合提出的 ， 引腳分布 如圖 ： 圖 USB 接 口 引腳 分布圖 （ 2） 選擇 USB 接口為本設計供電的原因及 注意事項 由于 USB 供電可以提供每個 U 口 最大為 500MA 的 電流 ，供電電壓為 5V， 與單片機的供電系統相適配，能滿足本設計絕大部分元器件的供電要求 ，而且本設計過程中并不存在大功率元器件 ，所以本設計選用 USB 作為整個紅外遙控系統的供電電源，但是為了 防 止 電路上短路燒壞電腦的 USB 接口 ， USB接口 應加 自恢復保 險 。輸入量可分為電氣量（如電流、電壓、頻率、功率等）及非電氣量（如溫度、壓力、速度等 ）兩大類。 圖 電磁繼電器內部示意圖 硬件系統相關電路圖 本節將提供該設計中所涉及到的系統整體原理圖以及模塊電路的原理圖，如紅外 14 接收模塊、 USB 供電模塊、單片機解碼控制模塊等。 當然，為了避免后置電路中的電源對整個控制系統造成干擾，如有條件，更好的是在三極管與單片機之間增加一個光耦 進行光電隔離，值得注意的是，光耦不能夠與整個控制電路共用同一個電源，不然 不能夠實現隔離效果，所以加上隔離光耦 為 使得系統更加穩定，則還需要設計一獨立電源。 （ 1） C 語言源文件 *.c 提到 C 語言源文件，大家都不會陌生。而在編寫這個模塊的時候很可能就需要利用到別人寫好的模塊的接口 ，這個時候我們關心的是它的模塊實現了什么樣的接口，我該如何去調用，至于模塊內部是如何組織的，對于我而言，無需過多關注。我們可以把這個頭文件理解成為一份說明書，說明的內容就 20 是我們的模塊對外提供 的接口函數或者是接口變量。 //允許總中斷中斷 ,使能 INT1 外部中斷 。 } } } void Exter1() interrupt 2 //外部中斷程序 。 EX1 = 0。 delay(1)。 if (N=30) //判斷是否超時 { EX1=1。 EX1=1。 sbit Relay_3=P2^2。 Relay_2=~Relay_2。 PassWord=0。 26 參考文獻 [1]譚浩強 . C 程序設計（第四版） [M].北京： 清華大學出版社， 20xx： 85131,170218. [2]郭天祥 . 新概念 51 單片機 C 語言程序教程 — 入門、提高、開發、拓展全攻略[M].北京： 電子工業出版社， 20xx： 1137 [3]歐偉明，何靜，凌云，劉劍等編著， 肖伸平主審 .單片機 原理與應用系統 [M].北京：電子工業出版社， 20xx： 91101. [4]中山單片機學習網 .紅外遙控解碼原理及單片機軟件鍵碼實例 [EB/OL]. [5]蘇長贊 .紅外線與超聲波遙控 [M].北京：人民郵電出版社 ,1993:162. [6]凌志斌 ,鄧超平 ,鄭益慧 ,葉芃生 。 學生簽名： 日 期： 28 附 錄 1 文件名 其內容如下： ifndef _MACRO_AND_CONST_H_ define _MACRO_AND_CONST_H_ typedef unsigned int uint16。 typedef unsigned long uint32。 typedef unsigned char byte。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。 本人愿意按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版，同意學校保存學位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數字化或其它復制手段保存設計（論文）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務系統，公布設計（論文）的部分或全部內容，允許他人依法合理使用。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導，在我的論文書寫及設計過程中給了我大量的幫助和指導，為我理清了設計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應用到。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。 首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經驗，奠定了基礎。 學位論文作者（本人簽名）： 年 月 日 學位論文出版授權書 本 人及導師完全同意《中國博士學位 論文全文數據庫出版章程》、《中國優秀 碩士學位論文全文數據庫出版章程》 (以下簡稱“章程” )，愿意將本人的學位論文提交“中國學術期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學位論文全文數據庫》、《中國優秀碩士學位論文全文數據庫》中全文發表和以電子、網絡形式公開出版，并同意編入 CNKI《中國知識資源總庫》，在《中國博碩士學位論文評價數據庫》中使用和在互聯網上傳播，同意按“章程”規定享受相關權益。 typedef unsigned char uchar。 typedef unsigned long DWORD。 typedef unsigned int uint。呂梅蕾 。 } } include include /*函數名稱：延時函數 函數功能：實現 x* 的延時 */ void delay(uchar x) //x* { uchar i。 case 0x5e: //遙控器 3鍵的鍵碼 。 //sbit P2_0=P2^0。 } PassWord=IRCOM[2]。 } // 計數過長自動離開。j4。 // 造成程序混亂 。 //紅外解碼功能子程序調用 。 } Main() { Inital()。但是總的原則是：不該讓外界知道的信息就不應該出現在頭文件里，而外界調用模塊內接口函數或者是接口變量所必須的信息就一定要出現在頭文件里，否則，外界就無法正確的調用我們提供的接口功能。 （ 2） C 語言頭文件 *.h 談及到模塊化編程，必然會涉及到多文件編譯，也就是工程編譯。編譯器也是以此文件來進行編譯并生成相應的目標文件。 17 圖 單片機程序燒錄電路原理圖 圖 光耦隔離驅動繼電器電路 18 第 3 章 系統軟件 部分 設計 程序的基本思路 及模塊化程序編寫介紹 系統軟件設計由紅外線解碼、中斷服務程序 、繼電器控制程序、延時程序 等幾部分程序組成， 本章將對整個編寫程序流程及程序代碼進行表述 。 USB 電源系統供電電路 由于 USB 接口 能夠提供 5V 電壓，最大 500MA 的電流，足夠滿足本設計的電源適配需求，且電壓穩定 ，所以本設計采用 USB 接口進行供電 ，如圖 。廣泛應用于電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。 （ 3） USB 接口的選型 USB 接口的型號多種多樣，對于供電電路來說，采用普通的 A 型或者 B型接口就可以了，本設計使用的是 A型 USB 接口，如圖 ： 圖 USB 接口實物圖 13 電磁繼電器 要實現遙控開關，需要選 擇繼電器配合單片機以及紅外遙控實現遙控開關的功能，本設計選用的是 5V 額定電壓的電磁繼電器。 （ 2） MAX232 的主要特性 PC838 11 ○ 1 符合所有的 RS232C 技術標準 ○ 2 只需要單一 的 +5V 電 源供電 ○ 3 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉能力，能夠產生 +10V 和 10