基于mcs-51系列單片機的紅外遙控電路設計-資料下載頁

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【正文】 ............................................................................................................................. 1 2 概述 ............................................................................................................................. 2 基于單片機的紅外遙控系統概述 ................................................................... 2 本設計方案思路 ............................................................................................... 3 研發方向和技術關鍵 ....................................................................................... 3 主要技術指標 ................................................................................................... 3 3 總體設計 ..................................................................................................................... 4 紅外遙控發射部分 ........................................................................................... 4 紅外遙控接收部分 ........................................................................................... 5 紅外編碼標準 ................................................................................................... 5 4 硬件設計 ..................................................................................................................... 9 主控芯片 AT89S51........................................................................................... 9 紅外遙控發射電路 ......................................................................................... 13 紅外遙控接收電路 ......................................................................................... 14 電源電路 ......................................................................................................... 18 5 軟件設計 ................................................................................................................... 20 總體方案 ......................................................................................................... 20 編碼發射程序設計 ......................................................................................... 20 6 仿真與制作 ............................................................................................................... 26 系統仿真 ......................................................................................................... 26 硬件電路制作與軟件下載 ............................................................................. 27 功能測試 ........................................................................................................... 28 7 結論 ........................................................................................................................... 29 致謝 ................................................................................................................................. 30 參考文獻 ......................................................................................................................... 31 附錄 1 ........................................................................................................................... 32 附錄 2 ........................................................................................................................... 33 附錄 3 ........................................................................................................................... 34 附錄 4 ........................................................................................................................... 38 杭州電子科技大學本科畢業設計 1 1 引言 近年來隨著計算機在社會 各 領域的滲透 ， 單片機的應用正在不斷地走向深入，同時 也 帶動傳統 的 控制 、 檢測 等 工作 日 益更新。傳統的遙控器大多采用 無線電遙控技 術， 隨著科技的進步，紅外線遙控技術的 進一步 成熟，紅外 遙控 也 逐步 成為了一種被廣泛應 用的通信和遙控手段。為了方便實用，傳統的家庭電器逐漸采用紅外線遙控。工業設備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等 有害 環境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。 紅外遙控的特點是不影響周邊環境、不干擾其它電器設備。由于其無法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使 用通用的遙控器而不會產生相互干擾；電路調試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調試即可投入工作；編解碼容易，可進行多路遙控。 紅外遙控雖然被廣泛應用，但各產商的遙控器不能相互兼容。當今市場上的紅外線遙控裝置一般采用專用的遙控編碼及解碼集成電路， 但編程靈活性較低，且產品多相互綁定， 不能復用，故應用范圍有限。而本文 采用單片機進行遙控系統的應用設計，遙控裝置將同時具有編程靈活、控制范圍廣、體積小、功耗低、功能強、成本低、可靠性高等特點，因此采用單片機的紅外遙控技術具有廣闊的發展前景 。 杭州電子科技大學本科畢業設計 2 2 概述 基于單片機的紅外遙控 系統概述 當今社會科學技術的發展與日俱增，人們生活水平也是日益提高，為了減少人們的工作量，所以對各種家用電器、電子器件的非人工控制的要求越來越高，針對這種情況，設計出一種集成度比較高的控制體系是必然的。現代科技的飛速發展在許多危險、不可近場合也對遠程控制提出了越來越高的要求。 單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件： CPU、內存、內部和外部總線系統，目前大部分還會具有外存。同時集 成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設備。而現在最強大的單片機系統甚至可以將聲音、圖像、網絡、復雜的輸入輸出系統集成在一塊芯片上。 單片機的集成度很高，它體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化、使用方便等突出特點，尤其耗電少，又可使供電電源體積小、質量輕。所以特別適用于“電腦型產品”，它的應用已深入到工業、農業、國防、科研、教育以及日常生活用品（家電、玩具）等各種領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。單片機特別適合把它做到產品的內部，取代部分老式機械、電子零件或元器件。可使產品縮小體積，增強功 能，實現不同程度的智能化。 紅外線是一種光線，具有普通光的性質，可以以光速直線傳播，強度可調，可以通過光學透鏡聚焦，可以被不透明物體遮擋等等。特別制造的半導體發光二極管，可以發出特定波長（通常是近紅外）的紅外線，通過控制二極管的電流可以很方便的改變紅外線的強度，以達到調制的目的，因此，在現代電子工程應用中，紅外線常常被用做近距離視線范圍內的通訊載波 。 使用紅外線做信號載波的優點很多：成本低、傳播范圍和方向可以控制、不產生電磁輻射干擾，也不受干擾等等。因此被廣泛地應用在各種技術領域中。 由于紅外線為不可見光，因 此對環境影響很小，再由紅外光波動波長遠小于無線電波的波長，所以紅外線遙控不會影響其他家用電器，也不會影響臨近的無線電設備。最典型的應用就是家電遙控器。 紅外線遙控不具有像無線電遙控那樣穿過障礙物去控制被控對象的能力，所以，在設計家用電器的紅外線遙控器時，不必要像無線電遙控器那樣，每套 (發射器和接收器 )要有不同的遙控頻率或編碼 (否則，就會隔墻控制或干擾鄰居的家用電器 )。 同類產品的紅外線遙控器， 也 可以有相同的遙控頻率或編碼，而不會出現遙控信號“串門”的情況。這對于大批量生產以及在家用電器上普及紅外線遙控提供了極大 的方面。 杭州電子科技大學本科畢業設計 3 本設計主要研究并設計一個基于單片機的紅外發射及接收 系統，實現對四 路開關的 隔離 控制 并對工作狀態設備計數 。控制系統主要是由 MCS51 系列單片機、電源電路、紅外發射電路、紅外接收電路、 LED 顯示電路等部分組成，單片機編碼發射遙控信號經紅外接收處理傳 送給單片機，單片機根據不同的信息碼控制四 路 LED 發光二極管各個狀態，并完成相應的狀態指示 （如圖 1） 。 圖 1 紅外線遙控系統框圖 本設計方案思路 本設計主控芯片 采用目前比較通用 的 MCS51 系列單片機。此 類 單片機的運算能力強，軟件編程靈活，自由度大，市場上比較多見 ， 價格便宜且技術比較成熟容易實現。 紅外傳輸 利用載波對信號進行調制從而減少信號傳輸過程中的光波干擾 ,提高數據傳輸效率。 由 單片機 AT89S51 定時器 T0 產生周期性的 的矩形脈沖 ,即每隔 13us，定時器 T0 產生中斷輸出一個相反的信號使輸出端產生周期的 38KHz 脈沖信號。 再由單片機將鍵盤信息及系統識別碼等數據調制在紅外載波上經紅外發射頭發射出去。接收方由紅外一體化接收頭實現對接收信號的放大解調并還原為數據 流，經由單片機解碼后對相關 IO口進行操作 （如圖 1） 。 研發方向和技術關鍵 （ 1）合理設計硬件電路，使各模塊功能協調； （ 2）紅外發射信號的脈沖波形； （ 3）紅外發射信號的編解碼； （ 4）單片機對 IO 口的操作； 主要技術指標 （ 1） 遙控距離 4 到 6m （ 2） 遙控路數為 4 路，即可對 4 個受控設備同時進行開關控制； （ 3） 工作頻率為 38KHz，即紅外發射和接收的載頻為 38KHz； （ 4） 接收端可顯示受控狀態。 按鍵 編碼 和調制 紅外發射 紅外接收 解碼并響應 紅外遙控 紅外接收 杭州電子科技大學本科畢業設計 4 3 總體設計 紅外遙控系統是集中集 光、電于一體的系統。其工作原 理是用戶按鍵信號經單片機編碼處理后轉化為脈沖信