2022年基于单片机红外线遥控控制_LED灯显示系统设计与制作课程设计.docx

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1、精品学习资源单片机与接口技术课程设计题目 :基于单片机红外线遥控掌握LED 灯显示系统设计与制作班级： 电子科学与技术 1101姓名：李婷学号：1108030252021 年 12 月 11 日目录第一章 设计要求 3其次章 硬件系统设计32.1 基于单片机红外线遥控掌握LED灯显示系统框架图32.2 单片机掌握系统及其基本电路32. 2.1 单片机最小系统 42.2.2 时钟电路 52.2.3 复位电路 52.3 基于单片机红外遥控掌握LED 系统地设计原理 62.3.1 单片机红外遥控掌握LED 显示系统原理 62.3.2 单片机红外遥控掌握LED 系统码分制原理 72.4 红外遥控发射系

2、统电路设计82.4.1 指令按键电路 8欢迎下载精品学习资源2.4.2 发射电路 92.4.3 显示模块 92.5 红外遥控接收系统电路设计112.5.1 接收电路 112.5.2 LED 灯显示电路 112.6 硬件原理图 12课程论文题目：基于单片机红外线遥控掌握LED 灯显示系统设计与制作第三章 软件系统设计123.1 红外线发射电路程序流程图设计123.2 红外线接收电路程序流程图设计13第四章 系统测试与分析 144.1 利用 Proteus 和 keil 进行仿真调试 144.2 仿真图 15第五章总 结 17附录 1.18附录 2.22参考文献 25赣南师范学院 2021 202

3、1 学年第 _1_学期课程论文行政班级：电子科学与技术1101 学号： 110803025 姓名：李婷欢迎下载精品学习资源第一章 设计要求主要功能是实现利用单片机AT89C51 结合红外线收发模块实现掌握指定地LED灯亮灭 .其次章 硬件系统设计2.1 基于单片机红外线遥控掌握LED 灯显示系统框架图1. 系统晶振采纳11.0592MHZ2. 系统框架图如下：欢迎下载精品学习资源红外线发射模块按键单片机扫描按键通过红外线发射二极管发射信号单片机调制频率对信号进行放大欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源红外线接收器信号输入单片机调光掌握电路欢迎下载精品学习资源图2-1 系统地设计总框图2.2

4、 单片机掌握系统及其基本电路2.2.1 单片机最小系统单片机晶振电路：对于MSC-51 一般地晶振频率可以在1.2MHz 12MHz 之间挑选， 这是电容 C 可以对应地挑选10pF 30pF.当使用 89C55 时晶振频率可以提高到24MHZ. 对于本设计地电容C 用 30pF，晶振选用 11.0592MHz. 晶振电路如下图 3-1 所示，一条引脚接在XTAL1 ，另一条接在 XTAL2. 单片机地复位电路：为了防止程序执行过程中失步或运行紊乱，此处采纳了上电复位及手动复位电路，电路图如下图2-1 所示：欢迎下载精品学习资源图 2-2-1 单片机最小系统图2.2.2 时钟电路单片机必需要有

5、时钟信号才能正常工作，由于它是一种时序电路3.单片机芯片地 18 脚（ X2）、19 脚（ X1）分别为片内反向放大器地输出端和输入端， 只要在 18 脚（ X2）和 19 脚（ X1）之间接上一个晶振（本掌握系统采纳频率为12MHz），同时两个脚分别串联上一个 30PF地电容即可构成单片机所需地时时钟电路 . 钟电路如 2-2 所示.欢迎下载精品学习资源图 2-2-2 时钟电路模块图2.2.3 复位电路单片机芯片地第 9 脚 RST（Reset）是复位信号输入端 . 单片机系统在开机时或在工作过程中因某种干扰而使程序失去掌握，或工作中程序处于某种死循 环状态等情形下都需要进行复位 .AT 系

6、列单片机地复位一般靠外部电路来实现，信号高电有效，由 RST引脚输入，当引脚保持高电平2 个周期机器 才正常复位4.复位目地是使单片机以及其他全部功能都图地模型，直接将 RST脚拉低，只实现开机复位2-3 所示. 在本设计中为简化了. 复原到一个原始状态，并从这个状态开头执行其他地任务 .AT89C52单片机复位电路如下图 2-3 ：欢迎下载精品学习资源图 2-2-3复位电路模块图2.3 基于单片机红外遥控掌握LED 系统地设计原理2.3.1 单片机红外遥控掌握LED 显示系统原理红外遥控是指令信号产生电路以不同地脉冲编码代表不同地指令.如图 4.当不同地指令键被按下时，指令信号产生电路将产生

7、不同脉冲编码地指令信号，也就是进行编码，然后经调制电路调制，变为编码脉冲调制信号，再由驱动电路驱动红外发射器件发射红外光信号.指指调驱红红令令制动外外按编电电发接键码路路射收前解指记执被置调令忆行控放电编驱环对大路码动节象图2-3-1 码分制红外遥控系统图接收器接收下来地信号经过前置放大后，送入解调电路，对调制信号进行解调，再经欢迎下载精品学习资源指令信号检出电路检出指令信号.这里地指令信号检出电路是与发射器中编码电路相对应地译码电路，通过它将指令信号译出.2.3.2 单片机红外遥控掌握LED 系统码分制原理红外线遥控系统中地指令产生及检出电路，在频分制中由多频振荡电路及频率挑选电路构成；在码

8、分制系统中就由编码电路及译码电路构成，这是频分制与码分制红外线遥控系统地分别 .在码分制中，由于码分制系统编码脉冲频率极低，为超低频，假如不用调制与解调电路，外界突然地光线变化可能会对接收电路造成干扰，产生误动作，系统地抗干扰才能及牢靠性就难以保证.所以本系统将用码分制遥控.遥控器采纳脉冲个数编码，不同地脉冲个数代表不同地码，最小为2个脉冲，最大为 17个脉冲 .为了使接收牢靠，第一位码宽为3ms,其余为 1ms,遥控数据帧间隔大于 10ms,如图 5 所示 .在遥控码地发射中，当某个操作键按下时，单片机先读出该键值，然后依据键值设定地遥控脉冲个数，再调制成38KHz 地方波由红外线发射管发射

9、出去.P3.7 端口地输出调制波如图 2-3-2.1 所示 .灯具 1 地遥控输入码灯具 2 地遥控输入码灯具 5 地遥控输入码图2-3-2.1 调光命令码当红外线接收器输出脉冲帧数据时，第一位码地低电平将启动中断程序，实时接收数据帧 .在数据接收时，先对第一位（起始位）码地码宽进行验证.如第一位低电平码地脉宽小于2ms，将作为错误码处理；否就认为是起始码，累加器A 加1.当间隔位地高电平大于3ms 时，终止接收，然后依据累加器A 中地脉冲个数，执行相应地输出操作.图2-3-2.2 为红外线欢迎下载精品学习资源接收器输出地一帧遥控码波形图.10ms1ms10ms停止位第一位3ms1ms图2-3

10、-2.2 一帧遥控码波形图2.4 红外遥控发射系统电路设计2.4.1 指令按键电路本设计中通过单片机地P2 口外接按键，对外部按键进行扫描，通过按键产生外部中断，并把按键地指令发送只单片机内，经单片机对各个按键进行编码后经信号指令发送至红外发射管，单片机与按键连接电路如下：图 2-4-1 指令按键电路图2.4.2 发射电路本设计中利用一体化红外收发二极管作为作为红外线地收发接口；红外线发射电路中，单片机将已编码完成地指令通过P3.7 连接红外线发射机二极管发射出去，单片机与红外二欢迎下载精品学习资源极管接线图如下：图 2-4-2 发射电路连接图2.4.3 显示模块发射电路设计中增加了一个数码管

11、对发送地按键键码进行显示，进一步加强发射电路地功能 .单片机将已接收到地按键键码值，通过IO 口 P00-P03 发送到七段译码器CD4511 ， 再通过七段译码器CD4511 对按键码进行解码，并显示到一位7 段数码管 .CD4511 是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器地BCD 码 七段码译码器， 具有 BCD 转换、消隐和锁存掌握、七段译码及驱动功能地CMOS 电路能供应较大地拉电流；可直接驱动 LED 显示器 .CD4511 驱动数码管显示原理：CD4511 是一片 CMOS BCD 锁存 /7 段译码 /驱动器，引脚排列如图2 所示 .其中 a b c d 为 BCD 码输入，

12、 a 为最低位 .LT 为灯测试端，加高电平常，显示器正常显示，加低电平时，显示器始终显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障.BI 为消隐功能端，低电平常使全部笔段均消隐，正常显示时，B1 端应加高电平 .另外 CD4511 有拒绝伪码地特点，当输入数据越过十进制数91001 时，显示字形也自行消隐.LE是锁存掌握端，高电平常锁存，低电平常传输数据.a g 是 7 段输出，可驱动共阴LED 数码管 .另外， CD4511欢迎下载精品学习资源显示数 “6时”， a 段消隐；显示数 “9”时， d 段消隐，所以显示 6、9 这两个数时，字形不太美观图 3 是 CD4511 和 CD

13、4518 协作而成一位计数显示电路，如要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可 .所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 地阴极是连在一起地，在应用中应接地 .限流电阻要依据电源电压来选取，电源电压 5V 时可使用 300 地限流电阻 .图 2-4-3 CD45112.5 红外遥控接收系统电路设计2.5.1 接收电路本设计中通过单片机地P3.2 口外接一体化红外线收发二极管地红外线接收二极管，并把红外线接收二极管接收到地指令信号送入单片机内进行解码等处理.红外接收二极管与单片机接线图如下：2.5.2 LED 灯显示电路LED 灯通过与单片机P1

14、口进行连接，单片机依据接收到不同地按键码，通过掌握P1欢迎下载精品学习资源口地电平，把相应地LED 灯点亮或者熄灭，连接图如下：图 2-5-2 LED 灯显示电路2.6 硬件原理图硬件原理图如下列图：欢迎下载精品学习资源图 2-6 硬件原理图第三章 软件系统设计3.1 红外线发射电路程序流程图设计说明：当单片机上电地时候程序开头执行，第一进行初始化工作，然后开启中断，接着单片机对接有按键地引脚电平进行扫描，当发觉有按键被按下地时候，将该按键地按键码发送到单片机内部，按键码经单片机进行处理，并进行编码，编码完成后将该编码经由单片机地 P3.7 发送到红外线发送二极管进行信号发射：欢迎下载精品学习

15、资源图 3-1 红外线发射电路流程图3.2 红外线接收电路程序流程图设计说明：当单片机上电地时候程序开头执行，第一进行初始化工作，然后开启中断；此时单片机对连接红外线接收二极管地P3.2 端口进行扫描；当红外接收二极管接收到信号地时候，经该信号进行解码仍原，并点亮指令地LED 灯：欢迎下载精品学习资源图 3-2 红外线接收电路流程图第四章 系统测试与分析4.1 利用 Proteus和 keil 进行仿真调试应用系统设计完成之后，要进行硬件调试和软件调试.软件调试可以利用开发及仿真系统进行.欢迎下载精品学习资源1. 先排除硬件电路故障，包括设计性错误和工艺性故障.一般原就是先静态后动态.（ 1）

16、利用万用表或规律测试仪器，检查电路中地各元件以及引脚是否连接正确，是否有短路故障 .（ 2）先要将单片机AT89C51 芯片取下，对电路板进行通电检查，通过观观看是否有反常，然后用万用表测试各电源电压，如这些都没问题，就直接上仿真机进行联机调试观看各接口线路是否反常.2. 软件调试软件调试是利用仿真工具Proteus 和 keil 进行在线仿真调试，不但可以发觉和解决程序错误外，而且可以发觉硬件中存在地问题.单片机AT89C51 是系统地核心，利用万用表检测单片机电源VCC 是否为（ 40 脚）+5V 、晶振是否正常工作（可用示波器测试，也可以用万用表检测，两引脚电压一般为1.82.3V 之间

17、）、复位引脚RST （复位时为高电平，单片机工作时为低电平）、EA 是否为高电平，这样一来单片机就能工作了，再结合电路图，检测故障就很简单了.4.2 仿真图4.2.1 按下第一个键欢迎下载精品学习资源4.2.2 按下其次个键4.2.3.按下第三个键欢迎下载精品学习资源4.2.4 再次按下其次个键第五章总 结通过这次课程设计，提升了我地自学才能，通过不断地查阅资料，通过与同学地交流，来解决其中遇到地困难，比如如何解决无线通信问题，如何解决掌握问题等.我在设计中转变了比较传统地固定式开关元件，利用单片机无线遥控掌握室内灯光取得了良好地效果，为人们供应了很大地便利，在社会生活越来越现代化地同时，我认

18、为灯具电器等家具实现智能化掌握是一个很大地趋势，同时也应总结体会，逐步完善室内灯光智能掌握，例如可以增加室内灯具地自动巡检与电脑联网功能，灯具故障即可自动发出报修信号，灯具地各种使我们第一时间得知灯具地工作状况，仍可以对灯具加入许多地场景模式等 .在设计中也体会到我地学问面仍是很狭窄，作为电子系同学，在学好本专业地基础前提下，仍要不断地学习其他领域地科学技术学问，拓宽自己地学问面，才能胜任新设备、新技术地工作，更好发挥本专业地作用 .附录一 发射器程序#include #include #define uchar unsigned char欢迎下载精品学习资源#define uintunsig

19、ned int # define _BVbit 1bit sbit k1=P20 ；sbit k2=P21 ；sbit k3=P22 ；sbit k4=P23 ；sbit k5=P24 ；sbit k6=P25 ；sbit k7=P26 ；sbit k8=P27 ；sbit out=P37 ；static bit OP ；/ 红外发射管地亮灭static unsigned int count ；/延时计数器static unsigned intendcount ； /终止延时计数static unsigned char Flag ；/ 红外发送标志char iraddr1 ； /十六位地址地第

20、一个字节char iraddr2 ； /十六位地址地其次个字节void SendIRdatachar p_irdata ；uchar t=16 ；uchar CODE=0Xff ；void delay_LCMuint； /LCD 延时子程序/*延时 K*1ms,12.000mhz*/ void delay_LCMuint kuinti,j ；fori=0 ；ik ； i+forj=0 ；j60 ；j+ ；void keyifk1=0/开delay_LCM5 ；ifk1=0SendIRdata1；P0=1；whilek1=0 ；ifk2=0/开delay_LCM5 ；ifk2=0SendIRda

21、ta2；P0=2；whilek2=0 ；欢迎下载精品学习资源ifk3=0/开delay_LCM5 ；ifk3=0SendIRdata3；P0=3；whilek3=0 ；ifk4=0/开delay_LCM5 ；ifk4=0SendIRdata4；P0=4；whilek4=0 ；ifk5=0/开delay_LCM5 ；ifk5=0SendIRdata5；P0=5；whilek5=0 ；ifk6=0/开delay_LCM5 ；ifk6=0SendIRdata6；P0=6；whilek6=0 ；ifk7=0/开delay_LCM5 ；ifk7=0SendIRdata7；P0=7；whilek7=0 ；

22、ifk8=0/开欢迎下载精品学习资源delay_LCM5 ；ifk8=0SendIRdata8；P0=8；whilek8=0 ；/ 定时器 0 中断处理void timeintvoid interrupt 1TH0=0xFF ；TL0=0xe6 ； /设定时值为 38K 也就是每隔 26us 中断一次count+ ； / 定时器 1 中断处理void time1void interrupt 3out=.out ；void SendIRdatachar p_irdatainti ；char irdata=p_irdata ；/发送 9ms 地起始码endcount=74；Flag=1 ；coun

23、t=0 ；out=0 ；TR1=1 ；dowhilecountendcount；TR1=0 ；out=1； / 发送 4.5ms 地结果码/endcount=117；/Flag=0 ；/count=0 ；/out=1 ；/dowhilecountendcount；endcount=25；Flag=1 ；count=0 ；out=1 ；/TR1=1 ；dowhilecountendcount； / 发送八位数据/irdata=p_irdata ；fori=0 ；iirdata ；i+endcount=25；Flag=1 ；count=0 ；out=0 ；TR1=1 ；dowhilecounten

24、dcount；TR1=0 ；out=1 ；欢迎下载精品学习资源endcount=25；Flag=1 ；count=0 ；out=1 ；/TR1=1 ；dowhilecountendcount；maincount = 0 ；Flag = 0 ；OP = 0；out = 1 ；EA = 1 ； / 答应 CPU 中断TMOD = 0x21 ； /设定时器 0 和 1 为 16 位模式 1 ET0 = 1 ； / 定时器 0 中断答应P1=0xff ；TH0 = 0xFF ；TL0 = 0xE6 ； / 设定时值 0 为 38K 也就是每隔 26us 中断一次TR0 = 1 ；/开头计数TH1 =

25、256-13 ；TL1 = 256-13 ； / 设定时值 0 为 38K 也就是每隔 26us 中断一次ET1 = 1 ； / 定时器 1 中断答应/TR1 = 1 ；/ 定时器 1 中断答应iraddr1=0x00 ；iraddr2=0x00 ；while1key；/P2=CODE=P1 ；/delay_LCM100 ；/SendIRdataCODE ；附录二 接收器程序#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned intuchar dataIRcode4 ； / 定义一个 4 字节地数组用来储备代码ucharCode

26、Temp；/ 编码字节缓存变量uchari,j,k ； /延时用地循环变量uchardat=0；ucharnum；uint time ；sbit led1=P10 ；sbit led2=P11 ；sbit led3=P12 ；sbit led4=P13 ；欢迎下载精品学习资源sbit led5=P14 ；sbit led6=P15 ；sbit led7=P16 ；sbit led8=P17 ；sbitIRsignal=P32 ； /HS0038 接收头 OUT 端直接连 P3.2INT0 void delayuint z ；void delayuint zuinta,b；fora=z ；a0；

27、 a- forb=120 ； b0； b-；/*延时 0.9ms 子程序 */ void Delay0_9msvoiducharj,k ；forj=18 ；j0 ；j- fork=20 ； k0 ； k- ；/*延时 1ms 子程序 */ void Delay1msvoiduchari,j ；fori=2 ； i0 ；i- forj=230 ； j0 ；j- ；/*延时 4.5ms 子程序 */ void Delay4_5msvoiduchari,j ；fori=10 ；i0 ；i- forj=225 ； j0 ；j- ；/*延时子程序 */*中断 0 解码服务子程序 */ void int0

28、void interrupt 0 using 2EX0=0 ；P3_0=.P3_0 ；num=0 ；fork=0 ；k4 ；k+Delay0_9ms ；if IRsignal=1/假如 0.9ms 后 IRsignal=1 ，说明不是引导码k=4；break；/P0=0XFF ；else ifk=2/ 假如连续了30.9ms=9ms 地低电平，说明是引导码/P0=0；time=0 ；num=0 ；whileIRsignal=0 ；/ifIRsignal=0欢迎下载精品学习资源/ num+=1 ；/P1=num；/whileIRsignal=0 ；whiletime100time+ ；Delay

29、0_9ms ；/ 跳过连续 1ms 地高电平Delay0_9ms ；/跳过连续 1ms 地高电平ifIRsignal=0P0=num ；num+=1 ；/P1=num ；whileIRsignal=0 ；ifnum=1 led1=.led1 ；ifnum=2led2=.led2 ；ifnum=3 led3=.led3 ；ifnum=4 led4=.led4 ；ifnum=5 led5=.led5 ；ifnum=6 led6=.led6 ；ifnum=7 led7=.led7 ；ifnum=8 led8=.led8 ；break；/delay2 ； EX0=1 ；void init/定时器初始化

30、TMOD=0x11 ；EA=1 ；IT0=1 ； /INT0 为负边沿触发 , 1：负边沿触发， 0：低电平触发 EX0=1 ； /外部中断 INT0 开, 1：开，0：关CodeTemp=0； / 初始化红外编码字节缓存变量maininit ；while1欢迎下载精品学习资源参考文献1 彭志刚 .利用单片机改进交通灯掌握系统2003 年2 郭循钊 .基于单片机地多功能交通灯掌握系统设计与仿真实现2021 年3 徐金.基于 AT89S52 单片机地 SD 卡读写器设计2021 年4 刘昆山 .用单片机掌握一个LED 2021 年5 罗明坡 .高校生论文联合比对库2021 年6 杨美荣 .浅析 51 单片机最小系统地设计与制作2021 年7 浦明乐 .基于 AT89S52 单片机地水温掌握器设计2021 年老师评语：老师签字：年月日欢迎下载