正文红外遥控器.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流正文红外遥控器.精品文档.第一章 遥控发射及接收控制程序流程图1.1红外遥控发射部分图 1-1遥控发射的主程序图 1-2发射程序图1-1是遥控发射的主程序，首先初始化程序，然后调用键扫描处理子程序。扫键过程：首先判断控制键是否按下，若有控制键按下则进行逐行扫描，按照P口值查找键号。最后按照键号转至相应的发射程序如图1-2所示。红外信号发射过程：首先装入发射脉冲个数（发射时为3ms脉冲，停发时为1ms脉冲），此时若发射脉冲个数为1则返回主程序，若不为1则发1ms脉冲，然后停发1ms脉冲，这样便结束整个发射过程。如图1-3所示。图1-3红外信号发

2、射过程在实践中，采用红外线遥控方式时，由于受遥控距离、角度等影响，使用效果不是很好，如采用调频或调幅发射接收码，可提高遥控距离，并且没有角度影响。1.2遥控接收部分： 遥控接收部分的主程序及初始化及延时过程如下：首先初始化，然后按照显示亮度数据设定调光脉冲延时值，看P3.0口的脉冲是否为0，若不为0则调入延时程序，此时P2.7口输出调光脉冲然后返回；若为0则直接返回。其程序流程图如图1-4所示。中断过程：首先判断低电平脉宽度是否大于2ms，若脉宽不到2ms，则中断返回；若低电平大于2ms，则接收并低电平脉冲计数，接下来看判断高电平脉冲宽度是否大于3ms，若脉冲不到3ms，则返回上一接收计数过程

3、；若高电平脉宽大于3ms，则按照脉冲个数至对应功能程序，此时中断返回。流程图见图1-5图 1-4遥控接收部分图 1-5中断过程第二章 电路设计与原理图2.1 发射电路1.单片机的选择 本设计所用的单片机可以用C-31、AT89C51、羚羊单片机等多种单片机来实现。但是C-31没有内部存储器，本设计需要编写程序，那么就要用外部扩展，比较麻烦。本设计所编写的程序比较简单，功能也比较少，如用凌阳单片机过于麻烦，大材小用，本设计所用到的输入输出端口也不是很多，所以用AT89C51来完成设计，既方便也很实用。下面对AT89C51做一简单介绍：AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电

4、压，高性能CMOS 8 位处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，于工业标准的MCS-51系列指令集和输出管脚相兼容。主要特征：与MCS-51兼容，24 K字节可编程闪烁存储器，全静态工作：0Hz-12Hz，三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程穿行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。AT89C51的引脚图及功能说明，如图2-1所示。图2-1AT89C51的引脚图P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入

5、。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为

6、输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下

7、所述：口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的

8、频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不

9、管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性: XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 AT89C51的时钟有两种方式

10、，一种是片内时钟振荡方式，但需在18和19脚外接石英晶体（2-12MHz）和振荡电容，电容值一般取10p-30p。另外一种是外部时钟方式，即将XTAL1接地，外部时钟信号从XTAL2脚输入。两种方式如2-2所示。 图2-2AT89C51的时钟 2.按键控制选择 由于本设计所控制的电器数目较少，所以不用外接扩充键盘，直接使用单片机上的接口，直接使用8个点触式开关即可。频率发生选择：可用12M晶体振荡器发生满足要求的频率。2.2 接收电路1、单片机的选择 与发射电路一样，本设计用到的输入输出口不多，用AT89C51即可，芯片介绍见上。 2、显示设备选择在单片机应用系统中，使用的显示器主要有LED、

11、LCD。这两种显示器成本低廉，配置灵活，与单片机接口方便。LED接口非常简单，不需要专用驱动程序，在设计程序时也非常简单；LCD显示的字比较丰富，也比较清楚，给人感觉很好，但是他的接口复杂，且要自己造字库，难度大。对于本设计，共阴极LED的管脚如图2-4所示。图 2-4 LED的管脚图 3、调光设备的选择：光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度宽、抗干扰性能强。本设计所用到的调光功能仅仅是调节点灯的亮暗，所以无需使用复杂的调光控制系统，可直接用光电耦合器来实现，本设计采用的是PS2019。2.3 遥控器发射电路与原理图发射器采用码分制遥控方式，码分制红外遥控就是指令信号产生电路以不同的脉冲

12、编码代表不同的控制指令。图2-5 发射电路端口P1.0至P1.7接8个点触式开关，端口P1.0至P1.4用来遥控电器电源开关，端口P1.5为本遥控器的开关，端口P1.6至P1.7为调节电灯亮度开关，其中P1.6增亮控制，P1.7为减暗控制。端口RST为单片机的复位脚，采用简单的RC上复位电路，端口P3.5为红外遥控码的输出口，用于输出40KHz载波编码，端口XTAL2和XTAL1接晶振。晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，本设计采用的是一个NPN型三极管9013，为得到更大的放大倍数，采用类似共射极接法。因为从P3.5口输出地为高电压，而三极管9013不能承受此电压，所以接了一个阻值较大的

13、电阻来分压。（如图2-5所示）2.4 遥控器接收电路与原理图图2-6 接收电路为本红外遥控器设计的另一核心部分接收电路的原理图，其中芯片端口P1.0至P1.7接数码管的a至dp，用来显示被控放光二极管的序号。端口P0.0至P0.5接6个发光二极管的电源控制输出。其中可对端口P0.5接的发光二极管进行亮度调节。端口P2.7为可控硅调光灯的调光脉冲输出，端口P3.0为50Hz交流市电相位基准输入，端口P3.2为中断输入口，端口P3.1用于接收红外遥控码输入信号。（如图2-6）2.5 显示电路与原理图（一）、以51芯片的P1端口直接与数码管相连，但为保证51芯片的正常工作，须在P1端口连电源时加上4

14、70的限流电阻。设计电路如下图2-6所示。其中芯片端口P1.0至P1.7接数码管的a至dp这8个引脚，用来显示被控发光二极管的序号 图 2-6（二）、受控电源开关的设计 由于本设计无法使用6个家用电器开关作为受控开关，故用6个发光二极管代替。其中接端口P0.5的二极管作为可调节亮度的灯。为保证发光二极管安全正常工作，特取1K电阻作为限流电阻，如图2-7所示。（三）、调光电路的设计晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，本设计采用的是一个9012三极管，为了得到更大的放大倍数，采用类似共射极接法。而对于调光控制则采用了一个光电耦合器实现对一路电器的亮度控制。其控制图如图2-8所示。（四）、接收频

15、率部分和红外接收设计为了与发射端对应，同样采用一个12Mhz的晶振与一个红外接收的二极管配合可对发射出的信号进行接收。图 2-7 电源开关 图2-8 调光控制电路第三章 系统的实现方法3.1 遥控码的编码格式该遥控器采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的码，最小为2个脉冲，最大为17个脉冲，为了使接收可靠，第一位码宽为3ms，其余为1ms，遥控码数据帧间隔大于10ms，如图3-1所示：端口P3.0输出编码波形。图3-13.2 设定遥控码的发射当某个被控电器的电源开关被按下时，单片机先读出键值，然后根据键值设定遥控码的脉冲个数，在调制成40KHz方波由红外线发光管发射出去。发射电路的端口P3

16、.5的输出调制波如图3-21所示。图 3-2图 3-33.3 数据帧的处理当红外线接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据帧。在数据帧接收时，对第一位码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉宽小于2ms，将作为错误码处理。当间隔的高电平脉宽大于3ms时，结束接收，然后根据累加器中的脉冲个数，执行相应输出口的操作。图3-3为红外线接收器输出码的一帧遥控码波形图。第四章 系统调试 控制电路板的安装与调试在整个系统研制中占有重要位置，它是把理论付诸实践的过程，也是把纸面设计转变为实际产品的必经阶段。对试验阶段的点路板的安装一般有两种方式即焊接方式和面包板插接方式。使用面包板

17、焊接更加方便，容日更换线路和器件，而且可以多次使用。但在多次使用的面包板中弹簧片会变松，弹性变差，容日造成接触不良，这需要注意。调试的主要步骤：4.1调试前不加电源的检验 对照电路图与实际线路检查连线是否正确，包括错接、少接、多接等；用万用表电阻档检查焊接和接插是否良好；元器件引脚之间有无短路，连接处有无接触不良，二极管、三极管、集成电路和电解电容的极性是否正确；电源供电包括极性、信号源连线是否正确；电源对地是否对地存在短路（用万用表测量电阻）。若电路经过上述检查，确认无误后，可转入静态检测与调试。4.2静态检测与调试 断开信号源，把经过准确测量的电源接入电路，用万用表电压档检测电源电压，观察

18、有无异常现象：如冒烟、异常气味、手摸元件发烫、电源短路等，如发现异常情况，立即切断电源，排除故障；如无异常情况，分别测量各关键点直流电压，如静态工作点、数字电路各输入端和输出端的高、低电平值和逻辑关系、放大电路输入、输出端直流电压等是否在正常工作状态下，如不符，则调整电路元件参数、更换元器件等，使电路最终工作在合适的工作状态；对于放大电路还要用示波器观察是否有自激发生。 4.3动态检验与调试动态调试是在静态调试的基础上进行的，调试的方法是在电路的输入端加上所需的信号源，并循着信号的注射逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标是否满足设计要求，如必要，要对电路参数做进一步调整。发现问题，要设法找出

19、原因，排除故障，继续进行。 我所设计的遥控器电路是采用码分制遥控方式，用示波器对发射电路输出端及接收电路输入端的信号波形进行了检测，发现当按下不同的开关按钮时所显示的波形是不同的。这说明此电路工作在正常状态的。4.4注意事项（1） 正确使用测量仪器的接地端，仪器的接地端与电路的接地端要可靠连接；（2） 在信号较弱的输入端，尽可能使用屏蔽线连线，屏蔽线的外屏蔽层要接到公共地线上，在频率较高时要设法隔离连接线分布电容的影响，例如示波器测量时应该使用示波器探头连接，以减少分布电容的影响。（3） 测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。（4） 测量仪器的带宽必须大于被测量电路的带宽。（5

20、） 正确选择测量点和测量（6） 认真观察记录实验过程，包括条件、现象、数据、波形、相位等。（7） 出现故障时要认真查找原因。 第5章 设计心得通过本次课程设计，我了解到自己在加强红外传输的稳定性方面还有很多不足。在实践过程中南老师给了我很大的帮助和很多的建议和鼓励。设计时，通过查找和翻阅书籍加深了对AT89c51芯片、晶体振荡器、数码管的了解和认识，在掌握了protel99se的基础上并得到很好的利用。通过对老师的指导和建议的认真思考，逐渐完善了这次课程设计，不仅在理论上加强了理解，还在实践中真正了解了相关器件的具体作用和技术要求。在这段时间的学习中体会到红外线技术具有广泛的应用领域。由于红外通信具有隐蔽性，保密性强，故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。