大学毕业论文-—红外遥控接收与发射系统.doc
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1、浙江商业职业技术学院2010届毕业论文红外遥控接收与发射系统毕业论文目 录摘 要1引 言3第一章设计方案4第二章电路设计52.1 硬件设计52.2 遥控发射部分52.2.1 遥控器及遥控芯片概述52.2.2 红外遥控发射按键矩阵简介92.2.3 芯片控制简介112.3 遥控接收解码部分122.3.1 单片机最小系统122.3.2 红外遥控接收132.3.3 LED七段数码管的显示驱动142.4 软件系统16第三章制作与调试19第四章 测试20第五章 展望21参考文献22附 录23附录A 红外发射和接收原理图23附录B 实物图24附录C 部分源程序25红外遥控发射与接收系统黑体三号,不加粗,论文
2、题目摘 要:摘要,介绍论文的主要内容本文主要是围绕无线遥控发射、接收系统的相关理论和实践应用进行了研究。主要内容是根据项目要求,设计无线遥控发射、接收系统,设计出相应的硬件电路和编码、解码方式与元件结构等,详细叙述了系统硬件线路的设计要点和结构以及遥控电路的编码、解码技术。文中提出了一种通过按键实现多路遥控控制的设计方法,给出了该设计方法详细的原理说明和具体的设计电路。同时给出了一种独特、详细的系统抗干扰措施和节能措施。文中设计的电路和控制方法适用于一般的简单遥控系统设计,硬件设计也有一定的实用性和通用性。关键词关键字,2-4个即可,中间用空格隔开:无线遥控 调制解调 单片机解码Infrare
3、d Remote Control Transmitter and Receiver System英文摘要翻译Abstract:This paper is mainly on the wireless remote control transmitting and receiving system related theory and practice application were studied. Main content is according to the requirements of the project, the design of wireless remote contr
4、ol transmitting and receiving system, and designed the corresponding hardware circuit and encoding, decoding way and element structure, etc, this paper describes the system hardware circuit design essentials and structure and remote circuit encoding, decoding technology. This paper brings forward a
5、new key realization way by remote control design method is presented, the design method and principle of detailed design specific circuit. As a unique and detailed anti-interference measures of energy saving measures and systems. The design of the circuit and control method is applicable to the gene
6、ral simple control system design, hardware design also has certain practical and universal.Key words关键字中间用逗号: Wireless Remote Control, Demodulation, SCM Decoding引 言章标题,黑体三号。格式:标题1红外线遥控是利用红外线传递控制信号,实现对控制对象的远距离控制的目的。红外线遥控在家用电器、安全保卫、工业控制以及人们的日常生活等许多领域中已获得广泛应用。不过,就目前红外线遥控的应用而言,其有效的遥控距离大多为l0m 左右,如果遥控距离超过
7、20m,则它就无能为力了。鉴于红外线遥控的诸多特点,鉴于红外线遥控的诸多特点,如安全、可靠、抗干扰能力强、无环境污染、结构简单等等,在一些特殊的场合应用红外线遥控将具有非常好的优点,比如在航空港对飞机进行遥控加油,较长流水线上的定向控制,大厅窗帘与屏幕布的控制等。但是在这些场合中,必须提高遥控距离。而且,在涉及到户外作业时,还必须要提高遥控的抗干扰性能。正文,宋体,小四。引言,可以不写第一章 设计方案第1章,通常介绍一下自己的课题,可以用哪些方法实现,准备用什么方法实现。遥控器的发射和接收系统主要包括了遥控发射部分和遥控接收部分。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器;接收部分包括光
8、、电转换放大器、解调、解码电路。当遥控器任一按键被按下以后,经过遥控芯片的编码产生一帧的码值,然后通过红外发射管发射出去;接着红外接收管接收到码值,通过单片机(CPU)解码解出码值。最后通过数码管显示码值。系统框图如下所示:键盘矩阵扫描编码调制解调+38Khz载波发生器红外发射器发射红外接收头单片机(AT89S51)CPU状态指示灯LED数码管显示图1.1系统框图图片标号,第1章的第1幅图,用1.1表示,以此类推!字体:宋体,五号。第二章 电路设计论文的主体部分是分模块介绍自己的电路,把每个部分分别进行阐述。该电路可分为:硬件设计与实现和软件系统两大部分。2.1 硬件设计节标题,宋体,四号。格
9、式:标题2硬件设计与实现包括遥控编码发射部分和遥控接收解码部分。红外遥控发射系统由于电压为3V左右,且本发射系统空间有限,直接接两个1.5V的直流干电池提供电源。2.2 遥控发射部分2.2.1 遥控器及遥控芯片概述小节标题,宋体,四号。格式:标题3遥控器的种类很多,但电路原理相似。一般由三大部分组成:一是按键扫描矩阵,二是专用集成电路,三是红外线发射部分。遥控器产生不同的编码脉冲,输出各种以红外线为媒介的控制脉冲信号,这些脉冲是计算机指令代码,用来控制中央处理器(CPU)的操作。本作品使用的芯片是士兰微电子的遥控芯片,它的型号是SC73P1601MD-K064的一款芯片。SC73P1601MD
10、-K064遥控芯片简介:1. 管脚图 图2.1遥控芯片2. 管脚描述 表2.1 管脚说明管脚PIN名称NAME描述 DESCRIPTIONS1GND地2P501位输入脚(有下拉电阻)用于键盘扫描输入3P511位输入脚(有下拉电阻)用于键盘扫描输入4XT1晶振脚5XT2晶振脚6P521位输出脚 指示灯710P00P034位输入脚(有下拉电阻)用于键盘扫描输入1112P10P112位输入脚(有下拉电阻)用于键盘扫描输入1314P12P132位输出脚用于键盘扫描输出1518P20P234位输出脚用于键盘扫描输出19P53带载波的遥控信号输出20VDD电源(2.04.0V) 3V(典型)3. 编码方式
11、:SC73P1601MD-K064发射码型格式为UPD6122,振荡频率为4MHz,载波频率为38KHz,占空比为1/3。4. UPD6122码型:一帧数据中含有32位,即16位用户编码(C0C15)+8位键数据编码(D0D7)+8位键数据编码反码(D0 D7)。图2.2 一帧码组成部分如上图所示:一帧完整的发射码有引导码、用户编码、键数据码、结束位组成。引导码由一个9ms高电平脉冲及4.5ms的低电平脉冲组成;16位用户编码发送完后,8位的键数据码都被连续发送两次,第一次发送的是的原码,第二次发送的是的反码。UPD6122编码采用脉冲位置调制方式(PPM),根据低电平时间的长度判断“0”码和
12、“1”码。输出波形参数如下图所示:图2.3 发码状态以上如图所示,表明了发码一帧发完了等待108ms后发下一帧。图2.4 逻辑电平的占空比以上如图所示,表明了逻辑电平“1”和“0”的占空比。图2.5 载波频率以上如图所示,说明了载波的周期。5. 编码值:表2.2 发码编码值系统码04CBH键号码值键号码值K014CK2902K0212K3006K0305K3147K0411K324BK0553K3354K064EK3457K0758K350DK081AK3615K09/K3752K10/K384FK115CK3950K124FK400EK1319K4145K141DK4213K151EK435
13、BK165FK444DK1707K454AK1855K4644K195AK4716K2046K480FK211BK4903K2217K5041K2356K5151K2459K5242K2543K53/K260AK54/K2753K55/K2801K56/6. 说明: 每个按键平时按住键时常亮;放开后会亮5秒然后进入HOLD模式, 只要有键按下LED灯会亮电路原理图实际布线时,电源和地之间的电容布线应该尽量的短,并且尽量靠近IC。其他 OTHERS7. 功能说明:1) 工作模式 电路有两种工作模式:正常工作模式及HOLD模式;除非有键按下,振荡器平时是停振的(HOLD模式),这样可降低功耗。电路
14、有去抖动功能,按键时间不够长(小于25ms),无码发出。2) 键盘输入有关事项 按键时,发送遥控信号;当键松开时,等码发完后进入低功耗模式。当先按下一个键,发送遥控信号,然后按下另一个键,停止发送遥控信号。两个或两个以上键同时按下,视为无效键操作,不发送遥控信号。双键按下后,有一个键释放,则发射仍在按着的那个键的信号。以上的码在发送过程中,有新键按下,以最后一次的KEY为新键发送信号,中途按下的键均视为无效输入。8. 另注:(1) 以上有关时间的数据均以晶振取4MHz时为准,如晶振有所变动相应数据也需改变。(2) 该资料提供参数仅供参考,如果与实际测试有差别,请以实际测试为准。(3) IC振荡
15、输入端在PCB板上布线切勿在最外层,避免遥控器在不带外壳测试时,人体碰到该线路,影响IC正常工作。2.2.2 红外遥控发射按键矩阵简介按键矩阵由集成电路的扫描输出、输入电路引脚组成横竖交叉矩阵。无键按下时,输入输出互不相连。输入口(即KI)为低电平,当某一键按下时,相应的输入口即有信号送达,使专用集成电路得知哪一个按键被按下。每一只按键对应一组编码。如NEC6121集成给输出口按时序的先后顺序送出键盘扫描信号。电路共有32组不同的编码,NEC6122集成电路则有64组不同的编码。在实际使用中,当两键同时按下时,不输出信号。当然,也有一些电路特设双键,当指定的双键按下时,它会发出一种指定的信号。
16、遥控器专用集成电路遥控器专用集成电路(俗称发射块)是遥控器的核心部分。一般情况下,一种型号的电路只对应一种格式。所谓格式,就是数据码l和0的高低电平的脉宽及组成方式。一种CPU只接收规定的一种格式。现在也有将多种不同格式编码集成在一块电路中,通过外部引脚的接线来挑选编码格式,那么它可以适用多种CPU。红外线发射部分该部分由晶体三极管提供功率放大,以足够的功率驱动红外线发光二极管,发射出红外线脉冲信号。编码信号之所以要调制在38kHz的载波信号上,因为驱动红外发射管工作的脉冲的最佳频率在38kHz附近,调制后的编码脉冲占空比降低了,这就使发射器工作的平均电流也变小了,从而降低了对电池的消耗。不按
17、键时,振荡电路不起振,此时静态电流在微安级。按国家部标不大于3A,所以遥控器不用设置电源开关。采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率,达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。NEC6122产生的遥控编码是连续的32位二进制码组,其中前16位为用户识别码,能区别不同的电器设备,防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六
18、进制01H;后16位为8位操作码(功能码)及其反码。NEC6122最多额128种不同组合的编码。遥控器在按键按下后,周期性地发出同一种32位二进制码,周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同,大约在4563ms之间,发射波形如下所示:图2.6每个按键按下发码状态如上图所示,这是刚开始按键的状态。任意一按键按下,约36ms是延时的,延时后开始发码,发码一帧时间约108ms,再延时108ms后,又开始下一帧发码,就这样如此往复。图2.7一帧码的组成部分如上图所示,这是具体的发一帧32位所有的高低电平。同时也看出了一帧码由引导码、用户编码和键数据码组成。
19、引导码也由9ms的高电平和4.5ms的低电平组成,用户编码由低八位和高八位组成,这中间时间需要18ms至36ms,键数据由键数据码和键数据反码组成,这中间需要27ms左右。图2.8逻辑电平的占空比以上图所示,这主要介绍了高低电平的占空比。这里的发码形成的逻辑高电平“1”和逻辑低电平“0”的占空比是不一样的,“0”电平由0.56ms高电平和0.565ms低电平组成,“1”电平由0.56ms高电平和1.69ms低电平组成。只要根据这种去查看,就可以分辨高低电平。当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活,将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码(9ms),一个结果码(4.5
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