基于at89c51紅外遙控器和紅外線家電遙控課程設(shè)計

1、<p>　　第一章　設(shè)計思想及及器件選擇</p><p>　　第一節(jié)　紅外遙控器設(shè)計</p><p>　　1.1.1 紅外遙控技術(shù)</p><p>　　60年代初，一些發(fā)達國家開始研究民用產(chǎn)品的遙控技術(shù)，但由于受當(dāng)時技術(shù)條件的限制，遙控技術(shù)發(fā)展很緩慢。70年代末，隨著大規(guī)模集成電路和計算機技術(shù)的發(fā)展，遙控技術(shù)才得到快速的進步。在遙控方式上大體經(jīng)歷了從高成本

2、的有線到成本低廉控制方便的無線控制。無論采用何種方式，準(zhǔn)確無誤傳輸信號，最終達到滿意的控制效 果是非常重要的。最初的無線遙控裝置大多采用的是電磁波傳輸信號，由于電磁波容易產(chǎn)生干擾，也易受到外界干擾，因此逐漸采用超聲波和紅外線媒介來傳輸信號。與紅外線相比，超聲傳感器頻帶窄，所能攜帶的信息量少，易受干擾而引起誤動作。較為理想的是光控方式，逐漸采用紅外線的遙控方式取代了超聲波遙控方式，出現(xiàn)了紅外線多功能遙控器，成為當(dāng)今時代的主流。由于

3、紅外線在頻譜上居于可見光之外，所以抗干擾性強，且安全。具有光波的直線傳播特性，不易產(chǎn)生相互間的干擾，是很好的信息傳輸媒體。信息可以直接對紅外光進行調(diào)制傳輸，例如，信息直接調(diào)制紅外光的強弱進行傳輸，也可以用紅外線產(chǎn)生一定頻率的載波，再用信息對載波進調(diào)制，接收端再去掉載波，取到信息。從信息的可靠傳輸來說，后一種方法更好，這就是我們今天看到的大多數(shù)紅外遙控器</p><p>　　紅外線是波長在760nm至1mm之間的電

4、磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。紅外通信一般采用紅外波段內(nèi)的近紅外線，波長在0.76um至3.0um之間。目前廣泛使用的家電遙控器幾乎都是采用的近紅外線傳輸技術(shù)。但作為無線局域網(wǎng)的傳輸方式，紅外線方式的最大優(yōu)點是不受無線電干擾，且它的使用不受國家無線管理委員會的限制。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會（IRDA）成立后，為了保證不同廠商的紅外產(chǎn)品能夠獲得最佳的通信效果，紅外通信協(xié)議將紅外數(shù)據(jù)通信所采用的光波波長的范圍限定在85

5、0至900nm之內(nèi)。</p><p>　　1.1.2 現(xiàn)階段紅外遙控技術(shù)的研究現(xiàn)狀和成果</p><p>　　常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量的使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940mm左右，外形與普通

6、φ5發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣；用萬用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測定，而業(yè)余條件下只能用拉鋸法來粗略判判定。</p><p>　　接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路

7、中應(yīng)用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。</p><p>　　由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。前些年常用Μpc1373H、CX20106A等紅外接收專用放大集成電路。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一

8、種是塑料封裝。均有三只引腳，即電源正（VDD）、電源負(fù)（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同，可參考廠家的使用說明。成品紅外接收頭的優(yōu)點是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。但在使用時注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振來決定的。在發(fā)射端要對晶振進行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷1

9、2≈37.9kHz≈38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36 kHz、40 kHz、56 kHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。</p><p>　　紅外遙控的特點是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)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(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進行多路遙控。</p><p&

10、gt;　　由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路，需要時按圖索驥即可。因此，現(xiàn)在紅外遙控在加用電器、室內(nèi)近距離（小于10米）遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵，代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射端按下某一按鍵時，相應(yīng)地接收端有不同地輸出狀態(tài)。接收端地輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自饋、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式。“脈沖”輸出是當(dāng)按發(fā)射端按鍵時，接收端對應(yīng)輸出端輸出一個“有效脈

11、沖”，寬度一般在100ms左右?！半娖健陛敵鍪侵赴l(fā)射端按下鍵時，接收端對應(yīng)輸出端輸出“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電平”，可能是高、也可能是低，取決于相應(yīng)輸出腳的靜態(tài)狀況，如靜態(tài)時為低，則“高”為有效；如靜態(tài)時為高，則“低”為有效。大多數(shù)情況下“高”為有效?！白枣i”輸出是指發(fā)射端每按一次某一個鍵，接收端對應(yīng)輸出端改變一次狀態(tài)，即原來為高電平變?yōu)榈碗娖剑瓉淼碗娖阶優(yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等。有時亦稱這種

12、輸出形式為“反相”。“互鎖”輸出是指多個輸出互相清除，在同一時間內(nèi)只有一個輸出有效。電視機的選臺就屬此種情況，其他如調(diào)光、調(diào)速、音響的輸入選擇等?！皵?shù)據(jù)”輸出是指把一些發(fā)射鍵編上號碼，利用接收端的幾個輸出形成一個二進制數(shù)，來代表不同的按鍵輸入。一般情況下，接收端除了幾位數(shù)據(jù)輸出外，還應(yīng)有一位“數(shù)據(jù)有效”輸出端，以便以后</p><p>　　除以上輸出形式外，還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指對發(fā)

13、射端每次發(fā)的信號，接收端對應(yīng)輸出予以“儲存”，直至收到新的信號為止；“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類似。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計</p><p>　　2.1.1紅外遙控器設(shè)計思想</p><p><b>　　1．系統(tǒng)設(shè)計概況</b></p><p>　　通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)

14、用編/解碼專業(yè)集成電路芯片來進行控制操作，控制部分包括鍵盤矩陣，編碼調(diào)制，LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光，電轉(zhuǎn)換放大器，解調(diào)，解碼電路。紅外遙控系統(tǒng)框圖如2-1</p><p>　　圖2-1紅外線遙控系統(tǒng)框圖</p><p>　　紅外通信的基本原理實質(zhì)上就是指利用紅外線來作為載體傳送信息。把單片機等產(chǎn)生的編碼控制信號，經(jīng)由調(diào)制電路調(diào)制為32～40 KHz的方波信號（提高發(fā)射效率、降低功耗

15、）。在經(jīng)由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外發(fā)光二極管（IRED）發(fā)出紅外遙控信號；在接收端使用與發(fā)送端相配對的紅外光電二極管，接收含有控制信號的紅外信號，在將該紅外信號解調(diào)為電信號后，在送入單片機進行解碼，以得到相應(yīng)的控制信號，從而完成紅外信息的傳送。</p><p>　　本遙控發(fā)射器本遙控發(fā)射器采用碼分制遙控方式，碼分制紅外遙控就是指令信號產(chǎn)生電路以不同的脈沖編碼（不同的脈沖數(shù)目及組合）代表不同的控制指令。當(dāng)不同的指令鍵被按下

16、時，指令信號電路產(chǎn)生不同脈沖編碼的指令信號，也就是進行編碼，然后經(jīng)M50462AP芯片進行調(diào)制從而產(chǎn)生不同的編碼信號，再由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號。紅外發(fā)射框圖如2-2所示</p><p>　　圖2-2紅外發(fā)射框圖</p><p>　　紅外接收電路是紅外遙控系統(tǒng)中的指令信號及檢出電路，通過一體化紅外接收頭SM0038（集成紅外線的接收、放大、解調(diào)，不需要任何外接元件，就能完成從紅

17、外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作）然后將接收到的信號發(fā)送給AT89C51, 然后AT89C51通過內(nèi)部程序?qū)φf接收信號進行判斷然后救驅(qū)動相應(yīng)的外部設(shè)備進行相應(yīng)的動作。此設(shè)計的遙控開關(guān)是在通用通用遙控的基礎(chǔ)上加以改進的，其實就是將紅外遙控器接收部分采用單片機AT89C51來控制。即當(dāng)一體化紅外接收器接收到的紅紅外遙控紅外信號，經(jīng)放大、解碼濾波后，將原編碼信號傳送入單片機AT89C51中進行信號識別編碼然后進行相應(yīng)的處理，已達到

18、控制電路的目的。紅外接收框系統(tǒng)圖如2-3所示</p><p>　　圖2-3紅外接收框系統(tǒng)</p><p>　　通過按下不同的按鍵是紅外發(fā)射器發(fā)射不同頻率的信號波，然后通過紅外一體化接收頭接收進行相應(yīng)的放大解調(diào)從而進行相應(yīng)的動作操作。遙控操作過程系統(tǒng)框圖如圖2-4</p><p><b>　　2．本系統(tǒng)設(shè)計思想</b></p>&l

19、t;p>　　本設(shè)計采用單片機AT89C51作為本設(shè)計的核心元件，利用紅外遙控器發(fā)射，接收的工作原理以及單片機外部中斷的原理制成的一款遙控器</p><p>　　2.1.2 AT89C51的介紹</p><p><b>　　管腳說明：</b></p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p>

20、<p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于 外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p>

21、<p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”

22、時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：P3口

23、管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：</p><p>　　P3.0RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1T

24、XD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2/INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3/INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4T0（記時器0外部輸入）</p><p>　　P3.5T1（記時器1外部輸入）</p><p>　　P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫通）</p>

25、<p>　　P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀通）</p><p>　　P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引

26、腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PS

27、EN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用

28、于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　振蕩器特性:</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩

29、器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　第三章　紅外遙控器硬件電路設(shè)計</p><p>　　第一節(jié) 紅外遙控發(fā)射電路部分</p><p>　　3.1.1 時鐘電路</p><

30、;p>　　ATC89C51芯片內(nèi)部有一高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器.反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2。在XTAL1、XTAL2（第19、18引腳）兩端跨接一個石英晶體振蕩器，和兩個電容就構(gòu)成了穩(wěn)定自激諧振電路。晶振頻率為12MHz。C12，C13是兩個瓷片電容，與晶振Y2構(gòu)成了自激諧振電路。其電容的作用主要是對頻率進行微調(diào)，一般取30-45PF左右。使用該電路可產(chǎn)生穩(wěn)定的11.0592MHZ頻率，受外界的環(huán)境

31、的干擾影響非常小。其接法如圖3-1所示：</p><p><b>　　圖3-1 晶振電路</b></p><p>　　3.2.2矩陣鍵盤電路</p><p>　　(1)2×8矩陣鍵盤的工作原理:</p><p>　　矩陣鍵盤又稱為行列式鍵盤，它是用2條I/O線作為行線，8條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列

32、線的每一個交叉點上，設(shè)置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數(shù)是2×8個。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機系統(tǒng)中I/O口的利用率。矩陣鍵盤電路如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 矩陣鍵盤電路圖</p><p>　　3.1.3遙控發(fā)射電路芯片介紹</p><p>　　一、M50462AP芯片</p><p>　　功能特點：

33、　 M50462AP集成電路用來產(chǎn)生遙控編碼脈沖(即遙控指令)，輸出各種紅外遙控信號，供遙控操作使用。該IC具有3種功能：?、佼a(chǎn)生定時信號和遙控載濾信號的振蕩器?、诋a(chǎn)生8種不同時間出現(xiàn)的鍵位掃描脈沖發(fā)生器?、蹖㈡I位碼變換 (碼值變換)成遙控指令功能碼的遙控指令編碼器</p><p>　　3.1.4紅外遙控發(fā)射電路</p><p>　　本發(fā)射電路采用一個12M的晶體振蕩器，產(chǎn)生相對應(yīng)

34、受控開關(guān)的脈沖頻率，通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去。發(fā)射電路圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4遙控發(fā)射電路</p><p>　　紅外遙控發(fā)射器包括鍵盤，指令編碼器和紅外發(fā)光二極管LED等部分，當(dāng)按下鍵盤不同按鍵時，通過編碼器產(chǎn)生與之對應(yīng)的特定的二進制脈沖信號，將二進制脈沖信號先調(diào)制在38Hz的載波上，經(jīng)放大后，激發(fā)紅外發(fā)光二極管LED轉(zhuǎn)化成以波長940nm的紅外線傳播出去</p&g

35、t;<p>　　M50462A內(nèi)部振蕩電路與2，3腳外接的陶瓷諧振器或LC網(wǎng)絡(luò)電路組成振蕩器，產(chǎn)生頻率為455kHz的振蕩信號，由時鐘電路進行12分頻得到38kHz的載波信號，一路送至定時信號發(fā)生器，以形成時鐘脈沖，使整個系統(tǒng)按照統(tǒng)一的時序進行工作；控制指令碼對38kHz載波進行脈沖度調(diào)制以降低平均發(fā)射功率，以脈沖條幅后的指令碼被送至紅外激勵管VT基極5，6,7,8和12腳為鍵位掃描信號輸出線與13-20腳鍵位掃描信號輸入

36、線組成鍵盤矩陣，以產(chǎn)生各種鍵功能信號工作時5，6，7,8和12腳輸出時序不同的鍵進行掃描脈沖，經(jīng)過鍵盤矩陣適當(dāng)選通回送到13-20腳M50462AP則根據(jù)13-20腳接收到的不同的鍵選信號進行編碼處理和碼值變換，得到遙控指令的功能碼，結(jié)合21,22腳輸入的用戶碼進行調(diào)制處理后，便產(chǎn)生38KHZ的調(diào)制載波脈沖信號，再經(jīng)緩沖器由23腳輸出。</p><p>　　M50462AP的23腳外接元件組成了紅外線驅(qū)動放大發(fā)射

37、電路，它主要是由驅(qū)動管和紅外發(fā)射二極管組成的，當(dāng)23腳有指令碼信輸出時，該信號經(jīng)驅(qū)動管VT放大后，加至紅外發(fā)射二極管VD1上，遙控指令則以紅外線的形式發(fā)射出去。</p><p>　　由遙控發(fā)射器發(fā)射出的16位二進制遙控指令是由前8位的用戶碼和后8位的數(shù)據(jù)碼組成的，用戶碼是一種固定的特殊代碼用于表示不同產(chǎn)品之間的遙控信號的區(qū)別，以免接收機在接受遙控指令過程中誤動作，而數(shù)據(jù)碼則是不同遙控功能的的代碼。不同的數(shù)據(jù)表示不

38、同的遙控功能。16位遙控指令碼均采用脈沖位置調(diào)制方式編碼。</p><p>　　第二節(jié) 接收電路部分</p><p>　　3.2.1 RC復(fù)位電路</p><p>　　復(fù)位是單片機初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復(fù)位

39、鍵重新啟動。</p><p>　　復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。本設(shè)計采用了按鍵手動復(fù)位方式。該復(fù)位電路如圖3-5所示。</p><p>　　復(fù)位電路采用了按鍵與上電復(fù)位。上電與按鍵均可以有效復(fù)位。上電瞬間RST引腳獲得高電平，單片機復(fù)位電路隨著電容的C11的充電，RST引腳的高電平逐漸下降。RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就可以進行復(fù)位操作。

40、按鍵復(fù)位是直接將高電平通過電阻R11、R10分壓到達RESET引腳，實現(xiàn)復(fù)位操作。</p><p><b>　　圖3-5復(fù)位電路圖</b></p><p>　　3.2.2遙控接收電路器件</p><p>　　一、SM0038紅外接收器SM0038是一個小型的紅外遙控系統(tǒng)接收器件。電路內(nèi)置PIN二極管和前置電路，采用可紅外濾波的環(huán)氧樹脂封裝。其解

41、調(diào)輸出信號可以直接由微處理器解碼沒有紅外遙控信號時為高電平，收到紅外信號時為低電。對外只有3個引腳：VS、GND和1個脈沖信</p><p>　　號輸出引腳OUT，外形引腳如圖1.5所示。VCC接電源 5V并經(jīng)電容進行濾波，以避免電源干擾; </p><p>　　GND接系統(tǒng)的地線（0V）；脈沖信號輸出接CPU的中斷輸入引腳。采取這種連接方法，軟件解碼既可工作于查詢方式，也可工作于中斷方式

42、。</p><p><b>　　主要特點：</b></p><p>　　內(nèi)置光電檢測和前置放大電路</p><p>　　內(nèi)置PCM頻率濾波器</p><p><b>　　防場干擾設(shè)計</b></p><p>　　輸出電平與TTL和CMOS兼容</p><p

43、><b>　　輸出低電平有效</b></p><p>　　可以連續(xù)進行數(shù)據(jù)發(fā)送（1200bit/s）</p><p>　　輸入脈沖串長度>=10周期/脈沖串</p><p>　　圖3-7 SM0038內(nèi)部框圖</p><p><b>　　二、繼電器</b></p><

44、p>　　型號：JK-102、額定線圈電壓27（V，DC）、最大線圈電流0.092、觸點額定電壓27（V，DC）、觸點額定負(fù)載電流1（A）</p><p>　　3.2.3 紅外遙控接收電路</p><p>　　遙控接收器由紅外線接收器，AT89C51芯片，接口電路等部分組成。一體化紅外接收頭接收的紅外信號轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)檢波放大，濾去38KHZ的載波信號，恢復(fù)原來的指令脈沖，然后送入微

45、處理器AT89C51中進行識別編碼，解譯出遙控信號的內(nèi)容，并根據(jù)控制功能輸出相應(yīng)的控制信號，送往接口電路進行相應(yīng)的處理。遙控接收電路如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8遙控接收電路</p><p>　　3.2.4紅外線遙控開關(guān)的工作過程</p><p>　　紅外遙控開關(guān)的工作過程如下：首先將紅外遙控開關(guān)接通電源，然后就按下所需控制數(shù)字按鍵。比如你想打開電風(fēng)

46、扇一檔，則應(yīng)按數(shù)字鍵“1”這時“1”按鍵所對應(yīng)的紅外編碼信號指令調(diào)制在38KHZ的載波上，經(jīng)過紅外發(fā)射的紅外發(fā)光二極管以波長為940nm的紅外光發(fā)射出去。之后在紅外遙控開關(guān)中的紅外遙控接收頭將此信號接收，接收時接在AT89C31上的13引腳上的發(fā)光二極管在閃爍，表示在接收數(shù)據(jù)。將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大、解調(diào)、濾波后，將原編碼信號指令將AT89C31的12引腳的輸入。AT89C31再次編碼進行判斷、識別、發(fā)現(xiàn)按鍵為”1”信號，則P2.

47、0引腳輸出低電平，使NPN型三極管C815導(dǎo)通從而導(dǎo)致繼電器得電閉合，使電風(fēng)扇處于一檔工作狀態(tài)同時在接收此信號之后P1輸出LED顯示共陽代碼則顯示相應(yīng)的數(shù)字比如“1”如果要得到其他的結(jié)果則需在遙控器上轉(zhuǎn)換到其他的按鍵即可。</p><p>　　另外風(fēng)扇啟動后，還可以設(shè)定開啟時間。這就相當(dāng)于風(fēng)扇的定時器。本設(shè)計師此系統(tǒng)的優(yōu)點之一。定式設(shè)計我們采用了設(shè)計五種時間，即：15分鐘；30分鐘；45分鐘；60分鐘；90分鐘，

48、操作時只需按間斷的按時間設(shè)定鍵即可，具體定義如下：</p><p>　　按下第一次：表示定時15分鐘，LED1亮；</p><p>　　按下第二次：表示定時30分鐘，LED2亮；</p><p>　　按下第三次：表示定時45分鐘，LED3亮；</p><p>　　按下第四次：表示定時60分鐘， LED1和 LED2亮；</p>

49、<p>　　按下第五次：表示定時90分鐘， LED1，LED2，LED3亮；</p><p>　　按下第六次：表示定時取消，LED1，LED2，LED3全滅；之后又可以重復(fù)以上過程</p><p>　　第三節(jié) 紅外線信號編碼格式</p><p>　　3.3.1紅外線信號編碼格式</p><p>　　由于不同的遙控器所使用的編碼芯片不

50、一樣，就會使編碼指令格式不一樣，分析研究紅外信號的編碼格式一般可以用以下兩種方法進行檢測紅外信號；干擾法，測量觀察法下面是針對M50462AP芯片編碼格式分析</p><p>　　一M50462AP載波波形</p><p>　　使用 455KHz 晶體，經(jīng)內(nèi)部分頻電路，信號被調(diào)制在37.91KHz，占空比為3 分之1。</p><p><b>　　圖3-9

51、占空比</b></p><p><b>　　二、數(shù)據(jù)格式. </b></p><p>　　數(shù)據(jù)格式為每一幀數(shù)據(jù)包括 8 位自定義碼和8 位數(shù)據(jù)碼，共16 位。有些資料在數(shù)據(jù)碼后還會有一個S 停止位，不過在實際解碼時可以忽略它的存在。 </p><p>　　例如，按下遙控器上的數(shù)字鍵1時，就會發(fā)送以下2個字節(jié)4700，其中47為用戶

52、碼，即為廠商固定的編碼；00則代表數(shù)字鍵，1的代碼。同一個遙控器，他的用戶碼是固定不變的，他的功能碼則是不相同的。各個編碼方式是以波寬信號來定義的。其中0電平用790us高電平+270us低電平表示；1用1800us高電平+270us低電平表示。</p><p><b>　　圖3-10數(shù)據(jù)格式</b></p><p><b>　　三、位定義</b>

53、;</p><p>　　用戶碼或數(shù)據(jù)碼中的每一個位可以是位‘1’，也可以是位‘0’。位1 的時間是位0 的兩倍。位編碼方式為PPM。</p><p><b>　　圖3-11位定義</b></p><p><b>　　四、按鍵輸出波形</b></p><p>　　按鍵按下后輸出一幀數(shù)據(jù)，Tf 周期后再

54、輸出另一幀數(shù)據(jù)，重復(fù)輸出直到按鍵松開。</p><p>　　圖3-12按鍵輸出波形</p><p>　　當(dāng)按下遙控器上的某個按鍵時，則產(chǎn)生一組特定的編碼，并調(diào)制在38KHZ的載波上發(fā)射出去。紅外線遙控開關(guān)的譯碼：當(dāng)紅外遙控器接通電源后，AT89C51的14腳所接的發(fā)光二極管閃亮一次，然后熄滅，P1口所接LED顯示器不顯示；繼電器JK1A至JK5A全部斷開；這些都表明，紅外遙控快關(guān)沒有接收

55、到信號，若將遙控器的數(shù)字1按下時，則紅外遙控開關(guān)的電路圖中的遙控接收器SM0038接收來自遙控發(fā)射器的紅外信號，將接收的紅外線信號轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)放大，解調(diào)，濾波后，經(jīng)紅外接收器的第1腳將原編碼輸入AT89C51的12腳。然后由AT89C51對所有接收的原編碼信號進行判斷，識別，然后做出相應(yīng)的處理。</p><p>　　第四章　遙控發(fā)射及接收控制電路的軟件設(shè)計</p><p>　　第一節(jié)

56、遙控發(fā)射部分</p><p>　　一、發(fā)射控制程序由主程序和鍵掃描子程序、編碼發(fā)送程序組成，在主程序中，采用調(diào)用鍵掃描子程序完成各個按鍵的功能，遙控發(fā)射主程序流程圖如圖4-1所示；</p><p>　　圖4-1遙控發(fā)射主程序流程圖</p><p>　　二、上圖是遙控發(fā)射的主程序，首先初始化程序,然后調(diào)用鍵掃描處理子程序.</p><p>　　

57、N Y</p><p>　　圖4-2調(diào)用鍵掃描處理子程序.</p><p>　　三、掃鍵過程:首先判斷控制鍵是否按下,若有控制鍵按下則進行逐行掃描,按照P口值查找鍵號.最后按照鍵號轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序如下所示.</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　圖4-3

58、</b></p><p>　　紅外信號發(fā)射過程:首先裝入發(fā)射脈沖個數(shù)(發(fā)射時為3ms脈沖,停發(fā)時為1ms脈沖),此時若發(fā)射脈沖個數(shù)為1則返回主程序,若不為1則發(fā)1ms脈沖,然后停發(fā)1ms脈沖,這樣便結(jié)束整個發(fā)射過程.</p><p>　　在實踐中,采用紅外線遙控方式時,由于受遙控距離,角度等影響,使用效果不是很好,如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收碼,可提高遙控距離,并且沒有角度影響&l

59、t;/p><p><b>　　第二節(jié)遙控接收部分</b></p><p>　　一、遙控接收部分的主程序及初始化及延時過程如下:首先初始化,然后判斷是否有鍵按下,若有則數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，并發(fā)送相應(yīng)信號,;若無鍵按下，則返回。接受主程序框圖如4-5</p><p>　　4-5遙控接收系統(tǒng)框圖</p><p>　　二、中斷過程:首先

60、判斷低電平脈寬度是否大于2ms,若脈寬不到2ms,則中斷返回;若低電平大于2ms,則接收并地低電平脈沖計數(shù),接下來看判斷高電平脈寬度沖是否大于3ms,若脈寬不到3ms,則返回上一接收計數(shù)過程;若高電平脈寬大于3ms,則按照脈沖個數(shù)至對應(yīng)功能程序.此時中斷返回.中斷返回流程圖如4-6所示</p><p><b>　　諉?</b></p><p><b>　　中

61、斷返回流程圖</b></p><p>　　4-6中斷返回流程圖</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 霍孟友.單片機原理與應(yīng)用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[1] 霍孟友.單片機原理與應(yīng)用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.

62、</p><p>　　[2] 潘新民.王燕芳.微型計算機控制技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[3] 譚建成.電機控制專用集成電路[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[5] 蘇長贊.實用遙控技術(shù)手冊[M].北京：北京人民郵電出版社，1996.</p><p>　　[6] 陳永

63、甫.紅外探測與控制電路[M]. 北京：北京人民郵電出版社，2004.</p><p>　　[7] 蘆健，彭軍，顏自勇，陳文薌.自學(xué)習(xí)型智能紅外遙控器設(shè)計[J].國外電子測量技術(shù)，2006，8（25）：63-66.</p><p>　　[8] 李華.MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)[M]. 北京：北京航空大學(xué)出版社，1993.</p><p>　　[9] 孫育

64、才.MCS-51系列單片微型計算機及其應(yīng)用[M]. 北京：東南大學(xué)出版社，1991.</p><p>　　[10] 黃俊，王兆安.電力電子技術(shù)（第三版）[M] 北京：機械工業(yè)出版社，1999.12.</p><p>　　[11] 李華.MCS-51實用接口技術(shù)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996.</p><p>　　[12] 陸坤等.電子設(shè)計技術(shù)[M]

65、 成都：電子科技大學(xué)出版社，1998.10.</p><p>　　[13] 胡驊， 陳明.Protel 99 SE 原理圖與PCB設(shè)計[M] 北京：機械工業(yè)出版社，2005 </p><p>　　[14] 胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2006,3

66、 </p><p>　　[15] 趙 亮. 單片機C語言編程與實例[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2003. ：3 -432</p><p><b>　　后 記</b></p><p>　　首先，我要感謝我的導(dǎo)師段老師在畢業(yè)設(shè)計中對我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，同時也感謝本校的一些老師在畢業(yè)設(shè)計期間所給予

67、我得幫助。在我畢業(yè)論文寫作期間，各位老師給我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有您們這樣的幫助和關(guān)懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計，借此機會，向您們表示由衷的感激。</p><p>　　接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計的短短過程中，你們給我提出很多寶貴的意見，給了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠的謝謝你們。同時，我還要感謝我的寢室同學(xué)和身邊的朋友，正是在這樣一個團結(jié)友愛，相互

68、促進的環(huán)境中，在和他們的相互幫助和啟發(fā)中，才有我今天的小小收獲。</p><p>　　最后我要深深地感謝我的家人，正是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無盡的愛、理解和支持，才使我時刻充滿信心和勇氣，克服成長路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。 </p><p>　　還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵和幫助的朋友，在此無法一一列舉，此也一并表示忠心地感謝！</p>&

69、lt;p>　　xx學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　　2010 年 6 月 19 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　

70、　前 言3</b></p><p>　　第一章 總體設(shè)計原理分析4</p><p>　　1.1 紅外線遙控器工作原理4</p><p>　　1.1.1紅外線介紹4</p><p>　　1.1.2紅外線遙控原理介紹4</p><p>　　1.2 紅外家電遙控器譯碼原理6</p>

71、<p>　　第二章 電路的硬件設(shè)計8</p><p>　　2.1 硬件控制電路介紹8</p><p>　　2.2 控制電路分析10</p><p>　　2.2.1復(fù)位電路11</p><p>　　2.2.2時鐘電路12</p><p>　　2.2.3紅外線接收模塊電路13</p&g

72、t;<p>　　2.2.4電源電路14</p><p>　　2.2.5工作指示燈電路14</p><p>　　2.2.6繼電器電路14</p><p>　　2.2.7蜂鳴器電路15</p><p>　　2.2.8擴展功能16</p><p>　　第三章 軟件設(shè)計17</p>&

73、lt;p>　　3.1 控制程序17</p><p>　　3.1.1程序流程及說明17</p><p>　　3.1.2軟件抗干擾措施19</p><p>　　3.1.3程序片段介紹19</p><p><b>　　結(jié) 論22</b></p><p><b>　　參考文獻

74、23</b></p><p><b>　　附錄A24</b></p><p><b>　　附錄B25</b></p><p><b>　　后 記29</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><

75、p>　　如今，利用紅外遙控傳輸較小的數(shù)據(jù)量來控制電器設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，對各種紅外遙控器發(fā)出來的紅外編碼進行采集和處理就成了眾人非常關(guān)心和急需解決的問題。仔細分析了多種遙控器所發(fā)紅外編碼的特點及其規(guī)律，詳細地闡述了利用單片機系統(tǒng)對家用電器遙控器發(fā)出來的紅外編碼進行學(xué)習(xí)、存儲、傳輸和再生的原理，來實現(xiàn)以紅外線為傳送信息媒介的短距離無線遙控控制電路，具有準(zhǔn)確度高、速度快的特點，本設(shè)計廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、家用電器等設(shè)備的開啟和關(guān)閉

76、控制。</p><p>　　在了解了其發(fā)射的編碼脈沖信號波形后，設(shè)計了基于單片機AT89C51的紅外遙控器解碼器，對解碼器硬件和相應(yīng)軟件進行分析并給出程序流程圖，給出多功能遙控系統(tǒng)框圖，詳細地說明其硬件組成原理和各個部分的功能，并給出了部分程序流程圖。本設(shè)計以單片機為核心設(shè)計一種智能型紅外線遙控器，可以對各種紅外線遙控器發(fā)射的信號進行識別、存貯和再現(xiàn)等功能，從而實現(xiàn)對各類家電的控制。</p><

77、;p>　　關(guān)鍵詞：紅外遙控器；單片機；編碼；解碼器；信號 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Today, the application, using infrared telecontrol to transmit a few data to control electric equipment, is so popu

78、larized. The problem, picking and processing the infrared code which sent by the various telecontroller, being watched out and solved eagerly by many people. We analyzed carefully the characteristic and its law of the in

79、frared code which sent by the kinds of telecontroller. The principle, using the singlechip system to learn, store, transmit and restore the infrared code which sent </p><p>　　After thecode pulse signal waves

80、hape that infrared remote controller emits is known, the decoder of infrared remote controller based on single chip microcomputer AT89C51 is designed, the decoder hardware and appropriate software are analysed and the pr

81、ogram process diagrams are given. The paper puts forward frame diagram of multifunction remote control system and detailed the compose of hardware principle and function of each part, and gives part of program flu diagra

82、ms. This is to design an int</p><p>　　Key words: infrared remote controller；single chip microcomputer；code decoder；signal</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著社會的發(fā)展各種家用電器已經(jīng)進入

83、了千家萬戶，各式各樣、琳瑯滿目的家用電器，空調(diào)、電視、音響系統(tǒng)等傳統(tǒng)意義上的家電早已成為普通百姓生活不可或缺的一部分，甚至連投影機、數(shù)字機頂盒，電子監(jiān)控（防盜）系統(tǒng)等新興電器也正迅速步入現(xiàn)代家庭，我們家里的遙控器越來越多，不同型號的遙控器控制不同的家電。</p><p>　　遙控器，想來大家并不陌生，遙控作為眾多現(xiàn)代家電的一種基本控制方式，幾乎所有的家電產(chǎn)品都配備了遙控器，甚至現(xiàn)在連電風(fēng)扇，臺燈這樣的設(shè)備都配備了

84、遙控器?？墒牵S著家里的電器越來越多，電器產(chǎn)品的遙控器也越來越多，這就產(chǎn)生比較多的麻煩，日常生活中，很多人都會遇到隨手拿錯放在茶幾上各種遙控器的麻煩，不僅使用起來不方便而且茶幾上擺放一堆遙控器也很不好看。</p><p>　　本設(shè)計就是設(shè)計一種遙控器，可以讓我們通過一個通用的遙控器可以統(tǒng)一控制多個家電的開關(guān)，這樣就讓對家電的控制簡單化了。但是不同企業(yè)使用的遙控器原理各有不同，大多數(shù)的家用電器都有各自不同的遙控器，

85、為了解決這個問題，本設(shè)計探討一個了遙控器的設(shè)計方案：該遙控器可以通過控制繼電器而控制家電的開關(guān)，從而擁有對多臺電器的遙控功能，即省時、又省力，又節(jié)約資源，從而使人們免除同時面對眾多遙控器的煩惱。 本設(shè)計硬件部分是利用控制電路控制繼電器的開合，從而控制家電的開關(guān)的簡單的目的，本設(shè)計只用了兩組繼電器，只能控制兩臺家電，而實際中我們還可以加入更多的繼電器，達到控制更多家電的目的。</p><p>　　從遙控器

86、的控制原理來說，其通過紅外發(fā)出的信號通常是一種經(jīng)過特定編碼的紅外信號，習(xí)慣稱之為遙控器編碼，不同廠家的遙控器所采用的碼型都是不一樣的，以免互相沖突，而這個代碼也是公開的，我們只要能模擬各種遙控信號編碼，就能實現(xiàn)對相應(yīng)電器的遙控功能。</p><p>　　本設(shè)計主要是利用東芝牌遙控器編碼方式發(fā)射紅外控制信號，接收電路使用一體化紅外接收模塊接收紅外信號，經(jīng)過濾除載波后將紅外信號發(fā)到單片機內(nèi)，而譯碼方式按照東芝遙控器編

87、碼方式進行解碼，譯出遙控器所按的按鍵，然后輸出動作控制繼電器開關(guān)，從而達到用軟件驅(qū)動硬件，達到控制電器開關(guān)的目的。</p><p>　　第一章 總體設(shè)計原理分析</p><p>　　1.1 紅外線遙控器工作原理</p><p>　　1.1.1紅外線介紹</p><p>　　紅外線是一種電磁波，具有與無線電波及可見光一樣的本質(zhì)。人的眼睛能看

88、到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.62～0.76μm；紫光的波長范圍為0.38～0.46μm。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線的波長在0.76～100μm之間，位于無線電波與可見光之間。紅外線遙控就是利用波長為0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的。</p><p>　　由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成

89、本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設(shè)備、空調(diào)機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)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。</p><p>　　此外紅外線通信還具有保密性強，信息容量大，結(jié)構(gòu)簡單，既可以是室內(nèi)使用，也可以在野外使用，由于它具有良好的方向性，適用于國防邊界哨所與哨所在之間的保密通信， 但在野外使用時易受氣候

90、的影響[1]。</p><p>　　1.1.2紅外線遙控原理介紹</p><p>　　紅外線遙控器是以紅外線發(fā)光LED，發(fā)射波長940nm的紅外線不可見光，來傳送信號。整個遙控器系統(tǒng)分為發(fā)射端及接收端兩部分，發(fā)射端經(jīng)過紅外線發(fā)射LED送出紅外線控制信號，這些信號經(jīng)過紅外線接收模塊接收端接收進來，并對其控制信號做譯碼而做相對的動作輸出完成遙控的功能。</p><p>

91、　　紅外通信由來已久，但是進入90年代，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和地球空間技術(shù)的發(fā)展，使人們對紅外線技術(shù)的研究越來越深入，應(yīng)用范圍更廣泛，尤其是在紅外遙感技術(shù)和紅外通信技術(shù)領(lǐng)域里，數(shù)字鎖相技術(shù)和傳感器技術(shù)的巨大進步，大大加速了這個進程，目前無線產(chǎn)品在商業(yè)銷售中的使用已相當(dāng)普遍，但大多存在著很大的局限性，電路繁雜，計算難度大且多為模擬電路，抗干擾能力差，準(zhǔn)確度底，電路的維護調(diào)試很不方便。越來越多的遠距離控制和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)引入了不可見的紅外線

92、作為傳輸媒介進行通信，組成了無線紅外遙控通信系統(tǒng)，此方法以其成本底、精度高、保密性強、技術(shù)性能穩(wěn)定的特點而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。</p><p>　　常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管，它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940n

93、m左右，外形與普通φ5發(fā)光二極管相同，只是顏色不同，紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍、透明三種顏色。 </p><p>　　接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管，只對紅外光線有敏感作用，在實際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種，由于紅外發(fā)光二

94、極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。</p><p>　　圖1-1 紅外線發(fā)射器的工作方塊圖</p><p>　　紅外線發(fā)射器的工作流程如圖1-1所示，當(dāng)按下某一按鍵后，遙控器上的控制芯片便進行編碼產(chǎn)生一組句柄，結(jié)合載波電路的載波信號（為38kHz）而成為合成信號，經(jīng)過放大器提升功率而推動紅外線發(fā)射二極管，將紅外

95、線信號發(fā)射出去，所要發(fā)射的句柄必須加上載波才能使信號傳送的距離加長，一般遙控器的有效距離為10m。</p><p>　　圖1-2 紅外線接收的工作方塊圖</p><p>　　紅外線接收的工作方塊圖如圖1-2所示，其主要控制組件為紅外線接收模塊，其內(nèi)部含有高頻的濾波電路，專門用來濾除紅外線合成信號的載波信號（38kHz）而送出發(fā)射器的控制信號。當(dāng)紅外線合成信號進入紅外線接收模塊，在其輸出端

96、便可以得到原先的數(shù)字控制編碼，只要經(jīng)過單片機譯碼程序進行譯碼，便可以得知按下那一按鍵，而作出相應(yīng)的控制處理，完成紅外線遙控的動作。 </p><p>　　由于每家廠商設(shè)計出來的遙控器一定不一樣，即使是使用相同的控制芯片，也會做特殊的編碼設(shè)計，以避免遙控器間互相的干擾。在本設(shè)計中將以東芝牌電視遙控器為例子來做實驗說明，這款遙控器使用國內(nèi)遙控器最常用的編碼芯片PT2221或是兼容芯片。</p>&

97、lt;p>　　其中的編碼數(shù)據(jù)包含廠商固定編碼及按鍵編碼，廠商固定編碼為避免與其他家廠商重復(fù)，而按鍵編碼則是遙控器上的各個按鍵編碼。</p><p>　　例如按下遙控器的1鍵，則會發(fā)送出以下的4字節(jié)出去：</p><p>　　40 BF 01H ED</p><p>　　其中“40 BF”為廠商固定編碼，“01H ED”則為1鍵按鍵編碼，廠商編碼只要是

98、東芝牌電視遙控器就是固定的，各個按鍵編碼則依按鍵不同而不一樣。</p><p>　　各個位編碼方式是以波寬信號來調(diào)變，低電平0.8ms加上高電平0.4ms則編碼為“0”，低電平0.8ms加上高電平1.6ms則編碼為“1”。當(dāng)按下遙控器上的某一按鍵則會產(chǎn)生特定的一組編碼，結(jié)合38kHz載波信號發(fā)射出去，加上載波信號可以增加發(fā)射距離。</p><p>　　1.2 紅外家電遙控器譯碼原理<

99、;/p><p>　　遙控電路使用89C51單片機作控制，通過紅外線接收模塊接收信號，因為接收模塊有自動濾除載波功能，所以紅外線接收模塊輸出的信號就是遙控器所產(chǎn)生的編碼，通過電路傳到單片機內(nèi)，單片機識別出遙控器的按鍵，作相應(yīng)的動作。</p><p>　　紅外線接收模塊是一種光敏二極管及濾波器組成，光敏二極管只對紅外光線有敏感作用，在實際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外

100、接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種，由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。因此在紅外線發(fā)射端紅外線信號加載在一個38kHz載波上發(fā)射出去，這樣即增加了信號強度，也增強了信號的傳輸距離，使用起來更加方便。</p><p>　　紅外線發(fā)射器使用東芝牌紅外線遙控器，遙控器

101、發(fā)出編碼，紅外接收模塊接收信號，并傳回單片機內(nèi)進行解碼。使用的控制軟件包含完整的東芝牌電視紅外遙控器解碼，使用單片機匯編語言進行譯碼。因為東芝遙控器是使用的4字節(jié)（32位）編碼信號，所以譯碼程序取出4字節(jié)（32位）編碼信號。</p><p>　　遙控器接收信號方式如圖1-3所示，然后進行譯碼動作流程圖。</p><p>　　圖1-3 電路譯碼流程</p><p>

102、　　本設(shè)計采用的是用繼電器連接家電的電源，通過繼電器控制家電的開關(guān)，而繼電器的控制是受單片機的電平輸出來控制的，當(dāng)單片機通過紅外線接收模塊收到紅外線信號時，通過譯碼程序識別出遙控器所按得鍵，通過設(shè)定好的程序，確定單片機是輸出高電平或低平，從而使繼電器作出相應(yīng)的動作。</p><p>　　在單片機的匯編語言中，我們將各個按鍵用匯編語言指定代碼，例如，將1鍵編號為01H，2鍵編號為02H，這個編碼是單片機用來識別遙控

103、器所做的動作。當(dāng)遙控器譯出所按鍵時，單片機使繼電器做相應(yīng)的動作，達到控制目的。</p><p>　　本設(shè)計中，設(shè)定了1234四個按鍵編碼程序，當(dāng)按下1鍵和2鍵時單片機控制繼電器做出相應(yīng)的動作，每一個按鍵對應(yīng)不同的繼電器。例如按一下1鍵繼電器閉合，蜂鳴器發(fā)出嘩的一聲，指示燈閃爍一下，再按一下1鍵繼電器打開，蜂鳴器發(fā)出嘩的一聲，指示燈閃爍。而按下3鍵和4鍵時，只有指示燈和蜂鳴器有動作，繼電器沒有動作，所以3鍵和4鍵只

104、是測試按鍵。</p><p>　　第二章 電路的硬件設(shè)計</p><p>　　2.1 硬件控制電路介紹</p><p>　　本設(shè)計的紅外線信號發(fā)射器使用東芝牌紅外線遙控器，遙控器發(fā)出紅外信號編碼，編碼加載在38kHz載波上發(fā)射出去，紅外接收模塊接收信號并濾除載波，并傳回單片機內(nèi)進行解碼。使用的控制軟件包含完整的東芝牌電視紅外遙控器解碼，使用單片機匯編語言進行譯碼

105、。因為東芝遙控器是使用的4字節(jié)（32位）編碼信號，所以譯碼程序取出4字節(jié)（32位）編碼信號。</p><p>　　使用89C51單片機作控制，通過紅外線接收模塊接收信號，因為接收模塊有自動濾除載波功能，所以紅外線接收模塊輸出的信號就是遙控器所產(chǎn)生的編碼，通過電路傳到單片機內(nèi)，單片機識別出遙控器的按鍵，作相應(yīng)的動作。</p><p>　　完整的控制電路如圖2-1所示。</p>

106、<p>　　圖2-1 控制電路</p><p>　　由總電路圖可已看出，當(dāng)電路通電后電源指示燈亮起，有紅外線信號時，紅外線接收模塊接收紅外信號經(jīng)過濾除載波之后，通過單片機INT0腳傳回單片機內(nèi)，經(jīng)單片機程序譯</p><p>　　碼比較，識別出遙控器所按的鍵，再控制繼電器和蜂鳴器做相應(yīng)動作。工作指示燈為狀態(tài)指示燈，當(dāng)紅外線信號出現(xiàn)時，工作指示燈LED會亮起作指示，信號收集完畢后

107、，LED會熄滅。當(dāng)單片機接收到紅外接收模塊傳回的信號，按程序譯出遙控器所做的動作，會由</p><p>　　T1腳或腳發(fā)出對繼電器的控制信號，通過繼電器的開關(guān)控制家電產(chǎn)品電源的開啟或關(guān)閉。</p><p>　　圖2-2 AT89C51引腳圖</p><p>　　電路的核心芯片是一個AT89C51單片機，主要作用包括譯碼，控制電路等功能。它是由多種集成電路組合而成，

108、從而達到不同的功能。</p><p>　　AT89C51單片機是ATMAL公司89系列單片機的一種8位Flash單片機。它最大特點是片內(nèi)含有Flash存儲器，用途十分廣泛，特別是在生產(chǎn)便攜式商品，手提式儀器等方面，有著十分廣泛的應(yīng)用[2] ，AT89C51外部引腳如圖2-2所示。</p><p>　　AT89C51單片機內(nèi)部主要有以下部件：8031CPU、振蕩電路、總線控制部件、中斷控制部

109、件、片內(nèi)Flash存儲器、片內(nèi)RAM、并行I/O接口、定時器和串行I/O接口。AT89C51是89系列單片機的標(biāo)準(zhǔn)型，它是與MSC-51系列單片機兼容的。在內(nèi)部含有4KB或8KB可重復(fù)編程的Flash存儲器，可進行1000次擦寫操作。全靜態(tài)工作為0-24MHz，有3級程序鎖存器，內(nèi)部含有128-256字節(jié)的RAM，有32條可編程I/O口線，2-3個16位定時/計數(shù)器，6-8個中斷源，通用的串行接口，低電壓空閑及電源下降方式。</p