基于單片機的電器遙控器設(shè)計

1、目 錄基于單片機的電器遙控器設(shè)計3文獻綜述41.紅外遙控的功能與特點42.紅外遙控的發(fā)展過程53.紅外遙控的發(fā)展趨勢6第1章 總體設(shè)計方案8方案一：（簡易紅外遙控電路）8方案二：（利用紅外遙控開關(guān)電路）9方案三：利用紅外遙控開關(guān)電路10方案比較11第2章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計122.1紅外遙控電路設(shè)計122.1.1 發(fā)射電路部分122.1.1.1器件選擇122.1.1.2電路設(shè)計152.1.2接收電路部分162.1.2.1器件選擇162.1.2.2 紅外遙控接收器的接收過程182.1.2.3電路設(shè)計192.2.系統(tǒng)功能實現(xiàn)方法212.2.1遙控碼的編碼格式212.2.2遙控碼的發(fā)設(shè)定遙控射222.

2、2.3數(shù)據(jù)幀的接收處理222.3.遙控發(fā)射及接收控制程序流程圖：232.3.1遙控發(fā)射部分：232.3.2遙控接收部分:26第三章 系統(tǒng)調(diào)試28第四章 結(jié)束語30附錄31程序清單31基于單片機的電器遙控器設(shè)計摘要：通過對設(shè)計要求地認(rèn)真分析和研究，拿出了幾種可行方案，最終選定了一個最佳方案。該方案是采用先進的單片機技術(shù)實現(xiàn)遙控的主要手段。我們所設(shè)計的遙控器能控制5個電器的電源開關(guān)，并且可對一路電燈進行亮度的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵字：遙控電路，紅外發(fā)射，紅外接收，單片機A Design about the Tele-controller Based on SCM【abstract】After analyzin

3、g and researching on the request of the design, we take several blue print and we selected the best one in the end. The project make use of advanced SCM to realize the remote control. Remote controller we designed can dominate 5 electrical source switches and adjust the brightness of one light.【keyw

4、ord】Remote controlling circuit Infrared emission Infrared receiving, SCM文獻綜述1.紅外遙控的功能與特點 紅外遙控技術(shù)是一種利用紅外線進行點對點通信的技術(shù)，其相應(yīng)的軟件和硬件技術(shù)都已比較成熟。它是把紅外線作為載體的遙控方式。由于紅外線的波長遠小于無線電波的波長，因此在采用 紅外遙控方式時，不會干擾其他電器的正常工作，也不會影響臨近的無線電設(shè)備。紅外遙控是利用波長為0.76m-1.5m之間的近紅外線來傳遞控制信號的。它具有以下特點：1由于為不可見光，因此，對環(huán)境影響很小。紅外線的波長遠小于無線電波的波長，所以，紅外遙控不會干

5、擾其它家用電器，也不會影響近鄰的無線電設(shè)備。2紅外線為不可見光，具有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜，警戒等安全保衛(wèi)裝置中也得到了廣泛的應(yīng)用。3紅外線遙控的遙控距離一般為幾米至幾十米或更遠一點。4紅外線遙控具有結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成本低廉，抗干擾能力強，工作可靠性高等一系列優(yōu)點，特別是室內(nèi)遙控的優(yōu)先遙控方式。同時，由于采用紅外線遙控器件時，工作電壓低，功耗小，外圍電路簡單，因此它在日常工作生活中的應(yīng)用越來越廣泛。 它在技術(shù)上的主要優(yōu)點是：1.無需專門申請?zhí)囟l率的使用執(zhí)照；2具有移動通信設(shè)備所必需的體積小、功率低的特點；3傳輸速率適合于家庭和辦公室使用的網(wǎng)絡(luò)；4信號無干擾，傳輸準(zhǔn)確度高； 它的

6、缺點是：由于它是一種視距傳輸技術(shù)，采用點到點的連接具有方向性，兩個設(shè)備之間如果傳輸數(shù)據(jù)，中間就不能有阻擋物;而且通訊距離較短，此外紅外LED不是一種十分耐用的器件。2.紅外遙控的發(fā)展過程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)才得到快速的發(fā)展。在遙控方式上大體經(jīng)歷了從有線到無線的超聲波、從振動子到紅外線、再到使用總線的微機紅外遙控這樣幾個階段。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采用的是電磁波傳輸信號，由于電磁波容易產(chǎn)生干擾

7、，也易受干擾，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。由于紅外線在頻譜上居于可見光之外，所以抗干擾性強，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)紅外遙控器所采用

8、的方法。由于紅外線的波長遠小于無線電波的波長，因此在采用 紅外遙控方式時，不會干擾其他電器的正常工作，也不會影響臨近的無線電設(shè)備。同時，由于采用紅外線遙控器件時，工作電壓低，功耗小，外圍電路簡單，因此它在日常工作生活中的應(yīng)用越來越廣泛。3.紅外遙控的發(fā)展趨勢紅外遙控技術(shù)在這十年來得到了迅猛發(fā)展，尤其在家電領(lǐng)域如彩電、DVD、空調(diào)等，也在其它電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，隨著人們生活水平的提高，對產(chǎn)品的追求是使用更方便、更具智能化，紅外遙控技術(shù)正是一個重點的發(fā)展方向。為了提高對紅外遙控產(chǎn)品的開發(fā)效率以及生產(chǎn)廠家的檢測手段等，重點推出該套紅外遙控編碼分析儀，她猶如一臺示波器，并且利用最先進的電腦技術(shù)，對紅

9、外遙控信號進行全面的分析，顯示詳盡的數(shù)據(jù)，編碼、解碼信息，使開發(fā)人員對編、解碼情況一目了然，以便設(shè)計人員提高工作效率，增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性。紅外遙控信號分析儀采用MCS-51系列單片機為外部采樣處理控制器，并與微機通信完成整個處理過程，并由微機完成作圖、數(shù)據(jù)管理等等。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。隨著紅外光電器的大量出現(xiàn),紅外遙控已經(jīng)廣泛應(yīng)用在家用電器,安全保衛(wèi),及人們的日常生活中的應(yīng)用就更加廣泛了。例如電視機的遙控，音響設(shè)備的遙控，錄象機的遙控，電風(fēng)扇的遙控，安全保衛(wèi)報警器，

10、遙控空調(diào)器，自動水龍頭，自動門等均可采用紅外遙控技術(shù)來實現(xiàn)。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?！懊}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

11、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?，原來低電平變?yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等。有時亦稱這種輸出形式為“反相”?！盎ユi”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，以便以后適時地來取數(shù)據(jù)。這種輸出形式一般用于與單片機或微機接口。 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)射端每次

12、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。參考文獻：1 康光華,陳大欽. 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.高等教育出版社.1999.6.第四版.2李建華. 實用遙控器原理與制作.北京: 人民郵電出版社,1996 3 李華. MCS-51系列單片機實用接口技術(shù). 北京: 航天航空大學(xué)出版社,1999 4 何立民. MCS-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計,系統(tǒng)配置與接口技術(shù).北京: 北京航天航空大學(xué),1995 5蘇長贊. 紅外線與超聲波遙控. 北京: 人民郵電出版社,19956梁延貴. 遙控電路可控硅觸發(fā)電路語音電路分冊 北京: 科學(xué)技術(shù)文獻出版社

13、,2002 7 焦李成.電流模式信號處理的進展與展望.電子學(xué)報.1992.20（7）：8792 8紀(jì)紅 紅外技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用 北京: 科學(xué)出版社,19939王明亮等. 廣播.電視調(diào)頻發(fā)送技術(shù),上、下冊. 北京: 中國廣播電視出版社,1993 10 陳汝全. 電子技術(shù)常用器件手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1994 11舒經(jīng)文. 最新彩電機芯及其遙控系統(tǒng)的原理與維修. 北京: 電子工業(yè)出版社, 1993第1章 總體設(shè)計方案 根據(jù)任務(wù)書的要求，利用單片機設(shè)計一個遙控開關(guān)電路，可以擬定以下的幾種方案。方案一：（簡易紅外遙控電路）在不需要多路控制的應(yīng)用場合，可以使用由常規(guī)集成電路組成的單通道紅外遙控電路。這

14、種遙控電路不需要使用較貴的專用編譯碼器，因此成本較低。紅外發(fā)射部分紅外發(fā)射產(chǎn)生震蕩頻率 圖1.1考慮到本方案電路是簡單的單通道遙控器，可直接產(chǎn)生一個控制功能的震蕩頻率，再通過紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去。紅外接收部分受控電器解調(diào)控制紅外接收 圖1.2當(dāng)紅外接收頭接收到控制頻率時，由一個電路對其進行解調(diào)并產(chǎn)生相應(yīng)的控制功能。方案二：（利用紅外遙控開關(guān)電路）紅外線發(fā)射/接收控制電路均采用單片機來實現(xiàn)，輸出控制方式可選擇，實用性強。方案結(jié)構(gòu)圖：紅外發(fā)射部分：單片機遙控按鈕紅外發(fā)射 圖1.3當(dāng)按下遙控按鈕時，單片機產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖，由紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去。紅外接收部分：紅外接收單片機受控電器控制方式選擇

15、開關(guān) 圖1.4當(dāng)紅外接收器接收到控制脈沖后，由控制方式選擇開關(guān)選擇是“互鎖”還是單路控制，再由單片機處理后，對相應(yīng)的受控電器產(chǎn)生控制。方案三：利用紅外遙控開關(guān)電路用單片機制作一個紅外電器遙控器，可以分別控制5個電器的電源開關(guān)，和一個電燈開關(guān)，并且可以對電燈進行亮度的調(diào)光控制。紅外發(fā)射部分結(jié)構(gòu)圖如下：單片機紅外發(fā)射按鍵控制 圖1.5當(dāng)按下遙控按鈕時，單片機產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖，由紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去。受控電器電源開關(guān)紅外接收部分結(jié)構(gòu)如下：顯示單片機電燈紅外接收調(diào)光電路 圖1.6當(dāng)紅外接收器接收到控制脈沖后，經(jīng)單片機處理由顯示設(shè)備顯示出當(dāng)前受控電器的序號，并判斷是否對電燈進行調(diào)光，如需調(diào)光則經(jīng)調(diào)光

16、電路處理后實現(xiàn)調(diào)光功能。方案比較綜上所述通過比較三套方案，方案一未采用單片機控制，功能過于單一，僅能對一路電器進行簡單的遙控；方案二和方案三的紅外線發(fā)射/接收控制電路采用單片機來實現(xiàn)，電路簡單，實用性強。方案二雖可雖可控制多個電器，但控制功能過于單調(diào)，僅能實現(xiàn)電器開關(guān)的控制，實用價值不大；方案三不僅可用控制鍵實現(xiàn)對電器的控制，而且可對一路電燈進行亮度控制，方便實用。且本設(shè)計用到的元器件較少，電路相對簡單實用。所以本設(shè)計采用方案三作為設(shè)計藍本。第2章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計2.1紅外遙控電路設(shè)計由于本設(shè)計為一紅外遙控裝置,根據(jù)所選擇方案將其分為發(fā)射和接收兩大模塊進行設(shè)計。2.1.1 發(fā)射電路部分2.1

17、.1.1器件選擇單片機的選擇: 本設(shè)計所用的單片機可以用C31, AT89C51,羚羊單片機等多種單片機來實現(xiàn)。但是C31沒有內(nèi)部存儲器，本設(shè)計需要編寫程序，那么就要用外部擴展，比較麻煩。本設(shè)計所編寫的程序比較簡單，功能也比較少，如用羚羊單片機過于麻煩，大材小用，本設(shè)計所用到的輸入輸出端口也不是很多，所以我們決定用AT89C51單片機來完成本設(shè)計，既方便也很實用。下面對AT89C-51做一下簡單的介紹：AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8

18、位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51 ? 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C-51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 主要特性：與MCS-51 兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級程序存儲器鎖定128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個16位定時器/計數(shù)器5個中斷源可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 振蕩器XTAL1和XTAL2分別為反向

19、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。 89C51的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時鐘振蕩方式，但需在18和19腳外接石英晶體(2-12MHz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10p-30p。另外一種是外部時鐘方式，即將XTAL1接地，外部時鐘信號從XTAL2腳輸入。兩種方式分別如下圖所示:圖2.1芯片擦除：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平

20、10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C-51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。由上可見，89C51芯片的功能強大，其震蕩特性能很好的滿足本設(shè)計的要求，與同類51芯片（如89C2051）相比，其引腳較多，在滿足對控制方式的選擇的同時，還可加入調(diào)光控制電路，這更能符合本設(shè)計的需要。因此本設(shè)計決定選用芯片

21、89C51作為核心芯片。按鍵控制選擇由于本設(shè)計所控制的電器數(shù)目較少，所以不用外接擴充鍵盤，直接使用單片機上的接口，直接使用8個點觸式開關(guān)即可。頻率發(fā)生選擇可用一12M晶體震蕩器發(fā)生滿足要求的頻率。2.1.1.2電路設(shè)計本遙控發(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。在確定選擇AT89C-51作為本設(shè)計發(fā)射電路核心芯片和點觸式開關(guān)作為控制鍵后，加上一個簡單紅外發(fā)射電路和12M晶體震蕩器便可實現(xiàn)紅外發(fā)射。下圖為本紅外遙控設(shè)計核心部分之一的發(fā)射電路原理圖:圖2.2其中芯片端口P1.0至P1.7接8個點觸式開關(guān),端口P1.0

22、至P1.4用來遙控電器電源開關(guān)，端口P1.5為本遙控器的開關(guān)，端口P1.6和端口P1.7為調(diào)節(jié)電燈亮度的控制開關(guān),其中P1.6實現(xiàn)對發(fā)光二極管的增亮控制,P1.7實現(xiàn)對發(fā)光二極管的減暗控制,端口RST為單片機的復(fù)位腳,采用簡單的RC上復(fù)位電路，端口P3.5作為紅外線遙控碼的輸出口，用于輸出40kHz載波編碼，端口XTAL2和端口XTAL1接12MHz晶振. 晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，本設(shè)計采用的是一個NPN型的三級管9013，為了得到更大的放大倍數(shù)，采用了類似共射級接法。因為從p3.5口出來的為高電壓，而三級管9013不能承受此電壓，所以采用了一個阻值較大的電阻來起分壓作用，從而

23、緩沖了加到三級管上的電壓。2.1.2接收電路部分2.1.2.1器件選擇單片機的選擇與發(fā)射部分一樣,本設(shè)計所用到的輸入輸出端口不多，用AT89C51單片機完全可以完成本設(shè)計，其方便實用的性能相對其他同類芯片更適合于本設(shè)計。顯示設(shè)備選擇在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中,使用的顯示器主要有LED(發(fā)光二極管)，LCD(夜晶顯示器)。這兩種顯示器成本低廉，配置靈活，與單片機接口方便。但是他們也是各有特點的：LED接口非常簡單，不需要專用的驅(qū)動程序，在設(shè)計程序時也非常的簡單；LCD顯示的字比較豐富，也比較清楚，給人的感覺很好，但是他接口復(fù)雜，且要自己造字庫，難度不小。對于本設(shè)計遙控器的接收電路來說，在配置一些指示燈的

24、前提下，只顯示數(shù)字就夠了，故沒必要采用LCD，用LED就夠了。下面簡單介紹一下LED顯示器的結(jié)構(gòu)和引腳LED顯示器是有發(fā)光二極管來顯示字段的器件。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用七段顯示器。發(fā)光二極管的陽極連在一起稱共陽極顯示器，陰極連在 一起的稱共陰極顯示器。圖a中為七段顯示器的結(jié)構(gòu)。一個顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管控制ag七段的亮或暗，另外一個發(fā)光二極管控制一個小數(shù)點的亮或暗。這種七段顯示器能顯示的字符較少，字符的形狀有些失真，但與單片機的控制接口非常簡單，使用方便。圖2.3LED有兩種顯示方式：動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。下面簡要介紹一下各自的原理：（1）靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示方式就是當(dāng)顯

25、示器顯示某一個字符是，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止，直到顯示另一個字符為止。例如對于共陰極LED顯示器，當(dāng)其a,b,c,d,e,f為高電平，g,dp為低電平時，為高電平的引腳恒定截止，顯示器顯示“0”。這種顯示方式每一個七段LED顯示器需要一個8位輸出口控制段選位，個顯示器的位選位連在一起接低電平（共陰極時）或接高電平（共陰極時）或接高電平（共陰極時）。靜態(tài)顯示方式，顯示器中的各位相互獨立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存的輸出將維持不變。正因為如此，靜態(tài)顯示的亮度較高。這種顯示方式編程容易，管理也較簡單，但占用I/O口資源較多，因此在顯示位數(shù)較多時，一般采用動態(tài)顯示方式。（2）動態(tài)顯

26、示方式在多位LED顯示時，為了節(jié)省I/O口線，降低成本，一般采用動態(tài)顯示方式。動態(tài)顯示方式是一位一位地分時輪流點亮各位顯示器，對沒一位顯示器來說，每隔一段時間輪流點亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮和熄滅時間的比例有關(guān)。調(diào)整導(dǎo)通電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。這種顯示方式將七段LED顯示器的所有段選位并聯(lián)在一起，有一個8位I/O口控制，而共陰極或共陽極的公共端分別由相應(yīng)的I/O口控制，實現(xiàn)各位顯示器的分時選通。下圖利用P2口控制各顯示器輪流選通，P0口接各顯示器的段選位，提供各顯示器的顯示數(shù)據(jù)。由于單片機I/O口有限，而靜態(tài)顯示需要占用大量的接口。比如在本設(shè)計中需要采用

27、5個數(shù)碼管，一個要9個口子，那總共需要45個口子，這是無法達到的，而動態(tài)只要8個就可以了。如果是需要顯示的數(shù)碼管實在是太多，則還可以在數(shù)碼管和單片機之間加上譯碼器來進一步減少口子的數(shù)目。調(diào)光設(shè)備選擇光電耦合器具有體積小、使用壽命長、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強。無觸點且輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點，因而在各種電子設(shè)備上得到廣泛的應(yīng)用。光電耦合器可用于隔離電路、負(fù)載接口及各種家用電器等電路中。光電耦合器的種類較多,但在家電電路中,常見的只有4種結(jié)構(gòu):1.第一類,為發(fā)光二極管與光電晶體管封裝的光電耦合器,結(jié)構(gòu)為雙列直插4引腳塑封,內(nèi)部電路見表一,主要用于開關(guān)電源電路中。 2.第二類,為發(fā)光二極

28、管與光電晶體管封裝的光電耦合器,主要區(qū)別引腳結(jié)構(gòu)不同,結(jié)構(gòu)為雙列直插6引腳塑封,內(nèi)部電路見表一,也用于開關(guān)電源電路中。 3.第三類,為發(fā)光二極管與光電晶體管(附基極端子)封裝的光電耦合器,結(jié)構(gòu)為雙列直插6引腳塑封,內(nèi)部電路見表一,主要用于AV轉(zhuǎn)換音頻電路中。 4.第四類,為發(fā)光二極管與光電二極管加晶體管(附基極端子)封裝的光電耦合器,結(jié)構(gòu)為雙列直插6引腳塑封,內(nèi)部電路見表一,主要用于AV轉(zhuǎn)換視頻電路中。因為本設(shè)計所用到的調(diào)光功能僅僅是調(diào)節(jié)電燈的亮暗，所以無需使用復(fù)雜的調(diào)光控制系統(tǒng)，可直接使用一個光電藕合器，來實現(xiàn)此功能。本設(shè)計采用的就是以上第二類的一個型號為PS2019。2.1.2.2 紅外遙

29、控接收器的接收過程紅外接收前置放大解調(diào)指令解碼記憶驅(qū)動執(zhí)行圖2.4由上述可見，紅外遙控系統(tǒng)中的指令信號及檢出電路，在碼分制系統(tǒng)中由編碼電路和解碼電路構(gòu)成，而且要有調(diào)制和解調(diào)的過程，因為碼分制系統(tǒng)編碼脈沖的頻率極低，為超低頻，如果不用調(diào)制與解調(diào)電路，外界突然的光線變化可能會對接收電路造成干擾，產(chǎn)生誤動作，系統(tǒng)的抗干擾能力及可靠性就難以保證。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時，指令信號電路產(chǎn)生不同脈沖編碼的指令信號，然后經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制，變?yōu)榫幋a脈沖調(diào)制信號，再由驅(qū)。動電路驅(qū)動紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光信號。接收器接收下來的

30、信號經(jīng)過前置放大后，送入出解調(diào)電路，對調(diào)制信號進行解調(diào)，再經(jīng)過指令信號檢出指令信號。智力的指令信號檢出電路是與發(fā)射器中編碼電路相對應(yīng)的譯碼電路，它將指令信號譯出。2.1.2.3電路設(shè)計顯示電路的設(shè)計以51芯片的P1端口直接與數(shù)碼管相連，但為保證51芯片的正常工作，須在P1端口連電源時加上470的限流電阻。設(shè)計電路圖如下: 圖2.5 其中芯片端口P1.0至P1.7接數(shù)碼管的a至h這8個引腳，用來顯示被控發(fā)光二極管的序號。受控電器電源開關(guān)的設(shè)計由于本設(shè)計無法使用6個家用電器開關(guān)作為受控開關(guān),故用6個發(fā)光二極管來代替.其中接端口P0.5的二極管作為可調(diào)節(jié)亮度的燈.為了保證發(fā)光二極管安全正常工作,特取

31、1k電阻作為限流電阻.設(shè)計電路圖如下: 圖2.6調(diào)光電路設(shè)計晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，本設(shè)計采用的是一個9012三極管，為了得到更大的放大倍數(shù)，采用了類似共射級接法。因為從P2.7口出來的為高電壓，而三極管9012不能承受此電壓，所以采用了一個阻值較大的電阻來起分壓作用，從而緩沖了加到三級管上的電壓。而對于調(diào)光控制則采用了一個光電耦合器實現(xiàn)對一路電器的亮度控制。 圖2.7接收頻率部分和紅外接收設(shè)計為了與發(fā)射端對應(yīng)，同樣采用一個12M晶體震蕩器與一個紅外接收的二極管配合可對發(fā)射出的頻率進行接收。遙控接收器電路原理圖下圖為本紅外遙控設(shè)計的另一核心部分接收電路原理圖，其中芯片端口P1.

32、0至P1.7接數(shù)碼管的a至h這8個引腳，用來顯示被控發(fā)光二極管的序號。端口P0.0至P0.5接6個發(fā)光二極管的電源控制輸出。其中可對端口P0.5接的發(fā)光二極管進行亮度調(diào)節(jié)。端口P2.7為可控硅調(diào)光燈的調(diào)光脈沖輸出，端口P3.0為50Hz交流市電相位基準(zhǔn)輸入，端口P3.2為中斷輸入口，端口P3.1用于接收紅外遙控碼輸入信號。圖2.82.2.系統(tǒng)功能實現(xiàn)方法2.2.1遙控碼的編碼格式 該遙控器采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的碼，最小為2個脈沖，最大為17個脈沖，為了使接收可靠，第一位碼寬為3ms，其余為1ms，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10ms，如下圖所示：端口P3.0輸出編碼波形圖2.92.

33、2.2設(shè)定遙控碼的發(fā)射當(dāng)某個被控電器的電源開關(guān)被按下時,單片機先讀出鍵值,然后根據(jù)鍵值設(shè)定遙控碼的脈沖個數(shù),再調(diào)制成40kHz方波由紅外線發(fā)光管發(fā)身出去。發(fā)射電路的端口P3.5的輸出調(diào)制波如下圖所示:圖2.102.2.3數(shù)據(jù)幀的接收處理當(dāng)紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時,第一位碼的低電平將啟動中斷程序,實時接收數(shù)據(jù)幀.在數(shù)據(jù)幀接收時,將對第一位(起始位)碼的碼寬進行驗證.若第一位低電平碼的脈寬小于2ms,將作為錯誤碼處理.當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于3ms時,結(jié)束接收,然后根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù),執(zhí)行相應(yīng)輸出口的操作.下圖為紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖.圖2.112.3.遙控發(fā)射及接收控制程序

34、流程圖：2.3.1遙控發(fā)射部分：下圖是遙控發(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.開始 初始化 調(diào)用鍵掃描處理子程序 圖2.12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.掃鍵開始鍵按下？ 返回 N Y逐行掃描，按P口值查鍵號按鍵號轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序圖2.13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.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

35、,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。發(fā)射開始裝入發(fā)射脈沖個數(shù)（R1）發(fā)3ms脈沖停發(fā)1ms（R1）-1=0 Y返回 N發(fā)1ms脈沖停發(fā)1ms圖2.142.3.2遙控接收部分: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,然后按照顯示亮度數(shù)據(jù)設(shè)定調(diào)光脈沖延時值,看P3.0口的脈沖是否為0,若不為0則調(diào)入延時程序,此時P2.7口輸出調(diào)光脈沖然后返回;若為0則直接返回。開始初始化按顯示亮度數(shù)據(jù)設(shè)定調(diào)光脈沖延時值 P3.0=0? N 調(diào)延時程序YP2.7口輸出調(diào)光脈沖圖2.15中斷過程:首先判斷低電平脈寬度是否大于2ms,若脈寬不到2ms,則中斷

36、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.中斷開始低電平脈寬2ms N Y接收并對低電平脈沖計數(shù)高電平脈寬3ms？ N 按脈沖個數(shù)至對應(yīng)的功能程序 Y中斷返回圖2.16第三章 系統(tǒng)調(diào)試控制電路板的安裝與調(diào)試在整個系統(tǒng)研制中占有重要位置，它是把理論付諸實踐的過程，也是把紙面設(shè)計轉(zhuǎn)變位實際產(chǎn)品的必經(jīng)階段。對試驗階段的電路板的安裝一般有兩種方式即焊接方式和面包板插接方式。使用面包板焊接更加方便，容易更換線路和器件，而且可以多次使用。但在多次

37、使用的面包板中彈簧片會變松，彈性變差，容易造成接觸不良，這是需要注意的。實驗和調(diào)試常用的儀器有：萬用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號發(fā)生器等。調(diào)試的主要步驟。1調(diào)試前不加電源的檢查對照電路圖和實際線路檢查連線是否正確，包括錯接、少接、多接等；用萬用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好；元器件引腳之間有無短路，連接處有無接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包括極性、信號源連線是否正確；電源端對地是否存在短路（用萬用表測量電阻）。若電路經(jīng)過上述檢查，確認(rèn)無誤后，可轉(zhuǎn)入靜態(tài)檢測與調(diào)試。2靜態(tài)檢測與調(diào)試斷開信號源，把經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源接入電路，用萬用表電壓檔監(jiān)測電源電壓，觀察有無異

38、?，F(xiàn)象：如冒煙、異常氣味、手摸元器件發(fā)燙，電源短路等，如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即切斷電源，排除故障；如無異常情況，分別測量各關(guān)鍵點直流電壓，如靜態(tài)工作點、數(shù)字電路各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關(guān)系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態(tài)下，如不符，則調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件等，使電路最終工作在合適的工作狀態(tài)；對于放大電路還要用示波器觀察是否有自激發(fā)生。3動態(tài)檢測與調(diào)試動態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進行的，調(diào)試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號源，并循著信號的注射逐級檢測各有關(guān)點的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計要求，如必要，要對電路參數(shù)作進一步調(diào)整。發(fā)現(xiàn)問題，要設(shè)法找出原因，排

39、除故障，繼續(xù)進行。我們所設(shè)計的遙控器電路是采用碼分制遙控方式，我們用示波器對發(fā)射電路輸出端及接收電路輸入端的信號波型的進行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下不同的開關(guān)按鈕時所顯示的波型是不同的。這說明了此電路是工作在正常狀態(tài)的。4調(diào)試注意事項（1）正確使用測量儀器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接；（2）在信號較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上，在頻率較高時要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測量時應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。（3）測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠大于被測處的等效阻抗。（4）測量儀器的帶寬必須大于被測量電路的帶寬。（5）正

40、確選擇測量點和測量（6）認(rèn)真觀察記錄實驗過程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。（7）出現(xiàn)故障時要認(rèn)真查找原因第四章 結(jié)束語經(jīng)過幾個月的努力，我們在何老師的耐心幫助和自己的努力下終于完成了此次設(shè)計，并按設(shè)計要求實現(xiàn)了遙控器的各項功能。通過這次設(shè)計使我們從中學(xué)到到了很多課本上學(xué)不到的知識，了解了紅外遙控器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并學(xué)會了用單片機開發(fā)產(chǎn)品的完整的過程。通過自己親自去動手和調(diào)試我明白的實踐的重要性，明白了理論結(jié)合實踐的含義，同時也大大的提高了自己的動手能力和團隊合作能力，這在我以后的工作中都是非常有用的。在這次設(shè)計中，何老師不厭其煩的給我講解問題和修正錯誤，在此表示衷心的感謝！參考文獻1

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43、序 入 口ORG 0000HORG AJMP STARTORG 0003H RETIORG 000BH RETIORG 0013H RETIORG 001BH LJMP INTT1ORG 0023H RETIORG 002BH RETI 初 始 化 程 序CLEARMEMIO: CLR A DEC A MOV P0,A MOV P1,A MOV P2,A MOV P3,A CLR P3.5CLEARMEM: MOV SP,#70H MOV IE,#00H MOV IP,#01H MOV TMOD,#22H MOV TH1,#0F3H MOV TL1,#0F3H SETB EA RET主程序ST

44、ART: LCALL CLEARMEMIO;MAIN: LCALL KEYWORK LJMP MAIN NOP NOP NOP LJMP START; T1中斷服務(wù)程序INTT1: CPL P3.5 RET1KEYWORK: MOV KEYY,#0FFH CLR KEYX0 CLR KEYX1 CLR KEYX2 CLR KEYX3 MOV A,KEYY MOV B,A CLNE A,#0FFHKKEYHITKEYOUT: RET;KEYHIT: LCALL DL10MS MOV A,KEYY CJNE A,B,KEYOUT SETB KEYX1 SETB KEYX2 SETB KEYX3 MOV A,KEYY CJNE A,#0FFH,KEYVAL0 SETB KEYX0 CLR KEYX1 MOV A,KEYY CJNE A,#0FFH,KEYVAL1 SE