基于單片機(jī)紅外遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、- 1 - / 23畢 業(yè) 論 文 設(shè) 計(jì)題 目:基于單片機(jī)紅外遙控開關(guān)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)紅外遙控開關(guān)設(shè)計(jì) - 2 - / 23摘要摘要紅外遙控技術(shù)的出現(xiàn)，不僅大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了成本，而且減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件。紅外線遙控器具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)從而成為了當(dāng)今非常流行的一種控制方式紅外遙控器是一種利用紅外遙控系統(tǒng)來(lái)控制被控對(duì)象的系統(tǒng).整個(gè)系統(tǒng)由數(shù)字電路和模擬電路兩個(gè)部分組成。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED 紅外發(fā)送器；接收部分包括 LED 紅外光發(fā)射、解調(diào)、解碼電路。1通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)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(gè)最佳方案。該方

2、案是采用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遙控的主要手段。我們所設(shè)計(jì)的遙控器能控制 5 個(gè)電器的電源開關(guān)，并且可對(duì)一路電燈進(jìn)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(jī)AbstractAbstractInfrared remote control technology, not only greatly improved labor productivity, reduced costs, and reduce the peoples labor intensity and improve the working conditions. Infrared remote control has

3、a small size, low power consumption, functionality, and low cost in order to become a very popular present-day control.The infrared remote control is one kind of use infrared remote control system controls is controlled the object the department green overall system is composed by the digital circui

4、t and the analogous circuit two parts. Launches partially including the keyboard matrix, the coded modulation, the LED infrared transmitter; Receives partially including the LED infrared light launch, the demodulation, decodes the electric circuit.After analyzing and researching on the request of th

5、e 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.keywordkeyword：Remote controlling circuit I

6、nfrared emission Infrared receiving, SCMI / 23目目 錄錄第一章緒論 11.1 紅外遙控技術(shù)的研究和成果 11.2 本設(shè)計(jì)的方案和比較 3第二章紅外遙控控制原理 5第三章紅外遙控器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 83.1 所需要的器件與選擇 83.1.1 顯示器件的選擇 83.1.2 按鍵控制方式的選擇 83.2 電路設(shè)計(jì) 83.2.1 紅外遙控發(fā)射器遙控方式 83.2.2 發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 93.2.3 發(fā)射電路原理圖 93.2.4 紅外遙控接收器接收方式 103.2.5 接收電路原理圖 103.3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方法 113.3.1 遙控碼的編碼格式 113.3.2

7、 遙控碼的發(fā)射 123.3.3 數(shù)據(jù)幀的接收處理 12第四章紅外遙控器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 144.1 遙控發(fā)射部分 144.2 遙控接收部分 15第五章設(shè)計(jì)調(diào)試 185.1 調(diào)試前不加電源的檢查 185.2 靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試 185.3 動(dòng)態(tài)檢測(cè)與調(diào)試 185.4 調(diào)試注意事項(xiàng) 19第六章結(jié)論 20參考文獻(xiàn) 21致 22附錄（計(jì)算機(jī)程序清單）23- 1 - / 23第一章第一章 緒緒 論論目前市面上的遙控器鋪天蓋地，對(duì)于家電設(shè)備的控制，首選的就是紅外遙控器，然而技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得家庭數(shù)字化趨勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)烈，一對(duì)一遙控器（即一個(gè)遙控器只能控制一種類型的家電設(shè)備）已經(jīng)不能滿足用戶要求。多功能紅外遙控器就

8、是在普通紅外遙控器的基礎(chǔ)上，應(yīng)市場(chǎng)需求而產(chǎn)生的，它能控制不同種類的設(shè)備，并且操作方便，深受顧客的歡迎，這也決定了多功能遙控器具有廣闊的應(yīng)用前景。1.11.1 紅外遙控技術(shù)的研究和成果紅外遙控技術(shù)的研究和成果常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其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(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見(jiàn)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(zhǎng)為 940nm 左右，外形與普通 5 發(fā)光二極管一樣，只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法

9、與判斷普通二極管一樣；用萬(wàn)用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可2。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(cè)定，而業(yè)余條件下只能用拉鋸法來(lái)粗略判判定。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)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(shí)是反向運(yùn)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。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(hào)比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。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(lái)決定的。在發(fā)射端要對(duì)

10、晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取 12，所以455kHz1237.9kHz38kHz。1.21.2 本設(shè)計(jì)的方案和比較本設(shè)計(jì)的方案和比較根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)遙控開關(guān)電路，可以擬定以下的幾種方案。方案一：（簡(jiǎn)易紅外遙控電路）方案一：（簡(jiǎn)易紅外遙控電路）在不需要多路控制的應(yīng)用場(chǎng)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)射部分- 2 - / 23圖 1.1 方案一紅外發(fā)射部分示意圖考慮到本方案電路是簡(jiǎn)單的單通道遙控器，可直接產(chǎn)生一個(gè)控制功能的震蕩頻率，再通過(guò)紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去。紅外接收部分紅外接

11、收部分圖 1.2 方案一紅外接收部分示意圖當(dāng)紅外接收頭接收到控制頻率時(shí)，由一個(gè)電路對(duì)其進(jìn)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)電路方案二：（利用紅外遙控開關(guān)電路）用單片機(jī)制作一個(gè)紅外電器遙控器，可以分別控制 5 個(gè)電器的電源開關(guān)。 紅外發(fā)射部分：紅外發(fā)射部分：圖 1.3 方案二紅外發(fā)射部分示意圖當(dāng)按下遙控按鈕時(shí)，單片機(jī)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：圖 1.4 方案三紅外接收部分示意圖產(chǎn)生振蕩頻率紅外發(fā)射紅外接收解調(diào)控制受控電器單片機(jī)按鍵控制紅外發(fā)射單片機(jī)顯示紅外接收受控電器電源開關(guān)- 3 - / 23當(dāng)紅外接收器接收到控制脈沖后，經(jīng)單片機(jī)處理由顯示

12、設(shè)備顯示出當(dāng)前受控電器的序號(hào)。 方案比較方案比較綜上所述通過(guò)比較三套方案，方案一未采用單片機(jī)控制，功能過(guò)于單一，僅能對(duì)一路電器進(jìn)行簡(jiǎn)單的遙控；方案二的紅外線發(fā)射/接收控制電路采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。第二章第二章 紅外遙控控制原理紅外遙控控制原理紅外遙控就是把紅外線作為載體的遙控方式。由于紅外線的波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于無(wú)線電波的波長(zhǎng)，因此在采用紅外遙控方式時(shí)，不會(huì)干擾其他電器的正常工作，也不會(huì)影響臨近的無(wú)線電設(shè)備。同時(shí)，由于采用紅外線遙控器件時(shí)，工作電壓低，功耗小，外圍電路簡(jiǎn)單，因此它在日常工作生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接

13、收兩個(gè)部分。遙控發(fā)射具有鍵盤矩陣，每按下一個(gè)鍵，即產(chǎn)生具有不同的編碼數(shù)字脈沖，這種代碼指令信號(hào)調(diào)制在38kHz 的截波上，激勵(lì)紅外光二級(jí)管產(chǎn)生具有脈沖串的紅外波，通過(guò)空間的傳送到受控機(jī)的遙控接收器。在接收過(guò)程中，紅外波信號(hào)通過(guò)光電二級(jí)管轉(zhuǎn)換為38kHz 的電信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、檢波、整形、解調(diào)、送到解碼與接口電路，從而完成相應(yīng)的遙控功能。編碼和調(diào)制鍵盤放大解調(diào)解碼單片機(jī)紅外遙控器一體化紅外接收頭圖 2.1 紅外遙控原理圖發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極- 4 - / 23管；由于其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(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是

14、可見(jiàn)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(zhǎng)為 940nm 左右，外形與普通 5 發(fā)光二極管一樣，只是顏色不同（如圖 2.1） 。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、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(wàn)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(cè)定，而業(yè)余條件下只能用拉鋸法來(lái)粗略判判定2。圖 2.2 紅外發(fā)光二極管接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管（如圖 2.2） 。在實(shí)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(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外發(fā)光

15、二極管一般有圓形和方形兩種2。- 5 - / 23圖 2.3 紅外接收二極管由于紅外發(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(hào)比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。前些年常用pc1373H、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(hào)不同而不盡一樣，可參考廠家的使用說(shuō)明。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼

16、屏蔽，使用起來(lái)如同一只三極管，非常方便。但在使用時(shí)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(lái)決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以 455kHz1237.9kHz38kHz。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(lái)決定。紅外通信是利用 950nm 近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體 ，即通信信道。紅外通信的基本原理是發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。常用的有通過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制 PWM（P

17、ulse-width modulation）和通過(guò)脈沖串之間的時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制 PTM(Pulse-time modulation)兩種方法 。簡(jiǎn)而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。通常發(fā)送端采用脈時(shí)調(diào)制（PTM）方式，將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制成某一頻率的脈沖序列，并驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去；接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出 。對(duì)于發(fā)送端來(lái)說(shuō)，當(dāng)無(wú)紅外脈沖發(fā)射時(shí)，發(fā)送的是二進(jìn)制數(shù)據(jù) 1；而有紅外脈沖發(fā)射時(shí)發(fā)送

18、的是二進(jìn)制數(shù) 0。而對(duì)于接收端來(lái)說(shuō)，沒(méi)有接收到紅外光，則認(rèn)為是 1；接收到則認(rèn)為是 0。相比之下，96 年發(fā)布的 FIR 不再依托 UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用異步收發(fā)器） ，其最高通訊速率有了質(zhì)的飛躍，可達(dá)到 4Mbps 的水平 。FIR 采用了全新的 4PTM 調(diào)制解調(diào)，即通過(guò)分析脈沖的相位來(lái)辨別所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，每 2 個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位有 4 種狀態(tài)，把每個(gè)位分為4 個(gè)相，脈沖出現(xiàn)不同的相位上表示兩位數(shù)據(jù)的不同狀態(tài)。4- 6 - / 23第三章第三章 紅外遙控器的硬件系統(tǒng)紅外遙控器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3.13.1 所需

19、要的器件與選擇所需要的器件與選擇3.1.13.1.1 顯示器件的選擇顯示器件的選擇在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,使用的顯示器主要有 LED(發(fā)光二極管)和LCD(夜晶顯示器)。這兩種顯示器成本低廉，配置靈活，與單片機(jī)接口方便。但是他們也是各有特點(diǎn)的：LED 接口非常簡(jiǎn)單，不需要專用的驅(qū)動(dòng)程序，在設(shè)計(jì)程序時(shí)也非常的簡(jiǎn)單；LCD 顯示的字比較豐富，也比較清楚，給人的感覺(jué)很好，但是他接口復(fù)雜，且要自己造字庫(kù)，難度不小。對(duì)于萬(wàn)用表來(lái)說(shuō)，在配置一些指示燈的前提下，只顯示數(shù)字就夠了，故沒(méi)必要采用 LCD，用 LED 就夠了3.1.23.1.2 按鍵控制方式的選擇按鍵控制方式的選擇由于本設(shè)計(jì)所控制的電器數(shù)目較少，所以

20、不用外接擴(kuò)充鍵盤，直接使用單片機(jī)上的接口，直接使用 8 個(gè)點(diǎn)觸式開關(guān)即可。3.23.2 電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)用單片機(jī)制作一個(gè)紅外電器遙控器，可以同時(shí)分別控制 5 個(gè)電器的電源開關(guān)。3.2.13.2.1 紅外遙控發(fā)射器遙控方式紅外遙控發(fā)射器遙控方式本遙控發(fā)射器采用碼分制遙控方式， “碼分制”是對(duì)信號(hào)進(jìn)行正交編碼，利用數(shù)學(xué)上的正交特性區(qū)別不同信號(hào)，在頻率上、時(shí)間上和空間上不分割，接受端根據(jù)相應(yīng)的“碼型”來(lái)識(shí)別和選擇所需的信號(hào)。碼分制紅外遙控就是指令信- 7 - / 23號(hào)產(chǎn)生電路以不同的脈沖編碼（不同的脈沖數(shù)目與組合）代表不同的控制指令。當(dāng)不同的指令鍵被按下時(shí)，指令信號(hào)電路產(chǎn)生不同脈沖編碼的指令信號(hào)，

21、也就是進(jìn)行編碼，然后經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制，變?yōu)榫幋a脈沖編碼脈沖調(diào)制信號(hào)，再由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號(hào)5。整體過(guò)程如下：圖 3.1 碼分制遙控方式示意圖3.2.23.2.2 發(fā)射電路的設(shè)計(jì)發(fā)射電路的設(shè)計(jì)本發(fā)射電路采用一個(gè) 12M 的晶體振蕩器，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)受控開關(guān)的脈沖頻率，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射出去。單片機(jī)第 9 腳（RST）所接的是一個(gè)最簡(jiǎn)單的 RC 上電復(fù)位電路。P3.5 接一個(gè)三級(jí)管發(fā)光二級(jí)管利用紅外光為介質(zhì)，將控制信以紅外光脈沖的形式發(fā)射出去，由接收電路再進(jìn)行放大，解調(diào)，信號(hào)還原。晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，本設(shè)計(jì)采用的是一個(gè) NPN 型的三級(jí)管 9013，為了得到更大的放大

22、倍數(shù)，采用了類似共射級(jí)接法。因?yàn)閺?p3.5口出來(lái)的為高電壓，而三級(jí)管 9013 不能承受此電壓，所以采用了一個(gè)阻值較大的電阻來(lái)起分壓作用，從而緩沖了加到三級(jí)管上的電壓。3.2.33.2.3 發(fā)射電路原理圖發(fā)射電路原理圖下圖為該系統(tǒng)遙控發(fā)射器電路原理圖，其中第 1 腳至第 5 腳接 5 個(gè)點(diǎn)觸式的開關(guān)，用來(lái)遙控電器電源開關(guān)，第 9 腳為單片機(jī)的復(fù)位腳，采用簡(jiǎn)單的 RC 上復(fù)位電路，15 腳作為紅外線遙控碼的輸出口，用于輸出 40kHz 載波編碼，18,19 腳接 12MHz 晶振56。指令鍵指令編碼調(diào)制驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射- 8 - / 23圖 3.2 發(fā)射電路電路圖3.2.43.2.4 紅外遙控接收

23、器接收方式紅外遙控接收器接收方式圖 3.3 接收器接收方式示意圖由上述可見(jiàn)，紅外遙控系統(tǒng)中的指令信號(hào)與檢出電路，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(guò)程，因?yàn)榇a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(huì)對(duì)接收電路造成干擾，產(chǎn)生誤動(dòng)作，系統(tǒng)的抗干擾能力與可靠性就難以保證。12133.2.53.2.5 接收電路原理圖接收電路原理圖以下是為該系統(tǒng)的遙控接收器電原理圖。第 1 至 8 接數(shù)碼管，用來(lái)顯示被控電器開關(guān)的序號(hào)，顯出數(shù)字 0 至 5。第 35 至 39 口接作為 5 個(gè)電器的電源控紅外接收前置放大解調(diào)指令解碼驅(qū)動(dòng)執(zhí)行- 9

24、- / 23制輸出，后接繼電器，此處是實(shí)現(xiàn)控制電器開關(guān)的主要。當(dāng)有輸出電流的時(shí)候，電流通過(guò)繼電器，繼電器檢測(cè)到電流后開啟功能，對(duì)應(yīng)的電器電源接通。同時(shí)電流流過(guò)發(fā)光二極管，二極管發(fā)光，我們就可以知道控制是否成功。第 10 腳為50Hz 交流市電相位基準(zhǔn)輸入，第 12 腳為中斷輸入口，第 11 腳用于接收紅外遙控碼輸入信號(hào)5611。圖 3.4 接收電路電路圖3.33.3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方法系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方法3.3.13.3.1 遙控碼的編碼格式遙控碼的編碼格式該遙控器采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的碼，最小為 2 個(gè)脈沖，最大為 9 個(gè)脈沖，為了使接收可靠，第一位碼寬為 3ms，其余為 1m

25、s，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于 10ms，如下圖所示：第 11 腳輸出編碼波形48。- 10 - / 23電器0遙控輸出碼電器1遙控輸出碼電器4遙控輸出碼圖 3.5 第 10 腳輸出編碼波形3.3.23.3.2 遙控碼的發(fā)射遙控碼的發(fā)射當(dāng)某個(gè)被控電器的電源開關(guān)被按下時(shí)，單片機(jī)先讀出鍵值，然后根據(jù)鍵值設(shè)定遙控碼的脈沖個(gè)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)射電路的第 15 腳的輸出調(diào)制波如下圖所示48： 第15腳輸出編碼波形圖 3.6 第 15 腳輸出編碼波形3.3.33.3.3 數(shù)據(jù)幀的接收處理數(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(shí)，第一位碼的低電平將啟動(dòng)中斷程序，實(shí)時(shí)接收

26、數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時(shí)，將對(duì)第一位(起始位)碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證.若第一位低電平碼的脈寬小于 2ms，將作為錯(cuò)誤碼處理。當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于 3ms 時(shí)，結(jié)束接收,然后根據(jù)累加器 A 中的脈沖個(gè)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48。- 11 - / 23 10ms第一位3ms1ms停止位1ms圖 3.8 紅外線接收器的一幀遙控碼波形圖第四章第四章 紅外遙控器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)紅外遙控器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 12 - / 234.14.1 遙控發(fā)射部分遙控發(fā)射部分圖 4.1 遙控發(fā)射主程序上圖是遙控發(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。 NY圖 4.2

27、 掃鍵過(guò)程流程圖掃鍵過(guò)程：首先判斷控制鍵是否按下，若有控制鍵按下則進(jìn)行逐行掃描，按照 P 口值查找鍵號(hào)，最后按照鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序如下所示。開始 初始化調(diào)用鍵掃描處理子程序掃鍵開始鍵按下？逐行掃描，按 P口值查鍵號(hào)按鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序返回發(fā)射開始裝入發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)（R1）發(fā) 3ms 脈沖停發(fā) 1ms（R1）-1=0發(fā) 1ms 脈沖停發(fā) 1ms返回- 13 - / 23Y N圖 4.3 紅外信號(hào)發(fā)射程序紅外信號(hào)發(fā)射過(guò)程：首先裝入發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)(發(fā)射時(shí)為 3ms 脈沖，停發(fā)時(shí)為1ms 脈沖)，此時(shí)若發(fā)射脈沖個(gè)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

28、結(jié)束整個(gè)發(fā)射過(guò)程。在實(shí)踐中，采用紅外線遙控方式時(shí)，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(méi)有角度影響。4.24.2 遙控接收部分遙控接收部分開始初始化按顯示數(shù)據(jù)設(shè)定控制脈沖延時(shí)值P3.1=0?調(diào)延時(shí)程序P2.0 至 P2.4口輸出控制脈沖- 14 - / 23NY圖 4.4 遙控接收部分主程序遙控接收部分的主程序與初始化與延時(shí)過(guò)程如上：首先初始化，然后按照顯示數(shù)據(jù)設(shè)定控制脈沖延時(shí)值，看 P3.1 口的脈沖是否為 0，若不為 0 則調(diào)入延時(shí)程序，此時(shí) P2.7 口輸出控制脈沖然后返回；若為 0 則直接返回。N中斷開始低電平脈寬2ms接收并對(duì)

29、低電平脈沖計(jì)數(shù)高電平脈寬3ms？按脈沖個(gè)數(shù)至對(duì)應(yīng)的功能程序中斷返回- 15 - / 23YNY圖 4.5圖 4.5 中斷過(guò)程程序中斷過(guò)程：首先判斷低電平脈寬度是否大于 2ms,若脈寬不到 2ms，則中斷返回；若低電平大于 2ms，則接收并地低電平脈沖計(jì)數(shù)，接下來(lái)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(jì)數(shù)過(guò)程；若高電平脈寬大于 3ms，則按照脈沖個(gè)數(shù)至對(duì)應(yīng)功能程序.此時(shí)中斷返回。4610第五章第五章 設(shè)計(jì)調(diào)試設(shè)計(jì)調(diào)試控制電路板的安裝與調(diào)試在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)中占有重要位置，它是把理論- 16 - / 23付諸實(shí)踐的過(guò)程，也是把紙面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變位實(shí)際產(chǎn)品的必經(jīng)階段。對(duì)試驗(yàn)

30、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。本設(shè)計(jì)常用的調(diào)試儀器有：萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器等。5.15.1 調(diào)試前不加電源的檢查調(diào)試前不加電源的檢查對(duì)照電路圖和實(shí)際線路檢查連線是否正確，包括錯(cuò)接、少接、多接等；用萬(wàn)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(wú)短路，連接處有無(wú)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(hào)源連線是否正確；電源端對(duì)地是否存在短路（用萬(wàn)用表測(cè)量電阻） 。經(jīng)過(guò)上述檢查，我們發(fā)現(xiàn)我們所設(shè)計(jì)的電路存在錯(cuò)接和連接處不良接觸的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)細(xì)心的檢

31、查后，解決了上述的一些電路上的問(wèn)題。5.25.2 靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試斷開信號(hào)源，把經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量的電源接入電路，用萬(wàn)用表電壓檔監(jiān)測(cè)電源電壓，觀察有無(wú)異?，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；我們的電路在此項(xiàng)測(cè)試中如無(wú)異常情況，接著我們又分別測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓，如靜態(tài)工作點(diǎn)、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，結(jié)果有個(gè)別電路不符，經(jīng)過(guò)調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件，使電路最終工作在合適的工作狀態(tài)；對(duì)于放大電路我們還用示波器觀察是否有自激發(fā)生。結(jié)果一切正常。5.35.3 動(dòng)態(tài)檢測(cè)與調(diào)試動(dòng)態(tài)檢測(cè)與調(diào)試動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試

32、的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號(hào)源，并循著信號(hào)的注射逐級(jí)檢測(cè)各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，如必要，要對(duì)電路參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要設(shè)法找出原因，排除故障，繼續(xù)進(jìn)行。我們所設(shè)計(jì)的遙控器電路是采用碼分制遙控方式，我們用示波器對(duì)發(fā)射電路輸出端與接收電路輸入端的信號(hào)波型的進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下不同的開關(guān)按鈕時(shí)所顯示的波型是不同的。這說(shuō)明了此電路是工作在正常狀態(tài)的。5.45.4 調(diào)試注意事項(xiàng)調(diào)試注意事項(xiàng)經(jīng)過(guò)我們自己動(dòng)手調(diào)試電路。我們從問(wèn)題之中總結(jié)出來(lái)一些常用電路調(diào)試的注意事項(xiàng)。（1）正確使用測(cè)量?jī)x器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連- 17 -

33、/ 23接；（2）在信號(hào)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(shí)要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測(cè)量時(shí)應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。（3）測(cè)量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗。（4）測(cè)量?jī)x器的帶寬必須大于被測(cè)量電路的帶寬。（5）正確選擇測(cè)量點(diǎn)和測(cè)量。（6）認(rèn)真觀察記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。（7）出現(xiàn)故障時(shí)要認(rèn)真查找原因。第六章第六章 結(jié)論結(jié)論本篇設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了基于單片機(jī)的紅外遙控開關(guān)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)；分析了紅外遙控技術(shù)的原理，清晰的總結(jié)出紅外發(fā)射電路和接收電路的工作原理和技術(shù)要求。并針對(duì)其特點(diǎn)，采用脈沖個(gè)數(shù)編碼方法，通過(guò)設(shè)定碼寬和遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔，成功解決了數(shù)據(jù)幀接收時(shí)的可靠問(wèn)題。- 18 - / 23其次，本設(shè)計(jì)在對(duì)現(xiàn)有紅外遙控技術(shù)的大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了運(yùn)用先進(jìn)的單片機(jī)系統(tǒng)制作多功能紅外遙控器，使其在原有控制多個(gè)電器開關(guān)的基礎(chǔ)上，增加了對(duì)電燈進(jìn)行亮度的調(diào)光控制的功能，使得本次設(shè)計(jì)的紅外遙控開關(guān)更加的有實(shí)用性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，在有效距離（8m 以）里我們成功的對(duì) 5 個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行了開關(guān)控制，LED 上的顯示隨著受控開關(guān)變化正常。由于先前進(jìn)行了嚴(yán)格的器件的挑選，整個(gè)紅外遙控器系統(tǒng)的靈敏度、測(cè)量精度、穩(wěn)定性都有不錯(cuò)的表現(xiàn)，