单片机遥控.docx
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单片机遥控
单片机红外遥控的设计
——南昌科技大学杜德钦
1．方案论证：
在现实生活中，随着技术的快速发展，自动化的程度越来越高；而在自动控制中，遥控控制成了不可缺少的一个部分，虽然现在有专门的编码遥控发送芯片，但本设计是基于AT89C51单片机的一种简易的遥控控制试验，用一块AT89C51单片机做发送模块用，主要是调制40KHz载波编码利用红外发送管，扫描键盘，通过相应的键值发出相应的脉冲数；用另一块AT89C51做接收处理器，解码并做出相应的处理；在本应用系统中主要以控制灯泡亮度控制为例。
2.系统硬件电路的设计：
单片机遥控应用系统电路分为遥控发送电路和接收电路
（1）遥控发送电路设计
a）详细电路图见后；
b）其中在原理图中：
P0口用着键盘扫描端口，利用矩阵式键盘有16个按键，分别有16个功能；第9脚是单片机复位脚，才用RC电路来实现上电复位；第15脚为红外线遥控码的输出口，用于输出40KHz载波编码，第18，19脚接12MHz晶振。
因为AT89C51单片机P0口内部不具有上拉电阻，所以要接上拉电阻。
c）AT89C51单片机
i.主芯片AT89C51内含8Kbflash存储器，256x8位内部RAM,两个定时器，使用5V电源供电，在发送电路中可以采用LV型，方便电池供电。
d）矩阵式键盘处理
I矩阵式键盘是用I/O口组成行列结构，用扫描方式来读取键码；
在这里是用P0口来扩展的，实现16个键盘。
（2）红外接收电路设计
a）详细电路图见后
b）在电路图中有电源电路，调光控制电路；交流电过电源检测电路；
c）我们把电灯的亮度分为7个档，同时用P1.0——P1.2作为数码管的二进制数据输出，显示数字0——7，采用4511集成硬件译码现实数值，以及P0.0——P0.7和P2.0——P2.6作为十五个电器的电源控制，接口可用继电器和可控硅。
d）本电路中P2.7为控制电灯的可调亮度。
P3.0为50H交流电相位基准输入，第12脚为中断输入口，P3.1用于接收红外遥控编码输入信号。
e）电源和交流电过零检测电路
f）开关及亮度控制电路
3.系统软件设计
1）遥控码的编码格式
遥控码采用脉冲个数编码个数编码，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；为了接收可靠，第一位脉宽为3ms，其余为1ms，遥控码数据帧间隔大于10ms，其编码图形如图所示：
编码1格式
编码2格式
2）遥控码的发送
当某个键按下时，单片机先读出键值，然后根据键值设定遥控码的个数，再调40khz方波有红外发光管发送出去。
P3.5端口的输出调波如下图所示
调光命令波形码
3）数据帧接收的处理
当红外接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的低电平将起动中断程序，实时接收数据，在接收数据帧是，将第一位（起始位）码的脉宽进行验证，若第一位的低电平的脉宽小于3ms将做错误处理，当间隔位的高电平脉宽大于3ms，作为接收到结束信号；，结束接收，再根据脉冲计数器中脉冲的个数来做出相应的处理，下图为红外接收头输出的一帧遥控码波形：
4.遥控发射及接收控制程序设计流程图
1）遥控发送器主程序，键盘扫描程序，遥控码发送程序流程图如下图所示：
2）遥控接收主程序，中断程序流程图如下所示：
5.调试及性能分析
1）调试
在调试过程中一般先进行系统硬件检查后进行软件调试，对遥控器的调试主要是用示波器来观察接收到的遥控编码波形，能否达到要求。
其次调整发射电阻的大小可以改变红外线发送距离，电灯的控制系统中通过对可控制硅的延时时间的调整，电灯按0~7共8个档次来调整亮度。
红外接收头应尽量安装在靠表面，以扩大接收的角度，不同厂家的遥控接收头的接收角度不一致，以选择确定；
2）性能指示
调试后性能指标测试如下：
1.最大遥控距离：
10m；
2.发射接收角：
水平最大900；
3.遥控器发射时工作电流：
20mA；
4.电灯最亮电压：
AC220;
5.电灯最暗电压：
AC10;
当采用红外接收时距离和角度等使用效果都将受到一定的限制；当采用调频或调幅接收时距离会远些，接收不受角度的影响。
本单片机遥控编码及解码方案一般的遥控电器控制系统中！
6.控制源程序
以c语言为例：
1）：
发送程序
/*********红外遥控发送AT89C5112MHz晶振***********/
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
#definekeyP0
sbithwout=P3^5;//红外输出脚
uchartemp1,m,n;
uchartemp=0;
/********1ms延时********/
voiddelay（uintt）
{
uchari,j;
for（i=0;ifor（j=0;j<120;j++）;
}
/*********初始化程序*******/
voidinit（）
{
IE=0x00;
IP=0x01;
hwout=0;
TMOD=0x020;
TH0=0xf3;
TL0=0xf3;
EA=1;
}
/*********定时器1中断***********/
voidtime1（）interrupt4
{
hwout=~hwout;
}
/********发送程序*********/
voidsend（m）
{
TR1=1;//40KHz发3ms
ET1=1;
delay（3）;
ET1=0;
TR1=0;
hwout=0;
for（n=0;n{
TR1=1;//40KHZ发1ms
ET1=1;
delay
（1）;
ET1=0;
TR1=0;
hwout=0;
}
delay（10）;
}
/**********键盘程序*********/
voidkeyscan（）
{
key=0xf0;
_nop_（）;
temp=key;
if（temp!
=0xf0）
{
delay（3）;//消抖
if（temp!
=0xf0）//确认是否有键按下
{
temp=key;
key=0x0f;
_nop_（）;
temp1=key;
temp=（temp&0xf0）|（temp1&0x0f）;//获取键码
delay（3）;
temp1=0;
while（temp1）//判断是否放开按键
{
key=0xf0;
_nop_（）;
temp1=key;
temp1^=0xf0;
}
switch（temp）//获取键值
{
case0x77:
m=1;
break;
case0xB7:
m=2;
break;
case0xD7:
m=3;
break;
case0xE7:
m=4;
break;
case0x7B:
m=5;
break;
case0xBB:
m=6;
break;
case0xDB:
m=7;
break;
case0xEB:
m=8;
break;
case0x7D:
m=9;
break;
case0xBD:
m=10;
break;
case0xDD:
m=11;
break;
case0xED:
m=12;
break;
case0x7E:
m=13;
break;
case0xBE:
m=14;
break;
case0xDE:
m=15;
break;
case0xEE:
m=16;
break;
default:
break;
}
send（m）;
}
}
}
/**************主程序************/
voidmain（）
{
init（）;
while
（1）
{
keyscan（）;
}
}
2）：
接收程序
/*********红外遥控接收AT89C5112MHz晶振***********/
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
#definedisoutP1
sbitpowerin=P3^0;
sbithwin=P3^1;
/////对应按键的处理位定义
sbitkey1=P0^0;
sbitkey2=P0^1;
sbitkey3=P0^2;
sbitkey4=P0^3;
sbitkey5=P0^4;
sbitkey6=P0^5;
sbitkey7=P0^6;
sbitkey8=P0^7;
sbitkey9=P2^0;
sbitkey10=P2^1;
sbitkey11=P2^2;
sbitkey12=P2^3;
sbitkey13=P2^4;
sbitkey14=P2^5;
sbitkey15=P2^6;
sbitpwm=P2^7;//灯光pwm控制
/////变量定义
uintkey;//定义一个红外脉冲计数变量
uchark;//定义一个记时变量判断是否为结束信号
uints=1;
/*************1ms延时*********/
voiddelay（uintt）
{
uinti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j<120;j++）;
}
/********初始化程序**********/
voidinit（）
{
EX0=1;
EA=1;
}
/********电灯调光程序*******/
voidtiaoguang（）
{
pwm=0;
delay
（1）;
pwm=1;
}
/********电灯调光延时程序*******/
voidloop（）
{
switch（disout&0x07）
{
case0:
{s=1;break;}
case1:
{s=2;break;}
case2:
{s=3;break;}
case3:
{s=4;break;}
case4:
{s=5;break;}
case5:
{s=6;break;}
case6:
{s=7;break;}
case7:
{s=8;break;}
default:
break;
}
}
/*******外中断红外接收程序******/
voidintt0（）interrupt0
{
EX0=0;
key=0;
if（hwin==0）
{
delay
（2）;
if（hwin==0）
{
while
（1）
{
while（hwin==0）;
key++;
k=0;
while（hwin==1）
{
delay
（1）;
k++;
if（k>2）
{
gotoloopout;
}
}
loopout:
switch（key）//对应键盘选择相应的处理
{
case2:
{key1=~key1;break;}
case3:
{key2=~key2;break;}
case4:
{key3=~key3;break;}
case5:
{key4=~key4;break;}
case6:
{key5=~key5;break;}
case7:
{key6=~key6;break;}
case8:
{key7=~key7;break;}
case9:
{key8=~key8;break;}
case10:
{key9=~key9;break;}
case11:
{key10=~key10;break;}
case12:
{key11=~key11;break;}
case13:
{key12=~key12;break;}
case14:
{key13=~key13;break;}
case15:
{key14=~key14;break;}
case16:
{key15=~key15;break;}
case17:
{//调光和档次选择
if（disout==0x00）
{
disout=0xff;
}
else
{
disout--;
}
loop（）;
;break;
}
default:
break;
}
}
}
}
}
/***********主函数***********/
voidmain（）
{
init（）;
loop（）;
P2=0xfe;
while
（1）
{
while（powerin==1）
{
delay（s）;
tiaoguang（）;
}
}
}
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