基于C51单片机的红外线解码Word格式文档下载.docx

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红外载波、编码电路设计要求：

单片机按时器精准产生38KHz红外载波；

依照操纵系统要求能对红外操纵指令信号精准编码并迅速发送。

红外解码电路设计要求：

精准接收红外信号，并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处置，最后输出信号；

对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。

设备扩展模块设计要求：

直流操纵交流；

抗干扰能力强；

反映迅速不产生误动作；

能经受大电流冲击。

第2节整体设计方案

方案论证

（一）单片机操纵器模块

方案一：

采纳目前比较通用的51系列单片机。

此单片机的运算能力强，软件编程灵活，自由度大，市场上比较多见价钱廉价且技术比较成熟容易实现。

方案二：

采纳16位单片机SPCE061A作为操纵核心。

与51单片机相较，SPCE061A具有加倍丰硕的资源，有32个可编程的I/O口，14个中断源。

但考虑到本设计没有效到如此多资源且价钱贵，市场比较少见，技术不稳固。

综合分析考虑，选择方案一。

（二）红外解码电路的比较

采纳单片机加专用解码芯片

其优势是软件设计简单，但增加了外围电路的设计，使得单片机的I/O口的减少无益于多路开关电路的扩展。

采纳单片机软件解码

其外围电路简练，空出的I/O口多，利于单片机扩展多路开关电路的设计，而编程就会复杂些。

依如实际情形进行选择，采纳方案二。

整体设计框图

通过上述方案的分析选择，得出系统硬件由以下几部份组成：

电视红外遥控器，51单片机最小系统，接收放大于一体集成红外接收头，数码管显示电路。

整体设计思路为：

依照扫描到不同的按键值转至相对应的ROM表读取数据。

确认设备及菜单项选择择键后89S512单片机从ROM读掏出来的值，依照数据处置要求从输出操纵脉冲与T0产生的38KHz的载波（周期是μs）进行调制，经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将操纵信号发送出去。

红外数据接收那么是采纳HS0038一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据搜集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前操纵指令的功能。

然后依照所得的指令去操作相应的用电器件工作，如图1-1所示。

红外传输

红外遥控器发

红外接收电路

89S52单片机

数码管显示

图1-1电路设计整体框图

第3节方案的可行性论证

有效性：

本系统具有实时性、灵活性、稳固性、和多功能同时操纵等优势，方便用户对多个设备进行操纵。

经济可行性：

关于有多个红外遥控家电的用户来讲，可通过识别已存储在ROM中的信号，实现以现有的单一红外信号，同时对任意红外遥控家用电器进行操纵，由于节约了实现操纵功能的多个遥控硬件，从而减少了用户的投资。

技术可行性：

单片机对数据进行处置，采纳一体红外接收头对红外信号放大、解码、信号输出显示。

整个系统的设计要求抗干扰能力强，避免误动作；

安装、操作简单，保护方便；

整体本钱低。

整体设计通过综合分析论证采取最优方案。

系统硬件由以下几部份组成：

红外遥控器，单片机最小系统，集成红外接收头，共阳数码管。

第2章红外解码硬件电路设计

第1节单片机及其硬件电路设计

单片机的介绍

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微操纵器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

利用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash许诺程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式操纵应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

AT89S52具有以下标准功能：

8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，2个数据指针，三个16位按时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，许诺RAM、按时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电爱惜方式下，RAM内容被保留，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

图2-1AT89S52引脚图

时钟电路及RC复位电路

AT89S52芯片内部有一高增益反相放大器，用于组成振荡器反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。

在XTAL1、XTAL2（第19、18引脚）两头接一个石英晶体振荡器，和两个电容就组成了稳固自激谐振电路。

晶振频率为，C12、C13是两个瓷片电容，与晶振Y2组成了自激谐振电路。

其电容的作用主若是对频率进行微调，一样取30～45pF左右。

利用该电路可产生稳固的频率，受外界的环境的干扰阻碍超级小。

其接法如图2-2所示：

图2-2晶振电路

复位是单片机初始化操作，其要紧功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元执行程序。

除进入系统的正常初始化之外，当程序运行犯错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱窘境，也需要按复位键从头启动。

复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。

本设计采纳了按键手动复位方式。

该复位电路如图2-3所示。

复位电路采纳了按键与上电复位。

上电与按键均能够有效复位。

上电刹时RST引脚取得高电平，单片机复位电路随着电容的C11的充电，RST引脚的高电平慢慢下降。

RST引脚的高电平只要能维持足够的时刻（2个机械周期），单片机就能够够进行复位操作。

按键复位是直接将高电平通过电阻R11、R10分压抵达RESET引脚，实现复位操作。

图2-3复位电路图

第2节红外遥控器电路

采纳TC9012芯片编码的遥控器

TC9012是一块用于东芝系列红外遥控系统中的专用发射集成电路，采纳CMOS工艺制造。

它可外接32个按键，提供8种用户编码，另外还具有3种双重按键功能。

TC9012的管脚设置和外围应用线路都进行了高度优化，以配合PCB的布图和低本钱的要求。

图2-4TC9012引脚图

低压CMOS工艺制造，低功耗超小静态电流，低工作电压，精简条指令码，8种用户编码可选择，TSOP-20、SOP20、COB可选的封装形式。

应用范围：

电视机、组合音响设备、录音卡座、VCD、DVD播放机。

红外发射电路

将脉冲编码信号调制在载波振荡器产生的载波上（也称脉码调制），然后用这脉码调制信号去驱动红外发光二极管，以发出通过调制的红外光波，其红外遥控系统电路如图2-5所示。

TC9012

（芯片编码）

38KHZ载波

驱动电路

调制

红外发射

控制盘

图2-5红外遥控系统电路框图

通常，红外遥控器将遥控信号（二进制脉冲码）调制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。

二进制脉冲码的形式有多种，其中最为经常使用的是PWM码（脉冲宽度调制码）和PPM码（脉冲位置调制码）。

前者以宽脉冲表示1，窄脉冲表示0。

后者脉冲宽度一样，可是码位的宽度不一样，码位宽的代表1，码位窄的代表0。

脉宽为、距离、周期为的组合表示二进制的“0”；

以脉宽为、距离、周期为的组合表示二进制的“1”。

如图2-6示。

本设计是以PPM码（脉冲位置调制码）对红外数据的发送进行论证。

图2-6指令脉冲图

遥控编码脉冲信号是由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。

引导码也叫起始码，由宽度为的高电平和宽度为的低电平组成（不同的红外家用设备在高低电平的宽度上有必然区别），用来标志遥控编码脉冲信号的开始。

如图2-7所示。

图2-7信号引导码图

系统码也叫识别码，它用来指示遥控系统的种类，以区别其它遥控系统，避免各遥控系统的误动作功能码也叫指令码，它代表了相应的操纵功能，接收机中的可依照功能码的数值完成各类功能操作。

系统反码与功能反码别离是系统码与功能码的反码，反码的加入是为了能在接收端校对传输进程中数据是不是产生过失。

脉冲位置表示的“0”和“1”组成的32位二进制码，前16位操纵指令，操纵不同的红外遥控设备。

而不同的红外家用电器又有不同的脉冲调控方式，后16位别离是8位的功能码和8位的功能反码。

串行数据码时序图如2-8所示。

图2-8串行数据码时序图

将要发送的指令脉冲编码信号调制在38KHz的载波上，能够增加信号的抗干扰能力，提高信号传输效率。

信号调制时序如2-9所示。

图2-9信号调制图

TC9012作为红外遥控器操纵核心，遥控编码脉冲信号是由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。

以PPM码（脉冲位置调制码）对红外数据调制在38KHz的载波上对外进行发射信号。

图2-10红外遥控器实物图

第3节红外接收显示电路

硬件电路组成有：

红外接收电路、电源电路、共阳数码管显示。

红外接收电路

HS0038是用于红外遥控接收的小型一体化接收头，集成红外线的接收、放大、解调，不需要任何外接元件，就能够完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和一般的塑封三极管大小一样，它适合于各类红外线遥控和红外线数据传输，中心频率。

接收器对外只有3个引脚：

OUT、GND、VCC与单片机接口超级方便。

图2-11HS0038实物图

1脚接电源（+VCC），2脚GND是地线（0V），3脚脉冲信号输出，经非门U6缓冲与P24的判定信号进行逻辑与使得进入INT0的信号恰好是红外数据发射电路输出端P25的相反相信号，只要检测到INT0信号下降沿从而测出操纵指令的功能。

图2-12HS0038内部结构工作流程

HS0038接收原理：

红外线接收是把遥控器发送的数据（已调信号）转换成必然格式的操纵指令脉冲（调制信号、基带信号），是完成红外线的接收、放大、解调，还原成发射格式（高、低电位恰好相反）的脉冲信号。

这些工作通常由一体化的接收头来完成，输出TTL兼容电平。

最后通过解码把脉冲信号转换成数据，从而实现数据的传输。

图2-13是一个红外线接收电路框图。

放大电路

调制电路

红外接收

AT89S52

（指令译码）

图2-13红外接收及操纵电路框图

本设计的核心部份在于红外接收及数码管显示。

其中红外数据接收是对红外二进制脉冲的宽度进行测量，从而取得红外遥控的脉冲信息。

采纳外部中断成了理所固然的选择，外部中断只有低电平和下降沿触发两种方式，这就使得单片机只能一次性对脉冲的高电平或低电平进行测量，而连续串的脉冲是不可能分开多次测量的，因此，为