电机转速红外遥控系统教材Word格式文档下载.docx
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遥控接收电路中的AT89S52单片机，采用5V的直流电源供电，当红外线接收器接收到红外编码信息后，便进行信息的解码，将解码信息送到单片机，单片机通过辨认取出有效的信息，在过零检测电路给主芯片提供一个标准的零电压起点后，发出相应的移相角脉冲，由其控制可控硅导通角的大小，从而控制电机的转速，在控制转速的同时，单片机发出脉冲控制LED灯的亮/灭来显示相应的档位。
关键词：
单片机，红外编码与解码，过零检测，移相角，交流电机控制
DESIGNOFMOTORSPEED
INFRAREDREMOTE-CONTROLSYSTEM
ABSTRACT
TheappliedsystemoftheMCUusesthenumberofencoderpulsesbyinfraredremotecontrolandsoftwaredecoderwithMCUtoachievetoexchangeamotortoopen,stopandspeedcontrol.ThemaincontrolchipistheMCUofAT89C2051,thenumberofkeydeterminestheencodingformatofinfraredpulse;
TheMCUofAT89S52producesphase-shiftedpulsetocontroltheSCR,withthephaseanglechanging,itcanchangetheconductionangle,sothattheACmotorspeedischanged.Firedbyremotecontrol,remotecontrolreceivingsystemandmotorcontrolofthreeparts.
ThedesignofremotecontroltransmittercanbecompletedbytheMCUofAT89C2051,itisusuallyinalow-poweridlestandbymode,onceanybuttonwaspressed,itwillwakeuptheMCUandenterthestateofthenormalworkbytheinterruption,thentheMCUcollectsthebuttoninformationandsentoutthecodingtosearchthekeyboard,withthenumberofkeysbyinquiringhelp,itcancontroltheinfraredtransmittertubetosendoutthepulse,afterthattheMCUwillenterthelow-poweridlestateagain.
TheMCUofAT89S52intheremotecontrolreceivercircuitissuppliedbytheDC5Vpower,whentheinfraredreceiverreceivestheinformationofinfraredencoded,thenthedecoderofinformationwillbedecodedandsenttoMCU,theMCUwillpickouttheeffectiveinformation,afterthattheMCUsendsoutthesuitablephase-shiftedpulsewhenthecircuitofzero-crossingdetectionprovidesastandardstartingpointofzerovoltagetothemainchip,itcanchangetheconductionangleofSCR,sothatitcancontrolthemotor’sspeed,whileitcontrolsthespeed,MCUsendsoutthepulsetocontroltheLED‘sonorofftoshowthestalls.
KEYWORDS：
MCU,Infraredencodinganddecoding,Zero-crossingdetection,Phase-shiftingangle,ACmotorcontrol
目 录
符号说明
U---电压，V
I---电流，mA
If---正向工作电流，mA
Ip---正向峰值电流，mA
Uf---正向压降，V
IRD---发光二极管
VI---普通二极管
Ic---普通三极管最大集电极电流
Vcc---电路高电平，V
Vdd---电路低电平，V
C---电容
前 言
随着科学技术的发展，人们生活的节奏越来越快，对方便，快捷的要求也随之增高！
遥控器的出现，在一定程度上满足了人们这个要求。
无线遥控技术日益被用于生活和生产过程中，这样可以使人们在日常生活中更容易地操作家用电器以及在工业生产中远离危险的生产环境。
20世纪70年代红外遥控作为一种远程控制技术不断发展起来，其原理是利用红外线来传递控制信号，实现对控制对象的远距离控制。
众所周知，无线遥控有很多种传输方式，为什么要采用红外光作为遥控光源呢[1]?
具体原因如下：
目前采用的红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76--1.5µ
m。
可见光的波长在0.38um~0.76um之间，而红外线的波长在0.76um~1000um之间，是不可见光。
用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件（红外发光管）与红外接收器件（光敏二极管、三极管及光电池）的发光与受光峰值波长一般为0.8um~0.94um，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。
此外，红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计家用电器的红外线遥控器[2]时，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。
由于红外线为不可见光且红外光波长远小于无线电波的波长，因此对环境影响很小，也不会影响其他家用电器和临近的无线电设备。
但是，近年来，由于各式各样的家用电器走进千家万户，比如电视机、DVD、录像机、数字投影仪等，因此经常需要同时使用多种遥控器[3]，而不同的设备遵循的红外传输规约也不尽相同，这些都给使用者带来了诸多的不变。
本文的设计正是利用单片机的控制指令对不同的设备进行控制，因而可以方便快捷的实现红外遥控电路的控制功能。
本单片机遥控编码及解码方案适合一切红外遥控系统，是自行设计带遥控功能控制系统的首选方案。
发射系统中采用的AT89C2051单片机一般都处于低功耗空闲状态，一旦有键按下，就会通过中断唤醒单片机，进行键盘查询，并且查询的键号控制红外管发射电路发射相应的脉冲，发射完毕后再进入低功耗空闲状态。
接收控制系统中的AT89S52单片机接收来自红外线接收器解码发出的信息，在交流过零检测电路的控制下，发出相应的移相角脉冲，从而改变可控硅的导通角，进而控制电机的转速。
本系统是采用单片机进行编码和解码的遥控系统，可以根据应用场合的不同，只需通过简单的程序升级便可以改变信号编码解码方式及功能设置方式，适合一切红外遥控系统，极大的扩展了红外遥控系统的应用范围。
此外，本系统在设计时还充分考虑了环保节能的理念，通过利用AT89C2051单片机低功耗空闲状态，减少不必要的电能损耗，积极响应了世界环保组织节能环保、和谐发展的号召。
第1章绪论
§
1.1红外技术概况
自从1800年英国天文学家F·
W·
赫歇尔发现红外辐射[4]至今，红外技术的发展经历了将近两个世纪。
从那时开始，红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展，但发展比较缓慢，直到1940年前后才真正出现现代的红外技术。
当时，德国研制成硫化铅和几种红外透射材料，利用这些元、部件制成一些军用红外系统，如高射炮用导向仪、海岸用船舶侦察仪、船舶探测和跟踪系统，机载轰炸机探测仪和火控系统等等。
其中有些达到实验室试验阶段，有些已小批量生产，但都未来得及实际使用。
此后，美国、英国、前苏联等国竞相发展。
特别是美国，大力研究红外技术在军事方面的应用。
目前，美国将红外技术应用于单兵装备、装甲车辆、航空和航天的侦察监视、预警、跟踪以及武器制导等各个领域。
1.2红外技术的发展
1800年，F·
赫歇尔[5]发现红外辐射时使用的是水银温度计，这是最原始的热敏型红外探测器。
1830年以后，相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热计等。
在1940年以前，研制成的红外探测器主要是热敏型探测器。
19世纪，科学家们使用热敏型红外探测器，认识了红外辐射的特性及其规律，证明了红外线与可见光具有相同的物理性质，遵守相同的规律。
它们都是电磁波之一，具有波动性，其传播速度都是光速、波长是它们的特征参数并可以测量。
20世纪初开始，测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱，证明了红外技术在物质分析中的价值。
30年代，首次出现红外光谱代，以后，它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。
40年代初，光电型红外探测器问世，以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器，其性能优良、结构牢靠。
50年代，半导体物理学的迅速发展，使光电型红外探测器得到新的推动。
到60年初期，对于1～3、3～5和8～13微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。
在同一时期内，固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展，使红外技术在军、民两用方面都得到了广泛的应用。
60年代中叶以来，红外探测器和系统的发展体现了红外技术的现状及发展方向。
在1～14微米范围内的探测器已从单元发展到多元，从多元发展到焦平面阵列。
随着红外技术的发展，红外探测器的工作波段已扩展到中红外和远红外，红外探测系统也从单波段向多波段发展，并趋于轻小型化方向发展。
1.3红外遥控的发明与应用
1898年一个叫尼古拉·
特斯拉（NikolaTesla）（1856-1943）的发明家[6]（他曾经为爱迪生工作，同样被誉为天才发明家）发明出第一个遥控器。
最早用来控制电视的遥控器是美国一家叫Zenith的电器公司（这家公司现在被LG收购了），在1950年代发展出来的。
一开始是有线的。
1955年，该公司发展出一种被称为“Flashmatic
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