通用型电视遥控器的设计Word格式.docx
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单片机原理及应用A课程设计
设计题目:
通用型电视遥控器的设计
完成期限:
自2014年7月7日至2014年7月12日共1周
设计依据、要求及主要内容(可另加附页):
一、课程设计的目的
1、进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。
2、掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性,控制方法。
3、通过课程设计,掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术。
4、通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5、通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,了解开发一单片机应用系统的全过程,为今后从事相应打下基础。
二、课程设计的基本要求
1、认真认识设计的意义,掌握设计工作程序,学会使用工具书和技术参考资料,并培养科学的设计思想和良好的设计作风。
2、提高模型建立和设计能力,学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。
3、提高独立分析、解决问题的能力,逐步增强实际应用训练。
4、课程设计的说明书要求简洁、通顺,计算正确,图纸表达内容完整、清楚、规范。
5、课程设计说明书封面格式要求见《天津城市建设学院课程设计教学工作规范》
附表1。
三、课程设计具体要求
1、要求每位同学独立完成设计任务。
2、原理图设计。
1)原理图设计要符合项目的工作原理,连线要正确。
2)图中所使用的元器件要合理选用,电阻,电容等器件的参数要正确标明。
3)原理图要完整,CPU,外围器件,扩器接口,输入/输出装置要一应俱全。
3、程序调计
1)根据要求,将总体项能分解成若干个子功能模块,每个功能模块完成一个特定的功能。
2)根据总体要求及分解的功能模块,确定各功能模块之间的关系,设直出完整的程序流程图。
4、设计说明书
1)原理图设计说明
简要说明设计目的,原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用,各器件的工作过程及顺序。
2)程序设计说明
对程序设计总体功能及结构进行说明,对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。
3)画出工作原理图,程序流程图如并给出相应的程序清单。
四、设计任务
用MCS-51系列单片机AT89C52代替专用遥控芯片的设计方案,通过软件模拟实现了电视机遥控编码的发射,并且达到“一器多用”。
指导教师(签字):
系(教研室)主任(签字):
批准日期:
2014年7月10日
摘要
随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高,各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。
传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路,这种方法虽然制作简单、容易,但由于功能键数及功能受到特定的限制,只实用于某一专用电器产品的应用,应用范围受到限制。
而采用单片机进行遥控系统的应用设计,具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。
本文介绍了一种用MCS-51系列单片机AT89C52代替专用遥控芯片的设计方案,通过软件模拟实现了电视机遥控编码的发射,并且达到“一器多用”。
综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识,应用红外光的优点。
遥控操作的不同,遥控发射器通过对红外光发射频率的控制来区别不同的操作。
遥控接收器通过对红外光接收频率的识别,判断出控制操作,来完成整个红外遥控发射、接收过程。
其优点硬件电路简单,软件功能完善,性价比较高等特点,具有一定的使用和参考价值。
关键词:
单片机红外遥控编码中断定时计数
目录
绪论1
一、单片机的产生和发展2
二、电视遥控器组成及原理3
2.1遥控技术原理3
2.2遥控器的组成及原理3
2.3红外通信技术原理4
三、单片机红外遥控器设计5
3.1单片机红外遥控发射器原理5
3.2单片机红外遥控接收器原理5
3.3系统硬件电路设计5
3.4独立式按键结构6
3.5遥控发射电路设计7
3.6遥控接收电路设计7
四、系统软件设计9
4.1遥控发射器程序设计9
4.2键盘扫描程序9
4.3定时器中断服务程序10
4.4遥控接收程序设计10
4.5程序清单11
总结16
参考文献17
绪论
为适应社会发展的需要,微型计算机不断的更新换代,新产品层出不穷。
在微型计算机的大家族中,几年来单片微型计算机异军突起,发展极为迅速。
单片微型计算机(Sing-ChipMicrocomputer)简称单片机。
它是在一块芯片上集成中央微处理器(CentralProcessingUnit,CPU)、随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM)、只读存储器(ReadOnlyMemory,ROM)、定时/计数器及I/O(Input/Output)接口电路等部件,构成一个完整的微型计算机。
它的特点是:
高性能,高速度,体积小,价格低廉,稳定可靠,应用广泛。
上世纪八十年代初,日本率先在电视产品中使用了红外遥控技术,目前已经在电视机上得到了广泛应用。
电视遥控器使用的是专用集成发射芯片来实现遥控码的发射,如东芝TC9012,飞利浦SAA3010T等。
这些芯片价格较贵,且相互之间采用的遥控编码格式互不兼容,所以各机型的遥控器通常只能针对各自的遥控对象而无法通用。
本文在试验验证的基础上,介绍了如何利用低成本的MCS-51系列单片机来实现遥控码的模拟发射,并实现遥控器的通用化。
万能遥控器的实现原理就是对芯片内部的存储器进行了扩展,先收集市场上可能存在的所有遥控器的编码,然后将这些编码存储在万能遥控器内部的芯片里,对这些编码根据电器的型号进行编号(也就是代码表),在实际使用时,根据电器的型号从代码表里找到编号,按照使用要求输入编号,就可以使用了。
万能遥控器并非万能,它和内部芯片中预先存储的编码有关。
一、单片机的产生和发展
单片机的发展史并不长,它的产生和发展与计算机的产生与发展大体同步,也经历了四个阶段。
第一阶段(1970年——1974年):
为4位单片机阶段。
这种单片机的特点是:
价格便宜控制功能强,片内含有多种I/O接口,有的根据不同用途还配有许多专用接口,有些甚至还包括A/D转换器、D/A转换、声音合成等电路。
丰富的I/O功能大大增强了四位单片机应用与录音机、摄像机、电视机、电冰箱、洗衣机、录像机和电子玩具等产品。
第二阶段(1974年——1978年):
为低中档8位单片机阶段。
它是8位单片机的早期产品,以Inter公司的MCS-48系列单片机为代表,这个系列的单片机在片内集成8位CPU、并行I/O口、8位定时/计数器、RAM和ROM等,中断处理较简单,片内RAM和ROM容量较小,且寻址范围不大于4KB。
第三阶段(1978年——1983年):
为高档8位单片机阶段。
这类单片机在低、中档基础上发展起来的,其性能有明显提高。
以Inter公司的MCS-48系列单片机为代表,在片内增加了串行接口,有多级中断处理系统,有16位定时/计数器,片内RAM、ROM容量增大,信纸范围可达64KB,有的片内带有A/D转换接口。
这类单片机功能强,应用领域广,是目前各类单片机中应用最多的一种。
第四阶段(1983年—现在):
为8位单片机巩固发展阶段及16位单片机、32位单片机推出阶段。
此阶段主要特点是:
一方面不断发展16位单片机、32位单片机及专用单片机。
16位单片机除CPU为16位外,片内RAM为232B,ROM位8KB,片内带有高速输入输出部件,多通道10位A/D转换部件,中断处理为8级,其实时处理能力强。
今年来,各个计算机厂家已进入高性能的32位单片机研制、生产阶段,32位单片机除了具有更高的集成度外,主振频率已达20MHz,这使32位单片机的数据处理速度比16位单片机快的多,性能比8位、16位单片机更加优越。
二、电视遥控器组成及原理
2.1遥控技术原理
通常电视遥控信号的发射,就是将某个按键所对应的控制指令和系统码(由0和1组成的序列),调制在32~56KHz范围内的载波上,然后经放大、驱动红外发射管将信号发射出去。
通常彩电遥控信号的发射,就是将某个按键所对应的控制指令和系统码(由0和1组成的序列),调制在32~56KHz范围内的载波上,然后经放大、驱动红外发射管将信号发射出去。
不同公司的遥控芯片,采用的遥控码格式也不一样。
在此较普遍的两种,一种是NEC标准,一种是PHILIPS标准。
本设计主要讲述NEC标准。
NEC标准:
遥控载波的频率为38KHz(占空比为1:
3);
当某个按键按下时,系统首先发射一个完整的全码,然后经延时再发射一系列简码,直到按键松开即停止发射。
简码重复延时108ms,每两个引导脉冲上升沿之间的间隔都是108ms。
一个完整的全码如图2.1所示。
其中,引导码高电平4.5ms,低电平4.5ms;
系统码8位,数据码8位,共32位;
数据0用“高电平0.5625ms+低电平0.5625ms”表示,数据1用“高电平0.5625ms+低电平1.6875ms”表示,如图2.2所示:
一个简码=引导码+系统码位0的反码+结束位(0.5625ms)高电平。
各部分码的作用:
引导码用来通知接收器其后为遥控数据。
系统码用来区分是哪一机型的数据,接收端依此来判断后续的数据是否为须执行的指令。
数据码用来区分是哪一个键被按下,接收端根据数据码做出应该执行什么动作的判断。
简码是在持续按键时发送的码。
它告知接收端,某键是在被连续地按着。
遥控数据传输系统的关键是数据传输的可靠性。
为了提高编码的可靠性,NEC标准规定系统码、数据码后分别接着传送一个同样的码或者反码,供误码校验用。
图2.1NEC标准下的主码表示
图2.2NEC标准下,数据0和1的表示
2.2遥控器的组成及原理
遥控器主要由形成遥控信号的微处理器芯片、晶体振荡器、放大晶体管、红外发光二极管以及键盘矩阵本单片机遥控应用系统采组成。
用红外线发射频率的不同,来识别不同的遥控功能。
当我们按下某一个按键的时候,由单片机识别出该按键后,由CPU向接有红外发射管的端口发射一定频率的脉冲,该脉冲与38KHz左右的载波脉冲进行调制,然后将已调制的脉冲进行缓冲放大,激励红外发光二极管将电能转化为光能,使得红外发光二极管发射出一定频率的红外线,当接收控制系统接收到该红外光后,由单片机内定时/计数器得到该红外光的频率,然后将该频率送往CPU,由CPU对该信号进行反编码,识别出控制信号,从而对控制电路实施控制功能。
完成整个遥控功能。
目前市场上一般采用的遥控编码及解码集成电路。
此方案具有制作简单、容易等特点,但由于功能键数及功能受到特定的限制,只适合用某一专用电器产品的应用,应用范围受到限制。
而采用单片机进行遥控系统的应用设计,具有编程灵活多样、操作码个数可随意设定等优点。
万