毕业论文-基于单片机的电器遥控器设计.doc

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毕业设计（论文）

题目：

基于单片机的电器遥控器设计

学生姓名：

学号：

所在学院：

专业班级：

届别：

指导教师：

目录

前言 2

1控制信息的传递方式 2

1.1无线电遥控方式 2

1.2红外遥控方式 3

1.3wifi方式 3

1.4ZigBee方式 3

1.5方式选择 4

2总体设计方案 4

2.1方案一：

最简红外遥控电路 4

2.2方案二：

红外遥控开关电路（简单控制） 4

2.3方案三：

利用红外遥控开关电路（复杂控制） 5

2.4方案比较 6

3硬件部分设计 6

3.1单片机的选择 6

3.2显示器的选择 7

3.3调光器的选择 7

3.4按键的选择 7

3.5红外发射管与接收头的选择 7

3.6电路设计 8

4软件部分设计 13

4.1遥控码的信息协议 13

4.2程序设计 15

5最后总结 18

6主要参考文献 19

皖西学院2014届本科毕业设计（论文）

基于单片机的电器遥控器设计

摘要：

遥控，即控制对象的远程控制，使其根据指令执行动作。

而如今随着科技的飞速发展遥控控制在生产生活中起到了越来越重要的作用。

小到日常生活中的电器控制，大到工业上高危高险作业的遥控以及航天科学上的卫星管控，这些都是遥控的现实应用。

基于单片机的遥控器设计采用AT89C51单片机为核心处理器，设计分为发射电路与接收处理电路2个部分。

发射端电路采用码分制的信息传输格式并通过红外线载体传递控制信号；接收端通过解码器解码识别发射端发射的红外信号再由单片机AT89C51输出相对应的控制电平控制受控的对象。

本设计是以单片机为核心设计的一种智能型红外遥控器，可以对发出的红外信号进行识别与处理。

关键词：

遥控器；单片机；红外信号；解码器

ElectricRemoteControlMicrocontrollerBasedDesign

Abstract:

remotecontrol,namelythecontrolledobjectremotecontroltooperateaccordingtoinstructions.Andnowwiththerapiddevelopmentofremotecontroltechnologyplaysanincreasinglyimportantroleintheproductionoflife.Smalleverydayelectricalcontrol,high-riskinsurancetolargeindustrialoperations,andsatelliteremotecontrolonspacescience,thesearetherealitiesofremoteapplications.Withthedevelopmentofelectronictechnologyusingsingle-chipmicroremotecontrolsystemisanimportantdirectionforfuturedevelopmentofthecontrolfield.Microcontroller-basedremotecontroldesignedusingAT89C51coreprocessors,designedintothetransmitterandreceivercircuitprocessingcircuittwoparts.Codetransmittercircuitusingthetransmissionformatofthesysteminformationandcontrolsignalstransmittedbyinfraredcarrier;receivingsidetransmitsaninfraredsignaldecodedbythedecodertoidentifythetransmittingendcorrespondingtothefurthercontrollevelforcontrollingthecontrolledobjectoutputfromthemicrocontrollerAT89C51.Thedesignisbasedonthedesignofamicrocontrollerasthecoreofintelligentinfraredremotecontrolthatcanbeemittedbytheinfraredsignalrecognitionandtreatment.

Keywords:

Remotecontrol;MCU;infraredsignal;decoder

前言

随着科技的不断发展以及人们生活水平的不断提高，越来越多的电器产品进入了寻常百姓的家中。

电器使人们的生活更加便捷舒适，而如今电器产品所着重的不仅仅是功能上的全面、能耗上的性价比还有操作上的便利。

智能化以及远程操控更是未来电器的发展方向。

如通过物联网技术用户可以在任意时间任意地点完成对联网电器的操作。

不过鉴于本人知识水平的限制，本设计只能通过红外遥的方式控制5个电器的开关，以及队一组LED灯光的明暗控制。

1控制信息的传递方式

1.1无线电遥控方式

无线电遥控电路比较复杂实现难度比较大，但是无线电的控制范围广，近从零点几米远则可以突破地球到达外太空！

无线电遥控发射电路模块是由电路广泛接受，当接收器接收由发射器控制电子开关的工作发射的无线电波。

因此，无线电波收发器和发送器的接收频率必须相同。

脉冲发射有调频、调幅、数字脉冲发射三种；从开关来说分有单通道遥控和多通道遥控。

由于无线电的使用可能会干扰和影响其他电子设备的工作，比如飞机在飞行中要求乘员关闭手机等无线通讯设备。

所以依据各国的无线电管理条列（如中华人民共和国无线电管理条例），无线电的使用被严格划分。

在不同的场合、不同的工作性质下都有专门的对无线电的频率、功率的约束。

国家也对于用无线电业余爱好者，留下了了特定的波段。

单纯从遥控的效果来说，无线电的发射功率、接收器件的接受灵敏度以及工作频率都是影响它的重要因素。

但是因为无线电的使用受到了管制（发射功率、工作频率），我们只能从提高接受灵敏度、加强电路抗干扰能力入手改进电路。

而这两点恰恰就是无线电遥控电路设计的重点。

并且用无线电传送控制指令还要有一定的安全性问题（指令的正确收发）。

因此为了达到设计要求在基础的收发电路之上我们就需要加入许多附加电路。

综上所述，使用无线电遥控本身实现复杂，并且无线电的使用受到了国家法律法规的约束。

因此对于本设计无论是成本上、实现难度上、以及设计本身的应用范围上来说使用无线电遥控都不是最佳选择，甚至都不是可选项。

1.2红外遥控方式

红外遥控是用红外线发光LED，发射波长940nm的红外不可见光，来传送信号。

发射端经过红外线发射LED发送红外线控制信号，信号被红外接收模块接受，并对信号进行译码而做出相匹配的控制动作完成遥控。

因为红外光谱中的可见光以外，所以抗干扰性的红外传输。

和基本性能用的红外光，而且不容易产生相互干扰的直线传播，是理想的信息载体的传播。

信息可以被调制的红外光透射，而长波红外波长小于无线电波，以便不干扰的红外线遥控器等电气设备，也不会影响到相邻的无线电设备。

再者，使用红外遥控器件时，工作电压低，功耗小，附加电路简单，对于本设计来说恰恰符合需求。

1.3wifi方式

Wifi无线网络，可为计算机，便携式设备（手机，平板）等终端以无线方式互相连接的技术。

不过本设计如果使用wifi传递控制信息，则遥控器端以及受控端要加装wifi模块。

虽然这样做加大了控制范围，但是成本上还是相对来说比较高昂。

1.4ZigBee方式

ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4GHz分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。

从上所述，ZigBee单纯的性能以及成本方面来考量似乎是最优的选择。

但是ZigBee在实际使用过程中还要考虑不同设备之间同时收发信息时设备之间的冲突问题。

而解决此问题可以考虑在设备之间的控制核心上编写一套简单的通信协议来处理信息冲突。

本设计中使用的是AT89C51单片机，在功能上就难以支持ZigBee复杂的信息传递，并且对此设计本身来说使用ZigBee来说成本还是过高。

1.5方式选择

对以上几种信息传递方式的对比与选择后，确定本设计使用红外遥控的方式对设备进行遥控。

红外遥控应用简单、成本低廉、控制范围基本能达到设计要求。

2总体设计方案

2.1方案一：

最简红外遥控电路

在仅仅需要控制单一受控目标的情况下，使用一般集成电路组成单通道红外遥控电路。

这种简单的控制电路并不需要专门配置译码器，所以成本比较低。

红外发射端示意图：

图2.1最简红外发射端

考虑到该程序是一个简单的单通道遥控器，可以直接产生一个合适频率再通过红外LED发射。

红外接收端示意图：

图2.2红外接收端

当红外接收端接收到控制频率时，由一个附加电路对其进行解调并产生相对应的控制功能。

2.2方案二：

红外遥控开关电路（简单控制）

红外线发射/接收电路均采用单片机来实现，输出控制方式可选择，实用性强。

红外发射端示意图：

图2.3简单红外发射端

当按下遥控按键时，单片机发出对应的控制脉冲，由红外LED发射出去。

红外接收端示意图：

图2.4简单红外接收端

当红外接收端接收到控制脉冲后，由控制方式选择开关模式是“互锁”还是单路控制，再由单片机处理以后，对相应的受控目标进行控制。

2.3方案三：

利用红外遥控开关电路（复杂控制）

使用单片机制作一个红外电器遥控器，可以控制最多5个电器的电源开关，和一个发光LED的开关，并且可以对发光LED的亮度进行调节。

红外发射端示意图：

图2.5复杂控制红外发端

按下相应的单片机控制脉冲的按钮，用红外发射出去。

红外接收端示意图：

图2.6复杂红外接收端

当控制接收通过微控制器发送的红外脉冲将解析到显示器上的控制对象的信息，并确定LED是否调光，调光，如果需要调光跳跃处理的调光电路的功能。

2.4方案比较

以上三套方案中，方案一功能简单过于单一，没有才用单片机控制，只能对一路电器进行简单的开关遥控；方案二和方案三的红外遥控发射器/接收器使用单片机电路，该电路比较简单，实用性强。

不过，方案二虽然实现了对多个电器的控制但是只能进行简单的开关变换，功能上来说还是比较单薄。

而方案三则不仅实现了多个电器的控制还能对LED进行亮度的调节。

所以相比较而言本设计使用方案三。

3硬件部分设计

3.1单片机的选择

本设计所采用的单片机选择用AT89C51来实现。

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是闪存2K字节微控制器的可擦可编程只读存储器。

单片机的EEPROM可