红外遥控器中英文外文翻译文献.docx
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红外遥控及芯片的设计
红外遥控及芯片介绍
WangHongmei
（TianjinTianboScience&TechnologyCo,LTD,Tianjin300072,China）
摘要：
从软、硬件方面，介绍基于单片机的红外线遥控器设计。
17
1引言
关键词：
单片机；红外线；无线遥控；红外线发射；红外线接收
人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为
0.38～0.46μm。
比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。
红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。
常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。
发射部分的主要元件为红外发光二极管。
它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。
目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通 5发光二极管相同，只是颜色不同。
红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。
判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：
用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。
红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。
接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。
在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。
红外接收二极管一般有圆形和方形两种。
由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。
前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。
最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。
成品红外接收头的封装大致有两种：
一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。
均有三只引脚，即电
源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。
红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。
成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。
但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。
红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz陶振来决定的。
在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。
也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。
红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。
由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。
由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。
因此，现在红外遥控在家用电器、室内近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。
多路控制的红外遥控系统多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。
当发射端按下某一按键时，相应地在接收端有不同的输出状态。
接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。
“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。
“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”，发射端松开键时，接收端“有效电平”消失。
此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。
大多数情况下“高”为有效。
“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来为低电平变为高电平。
此种输出适合用作电源开关、静音控制等。
有时亦称这种输出形式为“反相”。
“互锁”输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。
电视机的选台就属此种情况，其它如调光、调速、音响的输入选择等。
“数据”输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。
一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便后级适时地来取数据。
这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。
除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。
所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。
影响遥控器遥控距离（RemotedistanceofRFRemoteControl）的因素主要有如下几点：
1、发射功率：
发射功率大则距离远，但耗电大，容易产生干扰；
2、接收灵敏度：
接收器的接收灵敏度提高，遥控距离增大，但容易受干扰造成误动或失控；
3、天线：
采用直线型天线，并且相互平行，遥控距离远，但占据空间大，在使用中把天线拉长、拉直可增加遥控距离；
4、高度：
天线越高，遥控距离越远，但受客观条件限制；
5、阻挡：
目前使用的无线遥控器使用国家规定的UHF频段，其传播特性和光近似，直线传播，绕射较小，发射器和接收器之间如有墙壁阻挡将大大打折遥控距离，如果是钢筋混泥土的墙壁，由于导体对电波的吸收作用，影响更甚。
考虑到本次设计的硬件体积应偏小以便嵌入遥控器中，因此我们选择20个引脚的单片机芯片AT89C2051。
下面即介绍此芯片的功能。
2AT89C2051的内部结构及性能
AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储体（EEPROM）的低电压,高性能8位CMOS微型计算机。
它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS—51指令集和引脚结构兼容。
通过在单块芯片上组合通用的
CPL1和闪速存储器,ATMELAT89C2051是一强劲的微型计算机,它对许多嵌入式控制应用提供一高度灵活和成本低的解决办法。
AT89C2051是与8051兼容的
CHMOS微控制器，其Flash存储器容量为2KB。
与CHMOS工艺的80C51一样，具有空闲和掉电两种节电运行方式。
其性能如下：
8位CUP； 2KB的Flash存储器；
工作电压范围2.7—6V； 128KB的数据存储器；全静态工作方式：
0—24MHz； 15根输入/输出线；
一个可编程串行口； 2个16位定时/计数器；
可编程串行UART通道； 直接LED驱动输出；
3AT89C2051的芯片引脚及功能
为适应智能仪表的嵌入要求，AT89C2051在芯片的引脚配置上进行了简化，如图2-1所示。
主要变化为：
（1）引脚由40根减为20根；
（2）增加了一个模拟比较器。
RST/VPP（RXD）P3.0
（TXD）P3.1
XTAL2XTAL1（INT0）P3.2（INT1）P3.3（T0）P3.4
（T1）P3.5
GND
VCCP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
89C2051
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
P1.1（AIN1）P1.0（AIN0）P3.7
AT89C2051引脚功能：
图2-1 AT89C2051的引脚图
1.Vcc：
电源电压。
2.GND：
地。
3.P1口：
P1口是一8位双向I/O口。
口引脚P1.2～P1.7提供内部上拉电阻。
P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。
P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入（AIN0）和反相输入（AIN1）。
P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。
当P1口引脚写入“1”时,其可用作输入端。
当引脚
P1.2～P1.7用作输入并被外部拉低时,它们将因内部的上拉电阻而流出电流（IIL）。
P1口还在闪速编程和程序校验期间接收代码数据。
4.P3口：
P3口的P3.0～P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/0引
脚。
P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。
P3口缓冲器可吸收20mA电流。
当P3口引脚写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。
用作输入时,被外部拉低的P3口引脚将用上拉电阻而流出电流（IIL）。
P3口还用于实现AT89C2051的各种功能,如下表1所示。
P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
5.RST：
复位输入。
RST一旦变成高电平,所有的I/O引脚就复位到“1”。
当振荡器正在运行时,持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。
每一个机器周期需12个振荡器或时钟周。
6.XTAL1：
作为振荡器反相放大器的输入和内部时钟发生器的输入。
7.XTAL2：
作为振荡器反相放大器的输出。
P3口的功能如表3-1所示。
表3-1
引脚定义
P3mouthpin
Function
P3.0
RXD（Serialinput）
P3.1
TXD（Serialoutputport）
P3.2
INT0（Externalinterruption0）
P3.3
INT1（Externalinterruption1）
P3.4
P3.5
TO（Thetimer0externalinput）
T1（Thetimer1externalinput）
4AT89C2051的软硬件约束
AT89C2051单片机由于引脚的限制，没有设置外部存储器的接口，所以，
对于外部存储器的读/写指令如MOVX等不起作用。
由于ROM空间为2KB，所以，对于跳转指令要注意转移的目的地址范围（000H—7FFH）,超出地址范围时，
将产生不可遇见的错误结果。
数据存储的范围是（00H—7FH），堆栈操作时亦应加以注意。
模拟比较器的输入信号经原来的P3.6引脚引入到单片机内，所以原来的P3.6脚已无法再外部使用。
模拟比较器可以方便的比较两个模拟电压的大小，若外接一个D/A转换器并将其输出作为模拟比较器的一个输入，而由模拟比较器的另一个输入端引入被测电压，通过软件的方法也可以实现A/D转换。
5AT89C2051的Flash存储器编程
AT89C2051单片机提供有2KB的片内Flash程序存储器，它允许在线修改或使用专用编程器编程。
5.1Flash存储器加密位
AT89C2051单片机有2个加密位，可以编程（P）或不编程（U）以获得不同的加密功能。
加密功能表如表5-1所示。
表5-1
AT89C2051单片机加密功能表
LB1
LB2
Encryptionfunctionality
U
U
Noencryptionfunctionality
P
U
Prohibittoflashtoprogramming
P
P
Prohibit to flash to programming，Also
bannedprogram
加密位内容的擦除只能通过片擦除操作来完成。
5.2Flash存储器的编程和程序校验
（1）AT89C2051单片机的片内Flash存储器编程模式如表
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