通用型电视遥控器的设计.docx

通用型电视遥控器的设计.docx

《通用型电视遥控器的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通用型电视遥控器的设计.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

通用型电视遥控器的设计

单片机原理及应用A课程设计

设计说明书

通用型电视遥控器的设计

起止日期：

2014年7月7日至2014年7月12日

学生姓名

班级

成绩

指导教师（签字）

课程设计任务书

2013—2014学年第1学期

控制与机械工程学院电气工程及其自动化专业班级

课程设计名称：

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。

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