红外遥控系统大学学位论文.docx

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红外遥控系统大学学位论文

本科毕业课程（设计）

（设计目）题：

简易红外遥控系统设计

学院：

明德学院

专业：

机械制造及其自动化

班级：

机电12151

学号：

122003110659

学生姓名：

王怀浩

指导教师：

王许

2015年6月

贵州大学本科毕业课程（设计）

诚信责任书

本人郑重声明：

本人所呈交的课程设计，是在指导老师的指导下独立进行研究所完成。

在文本设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

特此声明。

课程（设计）作者签名：

王怀浩

日期：

2015.6.23

摘要

红外遥控技术的出现，不仅大大提高了劳动生产率，降低了成本，而且减轻了人们的劳动强度，改善了劳动条件。

红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点从而成为了当今非常流行的一种控制方式

红外遥控器是一种利用红外遥控系统来控制被控对象的系统.整个系统由数字电路和模拟电路两个部分组成。

发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括LED红外光发射、解调、解码电路。

[1]

通过对设计要求地认真分析和研究，拿出了几种可行方案，最终选定了一个最佳方案。

该方案是采用先进的单片机技术实现遥控的主要手段。

我们所设计的遥控器能控制5个电器的电源开关，并且可对一路电灯进行亮度的调节。

关键字：

遥控电路，红外发射，红外接收，单片机

Abstract

Infraredremotecontroltechnology,notonlygreatlyimprovedlaborproductivity,reducedcosts,andreducethepeople'slaborintensityandimprovetheworkingconditions.Infraredremotecontrolhasasmallsize,lowpowerconsumption,functionality,andlowcostinordertobecomeaverypopularpresent-daycontrol.

Theinfraredremotecontrolisonekindofuseinfraredremotecontrolsystemcontrolsiscontrolledtheobjectthedepartmentgreenoverallsystemiscomposedbythedigitalcircuitandtheanalogouscircuittwoparts.Launchespartiallyincludingthekeyboardmatrix,thecodedmodulation,theLEDinfraredtransmitter;ReceivespartiallyincludingtheLEDinfraredlightlaunch,thedemodulation,decodestheelectriccircuit.

Afteranalyzingandresearchingontherequestofthedesign,wetakeseveralblueprintandweselectedthebestoneintheend.TheprojectmakeuseofadvancedSCMtorealizetheremotecontrol.Remotecontrollerwedesignedcandominate5electricalsourceswitchesandadjustthebrightnessofonelight.

keyword：

RemotecontrollingcircuitInfraredemissionInfraredreceiving,SCM

目录

第一章绪论1

第二章设计要求....................................................2

第三章硬件系统设计2

3.1基于单片机红外线遥控控制LED灯显示系统框架图2

3.2单片机控制系统及其基本电路3

3.2.1单片机最小系统…………………………………………3

3.2.2时钟电路4

3.2.3复位电路4

3.3基于单片机红外遥控控制LED系统的设计原理5

3.3.1单片机红外遥控控制LED显示系统原理5

3.3.2单片机红外遥控控制LED系统码分制原理6

3.4红外遥控发射系统电路设计7

3.4.1指令按键电路7

3.4.2发射电路8

3.4.3显示模块9

3.5红外遥控接收系统电路设计10

3.5.1接收电路11

3.5.2LED灯显示电路11

3.6硬件原理图12

第四章软件系统设计12

4.1红外线发射电路程序流程图设计12

4.2红外线接收电路程序流程图设计13

第五章系统测试与分析15

5.1利用Proteus和keil进行仿真调试15

5.2仿真图15

第六章总结18

致谢………………………………………………………………………18

附录1……………………………………………………………………19

附录2....................................................27

参考文献……………………………………………………………32

第一章绪论

目前市面上的遥控器铺天盖地，对于家电设备的控制，首选的就是红外遥控器，然而技术和经济的发展使得家庭数字化趋势越来越强烈，一对一遥控器（即一个遥控器只能控制一种类型的家电设备）已经不能满足用户要求。

多功能红外遥控器就是在普通红外遥控器的基础上，应市场需求而产生的，它能控制不同种类的设备，并且操作方便，深受顾客的欢迎，这也决定了多功能遥控器具有广阔的应用前景。

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。

目前大量的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φ5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[2]。

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锯法来粗略判判定。

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。

红外发光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。

红外遥控常用的载波频率为38kHz这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。

在发射端要对晶振进行整数分频，分系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz

第二章设计要求

主要功能是实现利用单片机AT89C51结合红外线收发模块实现控制指定的LED灯亮灭。

第三章硬件系统设计

3.1基于单片机红外线遥控控制LED灯显示系统框架图

1.系统晶振采用11.0592MHZ

2.系统框架图如下：

图2-1系统的设计总框图

3.2单片机控制系统及其基本电路

3.2.1单片机最小系统

单片机晶振电路：

对于MSC-51一般的晶振频率可以在1.2MHz—12MHz之间选择，这是电容C可以对应的选择10pF—30pF。

当使用89C55时晶振频率可以提高到24MHZ。

对于本设计的电容C用30pF，晶振选用11.0592MHz。

晶振电路如下图3-1所示，一条引脚接在XTAL1，另一条接在XTAL2。

单片机的复位电路：

为了防止程序执行过程中失步或运行紊乱，此处采用了上电复位及手动复位电路，电路图如下图2-1所示：

图3-2-1单片机最小系统图

3.2.2时钟电路

单片机必须要有时钟信号才能正常工作，因为它是一种时序电路[3]。

单片机芯片的18脚（X2）、19脚（X1）分别为片内反向放大器的输出端和输入端，只要在18脚（X2）和19脚（X1）之间接上一个晶振（本控制系统采用频率为12MHz），同时两个脚分别串联上一个30PF的电容即可构成单片机所需的

时时钟电路。

钟电路如2-2所示。

图3-2-2时钟电路模块图

3.2.3复位电路

单片机芯片的第9脚RST（Reset）是复位信号输入端。

单片机系统在开机时或在工作过程中因某种干扰而使程序失去控制，或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要进行复位。

AT系列单片机的复位一般靠外部电路来实现，信号高电有效，由RST引脚输入，当引脚保持高电平2个周期机器才正常复位[4]。

复位目的是使单片机以及其他所有功能都图2-3所示。

在本设计中为简化了的模型，直接将RST脚拉低，只实现开机复位。

恢复到一个原始状态，并从这个状态开始执行其他的任务。

AT89C52单片机复位电路如下图2-3：

图3-2-3复位电路模块图

3.3基于单片机红外遥控控制LED系统的设计原理

3.3.1单片机红外遥控控制LED显示系统原理

红外遥控是指令信号产生电路以不同的脉冲编码代表不同的指令。

如图4。

当不同的指令键被按下时，指令信号产生电路将产生不同脉冲编码的指令信号，也就是进行编码，然后经调制电路调制，变为编码脉冲调制信号，再由驱动电路驱动红外发射器件发射红外光信号。

图2-3-1码分制红外遥控系统图

接收器接收下来的信号经过前置放大后，送入解调电路，对调制信号进行解调，再经指令信号检出电路检出指令信号。

这里的指令信号检出电路是与发射器中编码电路相对应的译码电路，通过它将指令信号译出。

3.3.2单片机红外遥控控制LED系统码分制原理

红外线遥控系统中的指令产生及检出电路，在频分制中由多频振荡电路及频率选择电路构成；在码分制系统中则由编码电路及译码电路构成，这是频分制与码分制红外线遥控系统的分别。

在码分制中，因为码分制系统编码脉冲频率极低，为超低频，如果不用调制与解调电路，外界突然的光线变化可能会对接收电路造成干扰，产生误动作，系统的抗干扰能力及可靠性就难以保证。

所以本系统将用码分制遥控。

遥控器采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的码，最小为2个脉冲，最大为17个脉冲。

为了使接收可靠，第一位码宽为3ms,其余为1ms,遥控数据帧间隔大于10ms,如图5所示。

在遥控码的发射中，当某个操作键按下时，单片机先读出该键值，然后根据键值设定的遥控脉冲个数，再调制成38KHz的方波由红外线发射管发射出去。

P3.7端口的输出调制波如图2-3-2.1所示。

图3-3-2.1调光命令码

当红外线接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据帧。

在数据接收时，先对第一位（起始位）码的码宽进行验证。

若第一位低电平码的脉宽小于2ms，将作为错误码处理；否则认为是起始码，累加器A加1。

当间隔位的高电平大