可调遥控电源开关设计利剑2.docx

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可调遥控电源开关设计利剑2

可调遥控电源开关设计

姓名利剑

班级1151

专业电子与信息技术

时间2013年3月

指导老师黄新建

常州职业技术信息学院

摘要

随着社会的经济发展，电子产品在人们的日常生活中得到越来越广泛的应用，而远程遥控控制显然已成为当今社会的主流方向。

其中可调遥控电源开关正在逐步代替传统的手工电源开关，现在这门技术已经变得非常成熟。

可调遥控电源开关是指用发射器发射无线电或者红外线来控制电源开关，无线电的优势是可以穿透障碍物遥控距离比较远，缺点是由于遥控距离比较远而会导致相同频率的无线电信号相互干扰。

红外线的优势是无法穿越障碍物而使相同频率的信号不易互相干扰，缺点就是遥控距离比较近。

本文介绍的可调遥控电源开关设计将采用AT89C2051单片机制作多通道红外线遥控电源开关电路，采用频分制的电路模式，实现通过红外线照射或断开红外使电路正常通电（发光二极管点亮）的功能，和普通频分制电路不同的是：

接收机用单片机组成选频电路，通过软件来实现硬件的功能，使电路变得简单，调试也更方便。

通过本题目的设计让我了解现代电子信息技术的发展趋势，并掌握遥控电路的方案设计、实施过程等，具备设计遥控电路基本能力。

关键词：

远程遥控，电源开关，频分制，单片机

目录

1引言4

2设计的主要内容4

2.1硬件设计4

2.1.1红外发射机电路4

2.1.2红外接收机电路5

2.1.3电路的工作过程6

3主要组件的介绍7

4安装9

4.1发射机部分9

4.2接收机部分10

总结11

致谢11

参考文献12

1引言

随着社会的经济发展，电子产品在人们的日常生活中得到越来越广泛的应用，而远程遥控控制显然已成为当今社会的主流方向。

本设计主要是采用AT89C2051单片机制作多通道红外线遥控电源开关电路，采用频分制的电路模式，实现通过红外线照射或断开红外使电路正常通电（发光二极管点亮）的功能。

2设计的主要内容

2.1硬件设计

电路由红外线发射机（即红外线遥控器）和红外线接收机两部分组成，采用四通道的方式，可以同时遥控四路电器的电源开关

2.1.1红外发射机电路

红外线发射机电路如下图1。

IC1中的与非门A、B及电阻R3~R6、电容C1等组成多路振荡器，分别按下按钮S1~S4时，电路分别产生400、600.、800、1000Hz四种不同的震荡频率，分别作为四个通道的控制指令信号。

为了提高电路的抗干扰能力，把指令信号调制在38kHz的载波上再发射出去。

与非门C、与非门D、电阻R8、电容C2等组成频率为38kHz的多路振荡器。

指令信号通过与非门C的一个输入端对此振荡器进行调制，由与非门D输出的脉冲信号推动三极管VT1驱动红外发光二极管VD1发射红外信号。

电阻R2的作用是平时使与非门A的输出为低电平，经四级反相后与非门D的输出仍为低电平，故平时未按下S1~S4时，VT1是截止的，整个发射电路的静态工作电流小于1

A，故发射机可以省去电源开关。

图1

2.1.2红外接收机电路

红外接收机电路见下图2。

电路由红外接收电路、单片机电路和电源电路等部分组成。

R1、C1组成单片机的复位电路，接通告电源瞬间，由R1对C1的充电过程，单片机AT89C205的复位端1脚获得一个高电平复位脉冲，使单片机进入程序所设定的初始状态，其引脚P1.0~P1.3均输出低电平，三极管VT1~VT4均截止，使得继电器K1~K4均出去释放状态，对应受其常开触点控制的电源插座均断电。

TL0038是红外线专用接收集成电路，它由红外线接收管、带通放大器、检波和脉冲整形电路等部分组成，其内部带通滤波器的中心频率为38kHz。

TL0038接收到发射机发射的红外信号后，其3脚输出的指令信号通过单片机P3.4脚输入给单片机进行处理。

单片机根据输入的频率决定改变引脚P1.0~P1.3的工作状态，具体地说就是400Hz对应P1.0、600Hz对应P1.1、800Hz对应P1.2、1000Hz对应P1.3。

2.1.3电路的工作过程

以第一通道为例说明电路的工作过程：

接通接收机的电源后，按一下发射机的按钮S1，则单片机的P1.0端由低电平转换为高电平，继电器K1吸合，对应的常开触点K1闭合接通相应电源插座的电源，从而接通第一路用电器的电源，同时VD1发光作电源接通指示；再按一下S1则单片机的P1.0端由高电平转换为低电平，关闭对应电器的电源。

其余三个通道的工作过程以此类推。

当控制每一通道的电源工作状态时，其他三个通道的工作状态不受影响，即每一通道均可独立控制。

3主要组件的介绍

AT89C2051共有20条引脚

图3

P1口：

P1口是一个8位双向I/O端口，其中P1.2～P1.7引脚带有内部上拉电阻，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。

对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。

P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

P3口：

P3.0～P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的7个双向I/O端口。

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口引脚而只读。

P3口输出缓冲器可吸收20mA电流。

对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。

P3口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流P0口：

是一个8位漏极开路输出型双向I/O端口。

作为输出端口时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。

在访问外部程序或数据存储器时，它是时分多路转换的地址（低8位）/数据总线，在访问期间将激活内部的上拉电阻。

P1口：

P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。

P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

P2口：

P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P2口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。

P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

在访问外部程序存储器时和16位外部地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。

在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。

P3口：

P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P3口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。

P3口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

4安装

4.1发射机部分

发射机印刷电路板见图4，IC1选CMOS与非门集成电路CD4011，VD1选用φ5的红外发光二极管，如GL560.、GL537等。

电容C1、C2选用稳定性较好的涤纶电容器，以保证振荡频率的稳定性。

电阻R6的阻值9.6kΩ不是标称阻值，可用电阻串联或并联的方式获得此阻值，也可以用9.1kΩ的电阻，这时四通道的频率变为1050Hz，对电路的正常工作没有影响。

S1~S4选用轻触按钮开关。

4.2接收机部分

接收机印刷电路板见图5，IC1用一体化红外接收集成电路，如TL0038、HS0038，IC2用ATM公司的AT89C2051单片机集成电路，IC3用小功率三端稳压集成电路78LS05。

X1用12MHz的石英晶体。

VD1~VD4用φ3的红色发光二极管，VD13用φ3的绿色发光二极管，VD5~VD12用整流二极管1N4001,VT1~VT4用三极管2SC1815。

继电器K1~K4用型号为QX-14F、吸合电压为12V的继电器，T1用5VA、输出电压为10V的小型电源变压器。

安装前用编程器将由汇编程序编译成HEX文件，并写入接收机的AT89C2051芯片。

总结

无可否认机械时代已经过去，电子时代已经到来。

红外线遥控是现代家电遥控的重要举措，是近年来快速发展的一大热点，它的迅速发展必然带来巨大的经济效益和社会效益。

本文所设计的红外线遥控系统，具有成本低、操作方便、电路简单、环保、体积小、重量轻等优点，通过接收发射端的控制信号，在接收部分实现了相应的控制。

此设计方法，无论从经济效益还是从电路结构上来说，都不是最先进的，受红外线定向性和传输距离的限制，也只适用于短距离的普通环境遥控控制，很多方面都需要提高和改进。

致谢

非常感谢黄新建老师、黄新建老师在我在镇江技师学院的最后学习阶段——毕业设计阶段给自己的指导，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，她给了我耐心的指导和无私的帮助。

为了指导我们的毕业论文，她放弃了自己的休息时间，在此我向她表示我诚挚的谢意。

同时，感谢所有任课老师和所有同学在这五年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。

正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才！

通过这一阶段的努力，我的毕业论文《可调遥控电源开关的设计》终于完成了，这意味着我在镇江技师学院的生活即将结束。

在镇江技师学院的阶段，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。

在本论文的写作过程中，我的导师黄新建老师倾注了大量的心血，从选题到写作提纲，一遍又一遍地指出稿中的具体问题，严格把关，在此我表示衷心感谢。

同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及我的同学和朋友。

写毕业论文是一次学习的过程，毕业论文的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。

我将铭记我曾是一名镇江技师学院的学子，感谢各位专老师的批评指导。

参考文献

1电子电路基础（第三版）劳动和社会保障部教材办公室组织编写

2康华光.电子技术基础—模拟部分［M］.5版.北京：

高等教育出版社

3电子与信息科学基础课程手册---基本理论概念和方法（上册）