基于单片机电器遥控器设计.docx

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基于单片机电器遥控器设计基于单片机电器遥控器设计摘要.3第一章概述.41.1引言.41.2单片机技术的发展及应用.41.2.1.单片机技术的发展.41.2.2.单片机技术的应用.51.3.红外遥控的发展.61.4.本论文所做工.7第二章红外遥控器的工作原理.82.1红外遥控器的功能.82.2红外遥控器的工作原理.8第三章总体设计方案.10方案一：

简易红外遥控电路.10方案二：

利用红外遥控开关电路.11方案三：

利用红外遥控开关电路.12方案比较.13第四章系统硬件电路设计.144.1器件选择.154.1.1单片机的选择.144.1.2显示器件选择.174.1.3调光器件选择.174.1.4按键控制方式选择.184.2.电路设计：

.184.2.1发射电路部分.184.2.1.1遥控发射器遥控方式.184.2.1.2发射电路的设计.194.2.1.3遥控发射器电路原理图.214.2.2接收电路部分.224.2.2.1红外遥控接收器的接收过程.224.2.2.2遥控接收器电路原理图.224.3.系统功能实现方法.234.3.1遥控码的编码格式.234.3.2遥控码的发射.244.3.3数据帧的接收处理.244.4.遥控发射及接收控制电路的软件设计.254.4.1遥控发射部分.254.4.2遥控接收部分.27第五章设计调试.29调试步骤:

.29第六章结束语.31附录（参考文献及计算机程序清单）.32参考文献.32程序清单.33摘要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abstractAfteranalyzingandresearchingontherequestofthedesign,wetakeseveralblueprintandweselectedthebestoneintheend.TheprojectmakeuseofadvancedSCMtorealizetheremotecontrol.Remotecontrollerwedesignedcandominate5electricalsourceswitchesandadjustthebrightnessofonelight.【keyword】RemotecontrollingcircuitInfraredemissionInfraredreceiving,SCM第一章概述1.1引言在现代工业生产中，遥控技术是一个非常普遍但却十分重要的一个工艺参数.到底是谁发明出第一个遥控器已不可考.但最早的遥控器之一，是一个叫尼古拉特斯拉（NikolaTesla）（1856-1943）的发明家（他曾经为爱迪生工作，同样被誉为天才发明家）在1898年时开发出来的（美国专利613809号），叫做“MethodofandApparatusforControllingMechanismofMovingVehicleorVehicles”.最早用来控制电视的遥控器是美国一家叫Zenith的电器公司（这家公司现在被LG收购了），在1950年代发展出来的.一开始是有线的.1955年，该公司发展出一种被称为“Flashmatic”的无线遥控装置.但这种装置没办法分辨光束是否是从遥控器而来，而且也必需对准才可以控制.1956年罗伯爱德勒（RobertAdler）开发出称为“ZenithSpaceCommand”的遥控器，这也是第一个现代的无线遥控装置，他是利用超声波来调频道和音量，每个按键发出的频率不一样，但这种装置也可能会被一般的超声波所干扰，而且有些人及动物（如狗）听的到遥控器发出的声音.公元1666年牛顿发现光谱并测量出3,900埃7,600埃（400nm700nm）是可见光的波长.1800年4月24日英国伦敦皇家学会（ROYALSOCIETY）的威廉赫歇尔发表太阳光在可见光谱的红光之外还有一种不可见的延伸光谱，具有热效应.他所使用的方法很简单，用一支温度计测量经过棱镜分光后的各色光线温度，由紫到红，发现温度逐渐增加，可是当温度计放到红光以外的部份，温度仍持续上升，因而断定有红外线的存在.在紫外线的部份也做同样的测试，但温度并没有增高的反应.紫外线是1801年由RITTER用氯化银（Silverchloride）感光剂所发现的.底片所能感应的近红外线波长是肉眼所能看见光线波长的两倍，用底片可以记录到的波长上限是13,500埃，如果再加上其它特殊的设备，则最高可以达到20,000埃，再往上就必须用物理仪器侦测了.1980年代，发送和接收红外线的半导体装置开发出来时，就慢慢取代了超声波控制装置.即使其他的无线传输方式（如蓝牙）持续被开发出来，这种科技直到现在还持续广泛被使用.1.2单片机技术的发展及应用1.2.1单片机技术的发展所谓单片机（m1crocontroller）是指在一个集成芯片中，集成微处理器（CPU）、存储器、基本的I/O接口以及定时/计数、通信部件，即在一个芯片上实现一台微型计算机的基本功能.1970年微型计算机研制成功之后，随着就出现了单片机（即单片微型计算机）.美国Intel公司1971年生产的4位单片机4004和1972年生产的雏形8位单片机8008，特别是1976年MCS-48单片机问世以来，在短短的二十几年间，经历了四次更新换代，其发展速度大约每二、三年要更新一代、集成度增加一倍、功能翻一番.其发展速度之快、应用范围之广，已达到了惊人的地步，它已渗透到生产和生活的各个领域2.尽管目前单片机的品种很多，但其中最具典型性的当数Intel公司的MCS-51系列单片机.MCS-51是在MCS-48的基础上于80年代初发展起来的，虽然它仍然是8位的单片机，但其功能有很大的增强.由于PHILIPS、ATMEL、WELBORD、LG等近百家IC制造商都主产.51系列兼容产品，具有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特点.因此，MCS-51应用非常广泛，成为继MCS-48之后最重要的单片机品种.直到现在MCS-51仍不失为单片机中的主流机型.国内尤以Intel的MCS-51系列单片机应用最广.由于8位单片机的高性能价格比，估计近十年内，8位单片机仍将是单片机中的主流机型2.51系列单片机的基本原理如图：

图1.2.151系列单片机的基本原理1.2.2单片机技术的应用随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出很强的生命力.它和一般的集成电路相比有较好的抗干扰能力，对环境的温度和湿度都有较好的适应性，可以在工业条件下稳定工作.且单片机广泛地应用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，提高它们的测量速度和测量精度，加强控制功能.如MCS-51系列单片机控制的“船舶航行状态自动记录仪”、“烟叶水分测试仪”、“智能超声波测厚仪”等.单片机也广泛地应用于实时控制系统中，例如对工业上各种窑炉的温度、酸度、化学成分的测量和控制.将测量技术、自动控制技术和单片机技术相结合，充分发挥其数据处理功能和实时控制功能，使系统工作处于最佳状态，提高系统的生产效率和产品质量.从航空航天、地质石油、冶金采矿、机械电子、轻工纺织等行业的分布系统与智能控制以及机电一体化设备和产品，到邮电通信、日用设备和器械，单片机都发挥了巨大作用2.1.3红外遥控的发展自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，遥控器控制是控制系统中最为常见的控制类型之一.红外遥控具有抗干扰能力强，信息传输可靠，性能稳定、结构简单，功耗低，成本低，易实现等显著优点，在工业控制、航空航天、智能仪器仪表、特别是家用电器领域中应用广泛，并越来越多的应用到计算机系统中.使用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件（红外发光管）与红外接收器件（光敏二极管、三极管及光电池）的发光与受光峰值波长一般为0.8um-0.94um，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性.由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小.再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，红外线遥控不会影响其它家用电器，也不会影响临近的无线电设备.随着生活水平的不断提高，人们对高性能遥控器材的需求也越来越迫切，目前的许多遥控设备大多是用于单一设备或单一用途.为了解决这一问题本课题实现了一种红外遥控多功能开关，它带有可扩充的输出端口，显示功能及各开关控制状态，如通，断，开关定时等状态.红外遥控开关可以方便地达到让使用者用遥控器随意操纵开关之目的，解决了黑暗中摸索墙壁开关的麻烦，又解决了房间重新布置时由于开关位置固定所带来的烦恼.能够同时控制路开关.本课题红外遥控系统由红外遥控信号编码发送器，红外信号接收器以及外围电路三部分组成.红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由红外接收二极管组成，它将红外发射器发射出去的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器.红外遥控的基本形式现用框图形式表示：

红外遥控的的发射器与接收器：

图1.3-1红外发射器图1.3-2红外接收器1.4本论文所做工作本论文采用51系列单片机控制15路电器遥控器，设计了1遥控发射电路；2遥控接收电路；3调光电路设计；4受控电器电源开关设计.第二章红外遥控器的工作原理目前，人们的物质文化生活水平日益提高，各种各样的家用电器走进了千家万户，其中，大多数的家用电器都有各自不同的遥控器，人们常常为了控制某台电器而到处寻找其对应的遥控器，这样，就给人们的生活带来了很多不便.为了解决这个问题，本文提出一个多功能遥控器的设计方案：

该遥控器可以通过自学习而拥有对多台电器的遥控功能，即省时、又省力，从而使人们免除同时面对功能众多遥控器的烦恼.2.1红外遥控器的功能1.适用于编码式红外线遥控型家用电器；2.可遥控多台家用电器；3.具有一个学习/控制复用键、510个设备选择键，1020个功能控制键，由一个设备选择键与各个功能控制键共同实现对一个设备的控制；4.可通过一个设备选择键和各个功能控制键实现对多台设备的常用功能的学习和控制；5.成本低，抗干扰能力强.2.2、红外遥控器的工作原理1红外线的特点：

人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫.由，红光的波长范围为062m076m，比红光波长还长的光叫红外线.红外线遥控器就是利用波长076m15m之间的近红外线来传送控制信号的.红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境.电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能.红外遥控简易原理图：

图2.2-1红外遥控简易原理图2红外线发射和接收人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分.发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光.常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通标准5mm发光二极管相同，只是颜色不同.一般有透明、黑色和深蓝等三种.判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法.单只红外发光二极管的发射功率约100mW.红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经