單片機(jī)遙控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)15

1、邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I摘要摘要遙控器是一種用于遠(yuǎn)端控制機(jī)械的裝置，采用單片機(jī)進(jìn)行遙控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有硬件接口的簡單方便，編程靈活多樣，操作碼個(gè)數(shù)可隨意設(shè)定等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)遙控發(fā)射電路主要有單片機(jī) AT89C52 控制電路、行列式操作鍵盤、紅外線發(fā)射、遙控接收電路構(gòu)成。通過單片機(jī)軟件解碼實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)電燈的調(diào)光，以及對(duì)繼電器的控制功能。本設(shè)計(jì)的紅外遙控系統(tǒng)具有節(jié)能和環(huán)保的特點(diǎn)，有家庭或工業(yè)控制現(xiàn)場。一些手動(dòng)操作不太方便的場合可以通過設(shè)置代替手動(dòng)操作，利用該遙控器控制其他設(shè)遙控功能的電路。如電燈、計(jì)算機(jī)、電腦、飲水機(jī)等，可極大方便人們生活。關(guān)鍵字: 單片機(jī)；紅外線發(fā)射器；遙控接收器。邵陽學(xué)院畢業(yè)

2、設(shè)計(jì)（論文）目錄摘 要.I第 1 章 緒論.1第 2 章 功能要求.1第 3 章 方案論證.2第4章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì).3 4.1 遙控發(fā)射器的電路設(shè)計(jì).3 4.2 遙控接收系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì).5第 5 章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì).10 5.1 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方法.10 5.2 遙控發(fā)射及接收控制程序設(shè)計(jì)流程圖.11第 6 章 調(diào)試及性能分析.12 6.1 調(diào)試.12 6.2 性能指標(biāo).13第 7 章 控制源程序清單.13第 8 章 總結(jié).22參考文獻(xiàn).22致謝.23邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展,它的一個(gè)重要分支單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，現(xiàn)在單片機(jī)越來越廣泛地用于

3、智能儀表、工業(yè)控制、日常生活等許多領(lǐng)域。隨著移動(dòng)通信設(shè)備的日益普及，紅外線遙控已成為目前廣泛使用的一種通信和遙控手段，許多電器裝置上紛紛采用紅外線遙控，給人們的工作，生活帶來了方便。因此進(jìn)行基于單片機(jī)的紅外線遙控設(shè)計(jì)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。論文結(jié)合當(dāng)前紅外錢遙控的技術(shù)和單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)，研究設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的紅外遙控電腦系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了紅外線遙控電腦的基本功能。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率

4、、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。第 2 章 功能要求 單片機(jī)遙控應(yīng)用系統(tǒng)要求用單片機(jī)作為控制芯片制作一個(gè)遙控器，另一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)能被遙控操作, 本單片機(jī)制作十五路電器遙控器，可以分別控制十五個(gè)電器的電源開關(guān)，并且可對(duì)一路電燈進(jìn)行亮度的遙控。采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，48 鍵盤開關(guān)，可擴(kuò)充到對(duì) 32 個(gè)電器的控制。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2 第 3 章 方案論證目前市場上一般設(shè)備系統(tǒng)采用專用的遙控編碼及解碼集成電路。此方案具有制作簡單容易等特點(diǎn)，但由于功能鍵數(shù)及功能受

5、到特定的限制，只適合用于某一專用電器產(chǎn)品的應(yīng)用，應(yīng)用范圍受到限止。而采用單片機(jī)進(jìn)行遙控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有編程靈活多樣、操作碼個(gè)數(shù)可隨意設(shè)定等優(yōu)點(diǎn)。本單片機(jī)遙控應(yīng)用系統(tǒng)采用紅外線脈沖個(gè)數(shù)編碼、單片機(jī)軟件解碼實(shí)現(xiàn)了對(duì)十五個(gè)小燈的開關(guān)控制,其中一路為一個(gè)交流電燈,可以進(jìn)行亮度的遙控。圖 3.1 和圖 3.2 為該應(yīng)用系統(tǒng)的遙控器設(shè)計(jì)原理框圖及接收控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理框圖。圖 3.1 單片機(jī)遙控器設(shè)計(jì)原理框圖邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3圖 3.2 接收控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理框圖 第 4 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)遙控應(yīng)用系統(tǒng)電路分遙控發(fā)射器電路和遙控接收系統(tǒng)電路。 4.1 遙控發(fā)射器的電路設(shè)計(jì)圖 4.1.1

6、 為該系統(tǒng)遙控發(fā)射器的電路原理圖，其中 P 1 口和 P0 口作鍵掃描端口，具有 32 個(gè)功能操作鍵。第（9）腳為單片機(jī)的復(fù)位腳，采用簡單的 RC 上電復(fù)位電路，（15）腳作為紅外線遙控碼的輸出口，用于輸出 40KHz 載波編碼。（18）、（19）腳接 12M 晶振。P0 口需接上拉電阻。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4圖 4.1.1 遙控發(fā)射器電原理圖 1 AT89C52 單片機(jī)遙控電路的主芯片采用美國 ATMEL 公司的 AT89C52 FLASH 單片機(jī)，它具有 8K 字節(jié)可重編程閃速存儲(chǔ)器，使用 5V 電源電壓、2568 位的內(nèi)部 RAM，3個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，7 個(gè)中斷源以及空閑和

7、掉電方式等功能。遙控器如用AT89C52 中的 LV 低電壓系列,可用 2 節(jié) 1.5V 電池供電。 2 行列式操作鍵盤邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5行列式操作鍵盤又稱為矩陣式鍵盤。用 I/O 線組成行、列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上，行列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，鍵盤中有無按鍵按下是由列線送入掃描字、行線讀入行線狀態(tài)來判斷的，有鍵按下時(shí)通過查鍵并執(zhí)行鍵功能程序。 3 紅外線發(fā)射電路遙控器信息碼由 AT89C52 單片機(jī)的定時(shí)器 1 中斷產(chǎn)生 40KHZ 紅外線方波信號(hào)，由 P3.5 口輸出，經(jīng)過三極管 9013 放大，由紅外線發(fā)射管發(fā)送。電阻 R1 的大小可以改變發(fā)射距離。 4.2 遙控接收系

8、統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)圖 4.2.1 為該遙控系統(tǒng)的接收器主電路原理圖，控制系統(tǒng)主要由 AT89C52 單片機(jī)、+5V 電源電路、紅外接收電路、50HZ 交流電過零檢測電路、電燈亮滅及調(diào)光控制電路等組成。遙控器發(fā)射的紅外信號(hào)經(jīng)紅外接收處理傳送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)不同的信息碼進(jìn)行對(duì)十五個(gè)端口的控制操作。其中 P1.1P1.2 作為數(shù)碼管的二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出，顯示數(shù)字為 07，7 代表最亮，0 代表最暗，采用 4511 集成塊硬件譯碼顯示數(shù)值。P0.0P0.7 以及 P2.0P2.6 作為 15 個(gè)電器的電源控制輸出，接口可以用繼電器或可控硅，在本電路中，P2.0 口控制一個(gè)電燈的亮滅。P2.7 為可控硅調(diào)光燈

9、的調(diào)光脈沖輸出。第 10 腳 P3.0 口為 50HZ 交流市電相位基準(zhǔn)輸入，第（12）腳為中斷輸入口，P3.1 用于接收紅外遙控碼輸入信號(hào)。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6圖 4.2.1 十五路電器控制器電原理圖1. 電源電路電源電路由橋式整流、慮波電容、7805 穩(wěn)壓器及電源指示燈組成。交流電經(jīng)過橋式整流變成直流電，再經(jīng)過電容濾波，7805 集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓成為穩(wěn)定的+5V電源，用一個(gè)發(fā)光二極管指示燈指示電源狀態(tài)，圖 4.2.2 為電源電路圖。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7 圖 4.2.2 控制器電源電路圖。2. 50HZ 交流電過零檢測電路交流電過零檢測電路如圖 4.2.3 所示。 圖 4.2.3

10、交流電過零檢測電路圖邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8過零檢測電路由橋式整流電路和 2 個(gè) 9013 三極管組成。當(dāng) UA=UBE=0.7V時(shí)，T1 三極管導(dǎo)通，T2 三極管截止，B 點(diǎn)為低電平，C 點(diǎn)（P3.0）為高電平；當(dāng)UA=UBE0.7V 時(shí)，T1 三極管截止，T2 三極管導(dǎo)通，B 點(diǎn)變高電平，C 點(diǎn)（P3.0）為低電平。50HZ 交流電過零檢測電路圖中各點(diǎn)電壓波形如圖 4.2.4 所示。 圖 4.2.4 交流電過零檢測電路圖中各點(diǎn)電壓波形圖3.電燈開關(guān)及亮度控制電路圖 4.2.5 為可控硅光亮控制電路設(shè)計(jì)原理圖。電燈的開關(guān)受 P2.0 口控制，也可由可控硅的導(dǎo)通角控制。AT89C52 產(chǎn)生可

11、控硅控制的移相脈沖，移相角的改變實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通角的改變，即當(dāng)移相角較大時(shí)，可控硅的導(dǎo)通角較小，輸出電壓較低，電燈較暗；當(dāng)移相角較小時(shí)，可控硅的導(dǎo)通角較大，輸出電壓較高，電燈較亮。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9 圖 4.2.5 可控硅光亮控制電路圖當(dāng) AT89C52 的 P2.7 位低電平時(shí)，9012 三極管導(dǎo)通，三極管集電極電流驅(qū)動(dòng)光電耦合器導(dǎo)通，使可控硅的 G 極產(chǎn)生脈沖信號(hào)觸發(fā)可控硅導(dǎo)通；當(dāng) AT89C52 的P2.7 位高電平時(shí)，9012 三極管、光電耦合器、可控硅都處于截止?fàn)顟B(tài)?？煽毓鑼?dǎo)通角控制電路中各點(diǎn)波形如圖 4.2.6 所示。 圖 4.2.6 可控硅導(dǎo)通角控制電路中各點(diǎn)波形圖 邵陽學(xué)院畢業(yè)

12、設(shè)計(jì)（論文）10第 5 章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 5.1 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方法（1）遙控碼的編碼格式遙控采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的碼。最小為 2 個(gè)脈沖，最大為 17 個(gè)脈沖。為了使接收可靠，第一位碼寬為 3mS，其余為 1mS，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于 10mS（圖 5.1.1）。 圖 5.1.1 P3.5 端口輸出編碼波形圖（2）遙控碼的發(fā)射當(dāng)某個(gè)操作按鍵按下時(shí)，單片機(jī)先讀出鍵值，然后根據(jù)鍵值設(shè)定遙控碼的脈沖個(gè)數(shù)，再調(diào)制成 40KHZ 方波由紅外線發(fā)光管發(fā)射出去。P3.5 端口的輸出調(diào)制波如圖 8.10。（3）數(shù)據(jù)幀的接收處理當(dāng)紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時(shí)，第一位碼的低電平將啟動(dòng)中斷程

13、序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時(shí)，將對(duì)第一位（起始位）碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證，若第一位低電平碼的脈寬小于 2mS，將作為錯(cuò)誤碼處理，當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）113mS 時(shí)，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器 A 中的脈沖個(gè)數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)輸出口的操作。圖 5.1.2 為紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形。 圖 5.1.2 紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖 52 遙控發(fā)射及接收控制程序設(shè)計(jì)流程圖圖 5.2.1 遙控發(fā)射器主程序、鍵掃程序、遙控碼發(fā)射程序流程圖邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12 圖 5.2.2 遙控接收器主程序、中斷程序流程圖第 6 章 調(diào)試及性能分析 6.1 調(diào)試系統(tǒng)在完成硬件的

14、檢查后主要進(jìn)行軟件的調(diào)試，對(duì)遙控器的調(diào)試主要是用示波器觀察能否在遙控接收器中輸出圖 8.11 所示的波形，另外調(diào)整發(fā)射電阻的大小可以改變紅外線發(fā)射的作用距離。電燈亮度控制系統(tǒng)的調(diào)試主要是對(duì)可控硅延時(shí)時(shí)間的調(diào)整，電燈按 0-7 共八檔進(jìn)行亮度的調(diào)整，控制延時(shí)經(jīng)調(diào)試后確定如下：最最暗時(shí)的移相角控制延時(shí)： 256S26H=9728S最暗移相角控制延時(shí)：256S1CH=7168S次暗移相角控制延時(shí)：256S19H=6400S中間亮移相角控制延時(shí)：256S16H=5632S次亮移相角控制延時(shí)：256S12H=4608S最亮移相角控制延時(shí)：256S0EH=3584S邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13遙控接收頭在

15、安裝時(shí)應(yīng)注意盡量靠表面，以擴(kuò)大接收的角度，不同廠家的遙控接收頭的靈敏度也不一致，應(yīng)選擇確定。 6.2 性能指標(biāo)調(diào)試后系統(tǒng)性能指標(biāo)測試如下：1.最大遙控距離： 10 米2.發(fā)射接收角：水平最大 90 度3.遙控器發(fā)射時(shí)工作電流： 8 mA4.遙控器靜態(tài)電流： 0.6 mA5.電燈最亮電壓：交流 200V6.電燈最暗電壓：交流 10V采用紅外線遙控方式時(shí)，距離、角度等使用效果受一定的限制，如果采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收，則發(fā)射距離會(huì)更遠(yuǎn)，接收將不受角度的影響。本單片機(jī)遙控編碼及解碼方案適合一切需要應(yīng)用到遙控的電器系統(tǒng)，是自行設(shè)計(jì)帶遙控功能的控制系統(tǒng)首選理想方案。 第 7 章 控制源程序清單 以下是遙控

16、器及接收系統(tǒng)單片機(jī)控制 C 源程序清單：/*/ send.c/ 遙控發(fā)射器/ LRM 2004.10.22 /*/使用 AT89C52 單片機(jī)，12MHZ 晶振，/#pragma src(E:remote.asm)#include reg51.h#include intrins.h /_nop_();延時(shí)函數(shù)用邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14/#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define key0 P0 /鍵列線#define key1 P1 /鍵行線/sbit remoteout=P35; / 遙控輸出口/uint i,j

17、,m,n,k,s;uchar keyvol; /鍵值存放uchar code keyv8=1,2,4,8,16,32,64,128;/*1 毫秒延時(shí)程序*/delay1ms(uint t)for(i=0;it;i+) for(j=0;j0;m-)delay1ms(1); /停 1 毫秒ET1=1;TR1=1;delay1ms(1);ET1=0;TR1=0;remoteout=0;/40KHZ 發(fā) 1毫秒delay1ms(10);/tx()switch(keyvol) case 0:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 1:keyvol=keyvol+1;sed()

18、;break; case 2:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 3:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 4:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 5:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 6:keyvol=keyvol+1;sed();break;邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16 case 7:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 8:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 9:keyvol=keyvol+1;sed

19、();break; case 10:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 11:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 12:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 13:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 14:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 15:keyvol=keyvol+1;sed();break; default:break; /*鍵功能函數(shù)*/keywork() keyvol=0 x00;key1=0 xf0;if(key0!=0

20、 xff) delay1ms(20);if(key0!=0 xff) while(key0!=0 xff); key1=0 xfe;if(key0!=0 xff)for(i=0;i8;i+)if(key0=keyvi)keyvol=i;tx(); elsekey1=0 xfd;if(key0!=0 xff)for(i=0;i8;i+)if(key0=keyvi)keyvol=i+8;tx(); / key1=0 xfb;if(key0!=0 xff)for(i=0;i8;i+)if(key0=keyvi)keyvol=i+16;tx(); 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17 / key1=0 xf7

21、;if(key0!=0 xff)for(i=0;i8;i+)if(key0=keyvi)keyvol=i+24;tx(); /*主函數(shù)*/main()clearmen(); /初始化 while(1) keywork(); /按鍵掃描 /*40KHZ 發(fā)生器*/定時(shí)中斷 T1void time_intt1(void) interrupt 3 remoteout=remoteout;/*結(jié)束*/*/ incept.c邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18/ 遙控接收處理器/ LRM 2004.10.22 /*/使用 AT89C52 單片機(jī)，12MHZ 晶振，/#pragma src(E:remote.as

22、m)#include reg51.h#include intrins.h /_nop_();延時(shí)函數(shù)用/#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define disout P1 /顯示輸出/sbit remotein=P31; / 遙控輸入sbit sin=P30; /基準(zhǔn)正弦波相位輸入sbit AA=P00;sbit BB=P01;sbit CC=P02;sbit DD=P03;sbit EE=P04;sbit FF=P05;sbit GG=P06;sbit HH=P07;sbit II=P20;sbit JJ=P21;sbi

23、t KK=P22;sbit LL=P23;sbit MM=P24;sbit NN=P25;sbit PP=P26;邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19sbit QQQ=P27;/uint i,j,m,n,k,s=1;uint keyvol; /值存放/*1 毫秒延時(shí)程序*/delay1ms(uint t)for(i=0;it;i+) for(j=0;j2) goto OOUUTT; OOUUTT: switch(keyvol) case 2:AA=AA;break; case 3:BB=BB;break; case 4:CC=CC;break; case 5:DD=DD;break; case 6:E

24、E=EE;break; case 7:FF=FF;break; case 8:GG=GG;break; case 9:HH=HH;break; case 10:PP=PP;break; case 11:NN=NN;break; case 12:MM=MM;break; case 13:LL=LL;break; case 14:KK=KK;break; case 15:JJ=JJ;break; case 16:II=II;break; case 17:if(disout=0 x00)disout=0 xff;elsedisout-;loop();break; default:break; EX0=1;邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22/*結(jié)束*/ 第 8 章 總結(jié)課程設(shè)計(jì)鍛煉同學(xué)們獨(dú)立動(dòng)手能力，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的重