基于單片機(jī)的簡單的電器遙控器的設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的簡單的電器基于單片機(jī)的簡單的電器遙控器的設(shè)計(jì)遙控器的設(shè)計(jì) 第1章 概述 第2章 總體設(shè)計(jì)方案第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 第5章 總結(jié)第4章 設(shè)計(jì)調(diào)試 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 概述 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計(jì)算機(jī)，智能化程度大大提高。近年來，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)以及人們的日常生活中使用越來越廣泛。 紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備。由于其無法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會(huì)產(chǎn)

2、生相互干擾；電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)第2章 總體設(shè)計(jì)方案方案一方案一：（簡易紅外遙控電路） 在不需要多路控制的應(yīng)用場合，可以使用由常規(guī)集成電路組成的單通道紅外遙控電路。這種遙控電路不需要使用較貴的專用編譯碼器，因此成本較低。方案二方案二：（利用紅外遙控開關(guān)電路） 紅外線發(fā)射/接收控制電路均采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，輸出控制方式可選擇，實(shí)用性強(qiáng)。方案三方案三：利用紅外遙控開關(guān)電路 用單片機(jī)制作一個(gè)紅外電器遙控器，可以分別控制5個(gè)電器的電源開關(guān)，和一個(gè)電燈開關(guān)，并且可以對(duì)電燈進(jìn)行亮度的調(diào)光控制。方案比較方案比較 綜上

3、所述通過比較三套方案，方案一未采用單片機(jī)控制，功能過于單一，僅能對(duì)一路電器進(jìn)行簡單的遙控；方案二和方案三的紅外線發(fā)射/接收控制電路采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，電路簡單，實(shí)用性強(qiáng)。方案二雖可雖可控制多個(gè)電器，但控制功能過于單調(diào)，僅能實(shí)現(xiàn)電器開關(guān)的控制，實(shí)用價(jià)值不大；方案三不僅可用控制鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)電器的控制，而且可對(duì)一路電燈進(jìn)行亮度控制，方便實(shí)用。且本設(shè)計(jì)用到的元器件較少，電路相對(duì)簡單實(shí)用。所以本設(shè)計(jì)采用方案三作為設(shè)計(jì)藍(lán)本。畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)第3章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 3.1器件選擇3.1.1 單片機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)需要編寫程序，那么就要用外部擴(kuò)展，比較麻煩。本設(shè)計(jì)所編寫的程序比較簡單，功能也比較少，如用羚羊單片機(jī)過于

4、麻煩，大材小用，本設(shè)計(jì)所用到的輸入輸出端口也不是很多，所以我們決定用AT89C51單片機(jī)來完成本設(shè)計(jì)，及方便也很實(shí)用。 3.1.2 顯示器的選擇 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,使用的顯示器主要有LED(發(fā)光二極管)和LCD(夜晶顯示器)。這兩種顯示器成本低廉，配置靈活，與單片機(jī)接口方便。但是他們也是各有特點(diǎn)的：LED接口非常簡單，不需要專用的驅(qū)動(dòng)程序，在設(shè)計(jì)程序時(shí)也非常的簡單；LCD顯示的字比較豐富，也比較清楚，給人的感覺很好，但是他接口復(fù)雜，且要自己造字庫，難度不小。對(duì)于萬用表來說，在配置一些指示燈的前提下，只顯示數(shù)字就夠了，故沒必要采用LCD，用LED就夠了。 3.1.3 調(diào)光器件選擇 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)所

5、用到的調(diào)光功能僅僅是調(diào)節(jié)電燈的亮暗，所以無需使用復(fù)雜的調(diào)光控制系統(tǒng)，可直接使用一個(gè)光電藕合器，來實(shí)現(xiàn)此功能。光電耦合器具有體積小、使用壽命長、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強(qiáng)。無觸點(diǎn)且輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點(diǎn)，因而在各種電子設(shè)備上得到廣泛的應(yīng)用。型號(hào)為PS2019為發(fā)光二極管與光電晶體管封裝的光電耦合器,主要區(qū)別引腳結(jié)構(gòu)不同,結(jié)構(gòu)為雙列直插6引腳塑封,內(nèi)部電路見表一,也用于開關(guān)電源電路中。 3.1.4 按鍵控制方式選擇 由于本設(shè)計(jì)所控制的電器數(shù)目較少，所以不用外接擴(kuò)充鍵盤，直接使用單片機(jī)上的接口，直接使用8個(gè)點(diǎn)觸式開關(guān)即可。 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3.2.1發(fā)射電路部分 3.2.1.1 遙控發(fā)

6、射器遙控方式 本遙控發(fā)射器采用碼分制遙控方式，碼分制紅外遙控就是指令信號(hào)產(chǎn)生電路以不同的脈沖編碼（不同的脈沖數(shù)目及組合）代表不同的控制指令。當(dāng)不同的指令鍵被按下時(shí)，指令信號(hào)電路產(chǎn)生不同脈沖編碼的指令信號(hào)，也就是進(jìn)行編碼，然后經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制，變?yōu)榫幋a脈沖編碼脈沖調(diào)制信號(hào)，再由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號(hào)。整體過程如下： 3.2 電路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3.2.1.2 發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 本發(fā)射電路采用一個(gè)12M的晶體振蕩器，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)受控開關(guān)的脈沖頻率，通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去。發(fā)射電路圖如下： 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3.2.1.3 遙控發(fā)射器電路原理圖 下圖為該系統(tǒng)遙控發(fā)射器電路原理圖，其中第1

7、腳至第7腳接7個(gè)點(diǎn)觸式的開關(guān)，第1腳至第5腳用來遙控電器電源開關(guān)，第6腳為可調(diào)光電燈的開關(guān)，第7腳，第8腳為調(diào)節(jié)電燈亮度的控制開關(guān)，當(dāng)按第7腳開關(guān)時(shí)，電燈增亮，當(dāng)按下第8腳時(shí)電燈減暗，第9腳為單片機(jī)的復(fù)位腳，采用簡單的RC上復(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12MHz晶振。 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)3.2.2接收電路部分3.2.2.1紅外遙控接收器的接收過程 由上述可見，紅外遙控系統(tǒng)中的指令信號(hào)及檢出電路，在碼分制系統(tǒng)中由編碼電路和解碼電路構(gòu)成，而且要有調(diào)制和解調(diào)的過程，因?yàn)榇a分制系統(tǒng)編碼脈沖的頻率極低，為超低頻，如果不用調(diào)制與解調(diào)電路，外界突然的光線

8、變化可能會(huì)對(duì)接收電路造成干擾，產(chǎn)生誤動(dòng)作，系統(tǒng)的抗干擾能力及可靠性就難以保證。 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)3.2.1.2 遙控接收器電路原理圖畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)3.3. 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方法第10腳輸出編碼波形圖 發(fā)射電路的第15腳的輸出調(diào)制波圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)3.4. 遙控發(fā)射及接收控制電路的軟件設(shè)計(jì) 3.4.1. 遙控發(fā)射部分遙控發(fā)射的主程序圖 調(diào)用鍵掃描處理子程序圖鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序圖畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)3.4.2. 遙控接收部分主程序及初始化及延時(shí)圖 中斷過程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)第4章 設(shè)計(jì)調(diào)試 控制電路板的安裝與調(diào)試在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)中占有重要位置，它是把理論付諸實(shí)踐的過程，也是把紙面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變位實(shí)際

9、產(chǎn)品的必經(jīng)階段。對(duì)試驗(yàn)階段的電路板的安裝一般有兩種方式即焊接方式和面包板插接方式。使用面包板焊接更加方便，容易更換線路和器件，而且可以多次使用。 本設(shè)計(jì)常用的調(diào)試儀器有：萬用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器等 。畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)試步驟調(diào)試步驟:1調(diào)試前不加電源的檢查調(diào)試前不加電源的檢查 對(duì)照電路圖和實(shí)際線路檢查連線是否正確，包括錯(cuò)接、少接、多接等；用萬用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好；元器件引腳之間有無短路，連接處有無接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包括極性、信號(hào)源連線是否正確；電源端對(duì)地是否存在短路（用萬用表測量電阻）。 經(jīng)過上述檢查，我們發(fā)現(xiàn)我們所設(shè)計(jì)

10、的電路存在錯(cuò)接和連接處不良接觸的問題，經(jīng)過細(xì)心的檢查后，解決了上述的一些電路上的問題。2靜態(tài)檢測與調(diào)試靜態(tài)檢測與調(diào)試 斷開信號(hào)源，把經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源接入電路，用萬用表電壓檔監(jiān)測電源電壓，觀察有無異?，F(xiàn)象：如冒煙、異常氣味、手摸元器件發(fā)燙，電源短路等，如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即切斷電源，排除故障； 我們的電路在此項(xiàng)測試中如無異常情況，接著我們又分別測量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓，如靜態(tài)工作點(diǎn)、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態(tài)下，結(jié)果有個(gè)別電路不符，經(jīng)過調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件，使電路最終工作在合適的工作狀態(tài)； 對(duì)于放大電路我們還用示波器觀察是否有自激發(fā)生。結(jié)果一切正常。畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)3

11、動(dòng)態(tài)檢測與調(diào)試動(dòng)態(tài)檢測與調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號(hào)源，并循著信號(hào)的注射逐級(jí)檢測各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，如必要，要對(duì)電路參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。發(fā)現(xiàn)問題，要設(shè)法找出原因，排除故障，繼續(xù)進(jìn)行。 我們所設(shè)計(jì)的遙控器電路是采用碼分制遙控方式，我們用示波器對(duì)發(fā)射電路輸出端及接收電路輸入端的信號(hào)波型的進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下不同的開關(guān)按鈕時(shí)所顯示的波型是不同的。這說明了此電路是工作在正常狀態(tài)的。畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)3動(dòng)態(tài)檢測與調(diào)試動(dòng)態(tài)檢測與調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號(hào)源，并循著信號(hào)的注

12、射逐級(jí)檢測各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，如必要，要對(duì)電路參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。發(fā)現(xiàn)問題，要設(shè)法找出原因，排除故障，繼續(xù)進(jìn)行。 我們所設(shè)計(jì)的遙控器電路是采用碼分制遙控方式，我們用示波器對(duì)發(fā)射電路輸出端及接收電路輸入端的信號(hào)波型的進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下不同的開關(guān)按鈕時(shí)所顯示的波型是不同的。這說明了此電路是工作在正常狀態(tài)的。畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)4調(diào)試注意事項(xiàng)調(diào)試注意事項(xiàng) 經(jīng)過我們自己動(dòng)手調(diào)試電路。我們從問題之中總結(jié)出來一些常用電路調(diào)試的注意事項(xiàng)。（1）正確使用測量儀器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接。（2）在信號(hào)較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地

13、線上，在頻率較高時(shí)要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測量時(shí)應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。（3）測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測處的等效阻抗。（4）測量儀器的帶寬必須大于被測量電路的帶寬。（5）正確選擇測量點(diǎn)和測量。（6）認(rèn)真觀察記錄實(shí)驗(yàn)過程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。（7）出現(xiàn)故障時(shí)要認(rèn)真查找原因。畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)第5章 總結(jié) 經(jīng)過幾個(gè)月的努力，我們在老師的耐心幫助和自己的努力下終于完成了此次設(shè)計(jì)，并按設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)了遙控器的各項(xiàng)功能。通過這次設(shè)計(jì)使我們從中學(xué)到到了很多課本上學(xué)不到的知識(shí)，了解了紅外遙控器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并學(xué)會(huì)了用單片機(jī)開發(fā)產(chǎn)品的完整

14、的過程，明白了設(shè)計(jì)的概念。通過自己親自去動(dòng)手和調(diào)試我明白的實(shí)踐的重要性，明白了理論結(jié)合實(shí)踐的含義，同時(shí)也大大的提高了自己的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，這在我以后的工作中都是非常有用的。畢業(yè)論文的制作給了我難忘的回憶?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我擁有了很多的回憶和收獲。當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對(duì)的任務(wù)后整個(gè)人都很累，但同時(shí)看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計(jì)稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)。 對(duì)電路的設(shè)計(jì)、布局要先有一個(gè)好的構(gòu)思，才顯得電路板美觀、大方。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時(shí)遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考，查閱資料，理清了思路。在此次設(shè)計(jì)中，知道了做凡事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，一步一腳印。在此畢業(yè)即將完成之際，我要由衷的感謝這三年來專業(yè)老師對(duì)我的諄諄教誨和