基于單片機的紅外遙控控制模塊的設(shè)計

1、.PAGE . UDC畢 業(yè) 論 文基于單片機的紅外遙控控制模塊的設(shè)計學(xué)生* 指導(dǎo)教師 系 、中心專 業(yè) 通信工程 年級 論文辯論日期 2012 年月 日 基于單片機的紅外遙控控制模塊的設(shè)計完成日期： 指導(dǎo)教師簽字：辯論小組成員簽字：. 基于單片機的紅外遙控控制模塊的設(shè)計摘要隨著科技的開展，越來越多的現(xiàn)代化電器走進(jìn)了普通老百姓的家庭，而這些家用電器大都由紅外遙控器操控，本文在總結(jié)和分析大量資料的根底上，設(shè)計一款以AT89C51單片機為核心的紅外遙控器，能夠到達(dá)學(xué)習(xí)和動手的能力，具有一定的現(xiàn)實意義。采用紅外技術(shù)和單片機技術(shù)，首先將各個按鍵進(jìn)展編碼，當(dāng)不同的指令鍵被按下時，指令信號電路產(chǎn)生不同脈沖

2、編碼的指令信號，也就是進(jìn)展編碼，然后經(jīng)芯片進(jìn)展調(diào)制從而產(chǎn)生不同的編碼信號，再由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號。把單片機等產(chǎn)生的編碼控制信號，經(jīng)由調(diào)制電路調(diào)制為3240 KHz的方波信號提高發(fā)射效率、降低功耗。再經(jīng)由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外發(fā)光二極管IRED發(fā)出紅外遙控信號；在接收端使用與發(fā)送端相配對的紅外光電二極管，接收含有控制信號的紅外信號，在將該紅外信號解調(diào)為電信號后，再送入AT89C51單片機進(jìn)展解碼，以得到相應(yīng)的控制信號，從而完成紅外信息的傳送，最后在屏幕上顯示相應(yīng)的數(shù)字。本系統(tǒng)很大程度上提高遙控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，可靠性，運行起來切實有效。關(guān)鍵詞；紅外技術(shù)；單片機；AT89C51；準(zhǔn)確可靠.

3、MCU infrared remote control systemAbstractWith the development of science and technology, more and more modern appliances entered the family of ordinary mon people, and these household appliances are made by infrared remote control, based on the review and analysis of large amounts of data on the ba

4、sis of a design, using AT89C51MCU as the core of the infrared remote control, can achieve the learning and practical ability, has the certain realistic significance.Using infrared technology and microputer technology, design of the infrared remote controller. Firstly, each key to encode different in

5、structions, when the key is pressed, the instruction signal circuit generates different pulse coded mand signal, is encoded, and then by chip to produce different coding modulation signal, the drive circuit drives the infrared emitter infrared signal. The single generated coded control signal, the m

6、odulation circuit modulation of 32 40 KHz square wave signal ( improved emission efficiency, reduce power consumption ). The drive circuit drives the infrared light-emitting diode ( IRED ) emit infrared remote control signal; at the receiving end and sending end use paired infrared photodiode for re

7、ceiving control signals, containing the infrared signal, the infrared signal is demodulated into electrical signals, and then sent to the AT89C51 MCU decoding, in order to obtain the corresponding control signal, thereby pleting infrared transmission of information. Finally the corresponding digit i

8、s displayed in the screen.This system can greatly improve the accuracy of remote control system, reliability, run effectively.Key words; infrared technology; MCU; AT89C51; accurate and reliable. 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc3247453171緒論 PAGEREF _Toc324745317 h1HYPERLINK l _Toc3247453181.1紅外遙控技

9、術(shù)的研究背景 PAGEREF _Toc324745318 h 1HYPERLINK l _Toc3247453191.2系統(tǒng)的研究目的與意義 PAGEREF _Toc324745319 h 1HYPERLINK l _Toc3247453201.3本系統(tǒng)的研究容 PAGEREF _Toc324745320 h 2HYPERLINK l _Toc3247453212 紅外遙控系統(tǒng)的總體設(shè)計 PAGEREF _Toc324745321 h 3HYPERLINK l _Toc3247453222.1遙控系統(tǒng)的主要功能 PAGEREF _Toc324745322 h 3HYPERLINK l _Toc

10、3247453232.2遙控系統(tǒng)的組成局部及構(gòu)造框圖 PAGEREF _Toc324745323 h 3HYPERLINK l _Toc3247453243控制模塊的硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc324745324 h 4HYPERLINK l _Toc3247453253.1單片機主控模塊 PAGEREF _Toc324745325 h 4HYPERLINK l _Toc3247453263.1.1 AT89C51單片機部功能說明 PAGEREF _Toc324745326 h 4HYPERLINK l _Toc324745327引腳功能說明 PAGEREF _Toc324745327

11、h 5HYPERLINK l _Toc3247453283.2單片機外圍電路 PAGEREF _Toc324745328 h 7HYPERLINK l _Toc324745329 電源電路 PAGEREF _Toc324745329 h 7HYPERLINK l _Toc324745330 晶振電路 PAGEREF _Toc324745330 h 7HYPERLINK l _Toc3247453313.2.3 復(fù)位電路 PAGEREF _Toc324745331 h 8HYPERLINK l _Toc324745332 矩陣鍵盤電路 PAGEREF _Toc324745332 h 8HYPER

12、LINK l _Toc3247453333.2.5 LED顯示器 PAGEREF _Toc324745333 h 9HYPERLINK l _Toc3247453343.3紅外發(fā)射模塊的硬件電路 PAGEREF _Toc324745334 h 10HYPERLINK l _Toc3247453353.4紅外接收模塊的硬件電路 PAGEREF _Toc324745335 h 12HYPERLINK l _Toc3247453364控制模塊的軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc324745336 h 14HYPERLINK l _Toc3247453374.1發(fā)射局部的工作原理 PAGEREF _T

13、oc324745337 h 14HYPERLINK l _Toc3247453384.2接收局部工作原理 PAGEREF _Toc324745338 h 14HYPERLINK l _Toc3247453394.3遙控系統(tǒng)的編碼及解碼 PAGEREF _Toc324745339 h 15HYPERLINK l _Toc324745340遙控發(fā)射編碼格式 PAGEREF _Toc324745340 h 15HYPERLINK l _Toc3247453414.3.2 數(shù)據(jù)幀的接收處理 PAGEREF _Toc324745341 h 16HYPERLINK l _Toc3247453424.4遙控

14、發(fā)射及接收控制程序流程圖 PAGEREF _Toc324745342 h 17HYPERLINK l _Toc324745343遙控發(fā)射控制流程圖 PAGEREF _Toc324745343 h 17HYPERLINK l _Toc324745344遙控接收控制流程圖 PAGEREF _Toc324745344 h 18HYPERLINK l _Toc3247453454.4.3 控制系統(tǒng)的主程序 PAGEREF _Toc324745345 h 19HYPERLINK l _Toc3247453465總結(jié)與展望 PAGEREF _Toc324745346 h 21HYPERLINK l _To

15、c324745347參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc324745347 h 22HYPERLINK l _Toc324745348致 PAGEREF _Toc324745348 h 23HYPERLINK l _Toc324745349附錄 PAGEREF _Toc324745349 h 24. 1緒論隨著人們生活水平的提高，人們對家用電子產(chǎn)品的智能化，多功能化提出了更高的要求，而電子技術(shù)的飛速開展使得單片機在各種家用電子產(chǎn)品領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控方式。由于紅外線遙控裝置具有體積小，功耗低，本錢低等特點，因而繼彩電，錄像機之后，他在錄音機，音響設(shè)備

16、，空調(diào)機以及玩具等小型電器裝置上也被廣泛采用。1.1紅外遙控技術(shù)的研究背景60年代初，一些興旺國家開場研究民用產(chǎn)品的遙控技術(shù)，但由于受當(dāng)時技術(shù)條件的限制，遙控技術(shù)開展很緩慢。70年代末，隨著大規(guī)模集成電路和計算機技術(shù)的開展，遙控技術(shù)才得到快速的進(jìn)步。在遙控方式上大體經(jīng)歷了從高本錢的有線到本錢低廉控制方便的無線控制。無論采用何種方式，準(zhǔn)確無誤傳輸信號，最終到達(dá)滿意的控制效果是非常重要的。紅外遙控系統(tǒng)主要由遙控發(fā)射器、一體化接收頭、單片機、接口電路組成。遙控器用來產(chǎn)生遙控編碼脈沖，驅(qū)動紅外發(fā)射管輸出紅外遙控信號，遙控接收頭完成對遙控信號的放大、檢波、整形、解調(diào)出遙控編碼脈沖。遙控編碼脈沖是一組串行

17、二進(jìn)制碼，對于一般的紅外遙控系統(tǒng)，此串行碼輸入到微控制器，由其部CPU完成對遙控指令解碼，并執(zhí)行相應(yīng)的遙控功能。使用遙控器作為控制系統(tǒng)的輸入，需要解決如下幾個關(guān)鍵問題：如何接收紅外遙控信號；如何識別紅外遙控信號以及解碼軟件的設(shè)計、控制程序的設(shè)計。紅外遙控技術(shù)在工農(nóng)業(yè)，通信技術(shù)，家用電器等多種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在門禁系統(tǒng)中的應(yīng)用，更加收到了人們的矚目。本設(shè)計的紅外線遙控就是將紅外遙控技術(shù)和單片機技術(shù)應(yīng)用結(jié)合的一種方案。他的特點是：抗干擾能力強，工作可靠，使用方便，傳遞信息準(zhǔn)確可靠，幾乎讓傳統(tǒng)電器匹配智能電器。紅外遙控作為一種高科技產(chǎn)品，在很多領(lǐng)域已經(jīng)成為主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)在它正以飛快的速度

18、進(jìn)入尋常百姓家。為我們所熟知。1.2系統(tǒng)的研究目的與意義隨著科技的開展，人們生活的節(jié)奏也越來越快，隨之人們對方便，快捷的要求也隨之不斷增高。遙控器的出現(xiàn)，在一定程度上滿足了人們這個要求！遙控器是由高產(chǎn)的創(chuàng)造家Robert Adler在五十年代創(chuàng)造的。而紅外遙控是20世紀(jì)70年代才開場開展起來的一種遠(yuǎn)程控制技術(shù)，其原理是利用紅外線來傳遞控制信號，實現(xiàn)對控制對象的遠(yuǎn)距離控制，具體來講，就是有發(fā)射器發(fā)出紅外線指令信號，有接收器接收下來并對信號進(jìn)展處理，最后實現(xiàn)對控制對象的各種功能的遠(yuǎn)程控制。本論文的目的是設(shè)計一款紅外遙控器?？刂菩盘柨梢酝ㄟ^按鍵發(fā)送出去通過對控制代碼進(jìn)展分析，相應(yīng)的紅外設(shè)備所接收到的

19、紅外信號是從紅外線發(fā)射端口發(fā)送出去的，最終到達(dá)了實現(xiàn)控制目的，并且其采用了AT89C51單片機芯片作為系統(tǒng)的處理器，在其他系統(tǒng)功能的開發(fā)上也有一定的優(yōu)勢。有非常好的市場前景。伴隨著計算機技術(shù)的進(jìn)步、無線通信技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了飛速開展。同時計算機等信息工具以及一些新的技術(shù)和產(chǎn)品不斷的進(jìn)入普通老百姓的家中，其中遙控器在里面也顯得有非常重要的作用。而目前使用最多的紅外遙控器具有如下的功能，就是用戶在對各種家用電器進(jìn)展操作的時候。不需要離得很近，在遙控器離家電有幾米甚至十幾米外就能夠?qū)ζ溥M(jìn)展操作。通過存儲和控制各個子系統(tǒng)的信息，來實現(xiàn)對家用電器的控制，方便了人們的生活。具有廣泛的應(yīng)用前景。1.

20、3本系統(tǒng)的研究容通過學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù),模擬電子技術(shù),單片機等課程,結(jié)合實際加深對所學(xué)知識的理解,通關(guān)設(shè)計紅外遙控電路,進(jìn)一步掌握模電數(shù)點單片機等理論知識的運用,加深了解電子元器件特別是集成電路(芯片)的構(gòu)造與功能,同時在設(shè)計過程中增強自己的動手能力以及獨立思考能力,為將來在社會立足增加籌碼.本課題主要容是設(shè)計一個基于單片機的紅外遙控器，即利用紅外線遙控技術(shù)，單片機技術(shù)來實現(xiàn)紅外信號的發(fā)射與接收，同時利用數(shù)碼管顯示傳遞的信息。本設(shè)計要求利用AT89C51作為主控芯片完成主控電路的設(shè)計，輔助電路要求包括發(fā)射模塊電路、接收模塊電路、電源電路等。. 2 紅外遙控系統(tǒng)的總體設(shè)計2.1遙控系統(tǒng)的主要功能本

21、遙控系統(tǒng)利用單片機作為主控芯片，實現(xiàn)由發(fā)射端發(fā)送信息，利用紅外線傳遞信息，接收端接收信息并顯示出來的一個簡單紅外遙控系統(tǒng)。首先將各個按鍵進(jìn)展編碼，當(dāng)不同的指令鍵被按下時，代表不同的編碼，然后經(jīng)芯片進(jìn)展調(diào)制從而產(chǎn)生不同的編碼信號，再由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號；在接收端使用與發(fā)送端相配對的紅外光電二極管，接收含有控制信號的紅外信號，在將該紅外信號解調(diào)為電信號后，再送入AT89C51單片機進(jìn)展解碼，以得到相應(yīng)的控制信號，從而完成紅外信息的傳送。2.2遙控系統(tǒng)的組成局部及構(gòu)造框圖圖2-1 紅外遙控系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成如圖2-1所示，系統(tǒng)由發(fā)射局部和接收局部組成。發(fā)射局部采用脈沖個數(shù)編碼，將待發(fā)射

22、信號調(diào)制成38KHz的載波信號，由紅外發(fā)射管進(jìn)展發(fā)射。接收局部由紅外接收管進(jìn)展解碼接收，單片機通過對所接收信號的分析，輸出相應(yīng)的控制信號，由發(fā)光二極管和數(shù)碼管指示出發(fā)射局部按下的按鍵號。按鍵矩陣：即矩陣鍵盤電路，鍵盤在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機的主要手段。鍵盤實質(zhì)上是一組案件開關(guān)的集合。AT89C51單片機：紅外遙控系統(tǒng)的主控芯片，遙控系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)對信息的處理，包括調(diào)制，解調(diào)等。紅外發(fā)射電路：將經(jīng)調(diào)制后的信號進(jìn)展功率放大，并轉(zhuǎn)換成紅外信號發(fā)射出去。紅外接收電路：將接收到的紅外光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并放大將接收到的紅外信號解調(diào)后轉(zhuǎn)換成一定格式的串行

23、數(shù)據(jù)傳送給單片機。顯示：經(jīng)過處理后的信號被復(fù)原后，將原信號顯示出來。3控制模塊的硬件設(shè)計3.1單片機主控模塊3.1.1 AT89C51單片機部功能說明圖3-1所示為AT89C51單片機部功能模塊框圖，在一塊小小的芯片上集成了單片機的根本功能部件。從圖可見單片機部功能模塊包括以下幾個局部：1一個8位CPU，由運算器、控制器組成。其中算數(shù)邏輯單元ALU、累加器ACC、程序狀態(tài)存放器PSW等構(gòu)成運算器，是單片機的運算中心，可進(jìn)展8位算邏輯運算；程序計數(shù)器PC、指令存放器、振蕩器及定時電路等構(gòu)成控制器，是單片機的控制中心，使得各部件在時鐘節(jié)拍的控制下協(xié)調(diào)地工作。時鐘脈沖由片振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路OSC提

24、供，石英晶體和微調(diào)電容需要外接，頻率圍為3.5-12MHz。2含存儲器有4KB片ROM，作為程序存儲器，用以存放代碼或數(shù)據(jù)表格；128B片RAM，作為數(shù)據(jù)存儲器，用以存放程序執(zhí)行時的用戶數(shù)據(jù)；21個片特殊功能存放器SFR?？蓪ぶ吠獠砍绦虼鎯ζ骱蛿?shù)據(jù)儲存器空間各為64KB。34個8位并行I/O口P0-P3，可用作輸入輸出；1個全雙工串行口UART通用異步收發(fā)器，用于串行通信。42個16位定時/計數(shù)器，可用作定時或計數(shù)。55個中斷源，其中2個外部中斷源INT0和INT1，3個部中斷源，即2個定時/計數(shù)中斷，一個串行口中斷。具有2個中斷優(yōu)先級嵌套構(gòu)造。圖3-1 AT89C51單片機部功能模塊框圖3.

25、1.2引腳功能說明AT89C51單片機引腳圖如圖3-2 所示圖3-2 AT89C51單片機引腳圖1VCC：供電電壓。2VSS：接地。3P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8個TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)展校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。4P1口：P1口是一個部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出

26、電流，這是由于部上拉的緣故。5P2口：P2口為一個部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1時，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1時，它利用部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展讀寫時，P2口輸出其特殊功能存放器的容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。6P3口：P3口管腳是8個帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫

27、入“1后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流ILL這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。7RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。8ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個AL

28、E脈沖。如想制止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOV*，MOVC指令時ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE制止，置位無效。9/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。10/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器0000H-FFFFH，不管是否有部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V

29、編程電源VPP。11*TAL1：反向振蕩放大器的輸入及部時鐘工作電路的輸入。12*TAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.2單片機外圍電路3.2.1電源電路6V電池的+6V端經(jīng)過D2二極管4007降壓后，到達(dá)整個電路的VCC，為整個電路提供供電電源。二極管的壓降一般為0.7V，經(jīng)過降壓后的電壓大概為5.3V。圖3-3中的D3發(fā)光二極管為電源指示燈，通電后該指示燈會一直長亮。圖3-3 電源電路3.2.2晶振電路本設(shè)計的晶振采用的是11.0592M晶體振蕩器，此晶振比擬常見，易于購得。因此，在設(shè)計中，圖3-4使用11.0592M的晶振與2個30pF的瓷片電容組成單片機的晶振振蕩電路，為單片機的正常工作

30、提供了振蕩信號。圖3-4 晶振電路3.2.3 復(fù)位電路圖3-5中的SW7、C4及R17，一起組成了本設(shè)計的復(fù)位電路，其中C4與R17為常用的阻容復(fù)位電路。當(dāng)工作電路在瞬間上電時，電容C4瞬間導(dǎo)通，+5V加載到單片機的第9引腳reset，系統(tǒng)完成了通電情況下的熱啟動。設(shè)計此按鍵的好處是，當(dāng)在系統(tǒng)死機的情況下，可以在不斷電的情況下按下此按鍵，完成單片機熱啟動。圖3-5 復(fù)位電路3.2.4矩陣鍵盤電路鍵盤在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機的主要手段。鍵盤實質(zhì)上是一組案件開關(guān)的集合。通常，鍵盤開關(guān)利用了機械觸點的斷開、閉合作用。鍵的閉合與否，反映在行線輸出電壓上

31、就是呈現(xiàn)高電平或低電平，如果高電平表示鍵斷開，低電平表示鍵閉合，通過對行線電平上下狀態(tài)的檢測，便可以確認(rèn)案件按下與否。為了確保CPU對一次按鍵動作只確認(rèn)一次案件有效，必須消除抖動期的影響。常用的鍵盤接口分為獨立式和行列式鍵盤接口。獨立式鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。行列式也稱矩陣式鍵盤用于按鍵數(shù)目較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的穿插點上。本次設(shè)計所采用的鍵盤接口就是這種。行列鍵盤的構(gòu)造如下列圖3-6所示。圖3-6行列式鍵盤構(gòu)造行列式鍵盤的工作原理：按鍵設(shè)置在行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接到+5V上。無按鍵按下時行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時

32、，行線電平狀態(tài)將由此行線相連的列線的電平?jīng)Q定。列線的電平如果為低，則行線電平為低;列線的電平如果為高，則行線亦為高。這一點是識別行列式鍵盤是否按鍵的關(guān)鍵所在。由于行列式鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。因此各按鍵彼此將互相發(fā)生影響，所以必須將行、列信號配合起來并做適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。3.2.5 LED顯示器常用的LED顯示器為8段或7段8段比7段多了以個小數(shù)點“dp段。每一個段對應(yīng)以個發(fā)光二極管。這種顯示器由共陽極和共陰極兩種。如圖3-7所示。共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常次共陰極接地。當(dāng)*個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點

33、亮，相應(yīng)的段被現(xiàn)實。同樣，共陽極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)*個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。為了使LED顯示器顯示不同的符號和數(shù)字，就要把不同段的發(fā)光二極管點亮，這樣就要為LED顯示器提供代碼，因為這些代碼可使LED相應(yīng)的段發(fā)光，從而顯示不同字型，因此該代碼稱之為段碼或稱為字型代碼。7段發(fā)光二極管在加上一個小數(shù)點，共計8段。因此提供應(yīng)LED顯示器的段碼正好是1B。各段于字節(jié)中各位對應(yīng)關(guān)系如下列圖3-7。圖3-7 8段LED構(gòu)造及外形3.3紅外發(fā)射模塊的硬件電路如圖3-8，單片機采用AT89C51，部有 4 K B的程序存

34、儲器，外部有P0-P3四個8位并口，選用晶振頻率fosc=24MHz。圖3.8中，SE303是紅外發(fā)射二極管，當(dāng)P1.0=1時，三極管9013導(dǎo)通，SE303通電發(fā)射紅外線，實際上發(fā)射的是頻率為38KHz的脈沖串;反之，三極管9013截止，SE303截止，不發(fā)射。圖3-8 發(fā)射局部電路圖本遙控發(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。在確定選擇AT89C51作為本設(shè)計發(fā)射電路核心芯片和點觸式開關(guān)作為控制鍵后，加上一個簡單紅外發(fā)射電路和12M晶體震蕩器便可實現(xiàn)紅外發(fā)射。發(fā)射局部的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實際上是一只特殊

35、的發(fā)光二極管，由于其部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它發(fā)出的便是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940nm左右，外形與普通5發(fā)光二極管一樣，只是顏色不同。遙控發(fā)射通過鍵盤，每按下一個鍵，即產(chǎn)生具有不同的編碼數(shù)字脈沖，這種代碼指令信號調(diào)制在40KHz的載波上，鼓勵紅外光二極管產(chǎn)生不同的脈沖，通過空間的傳送到受控機的遙控接收器。P1口作為按鍵局部，P0.7口作為發(fā)射局部，電路圖如圖3-8。3.4紅外接收模塊的硬件電路承受局部的電路原理圖如圖3-9所示。其中AT89C51(2)單片機為控制核心：P1.0P1.7口作為數(shù)碼管的二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出，通

36、過數(shù)碼管顯示發(fā)射終端的按鍵號，同時P0口和P2口相應(yīng)的二極管會顯示亮燈；P3.0、P3.3口接收調(diào)解后的紅外遙控信號，需要說明的是：圖3-9 接收局部電路原理圖1) 處于在開關(guān)機時燈應(yīng)全滅的考慮，P0和P2口在系統(tǒng)上電初始化后將一直保持為高電平，知道接收到發(fā)射局部的控制信號，其狀態(tài)才會發(fā)生改變。2) 紅外接收頭采用一體化接收器HRM5700B，其解調(diào)頻率為38KHz，當(dāng)HRM5700B接收到38KHz的紅外脈沖信號時輸出為低電平，反之輸出高電平。它是將光探測器與前置放大器封裝在一起，以實現(xiàn)對脈沖編碼信號調(diào)制的紅外光信號的接收。在系統(tǒng)工作時，HRM5700B對接收到的脈沖編碼信號進(jìn)展解調(diào)，解調(diào)后

37、的信號輸入至單片機的P3.0、P3.3口。. 4控制模塊的軟件設(shè)計本設(shè)計的控制軟件分為發(fā)射控制局部和接收控制局部。4.1發(fā)射局部的工作原理系統(tǒng)上電初始化，然后調(diào)用鍵掃描處理子程序。當(dāng)無按鍵按下時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；當(dāng)有按鍵按下時，系統(tǒng)通過按鍵檢查子程序，檢查按鍵號并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的發(fā)射子程序。在發(fā)射子程序中，將待發(fā)射信號調(diào)制成38KHz的載波信號，由單片機的14腳輸出，經(jīng)三極管9013放大后驅(qū)動紅外發(fā)射管ST188，發(fā)射調(diào)制脈沖信號。發(fā)射信號采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的編碼，最小為6個脈沖，最大為21個脈沖，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔為8ms。為到達(dá)控制準(zhǔn)確的目的，將發(fā)射脈沖分為連接段、控制段和

38、完畢段。連接段為發(fā)射信號的前3個脈沖，脈沖寬度分別為4ms、2ms、4ms，脈沖間隔為1ms。完畢段為發(fā)射信號的最后2個脈沖，脈沖寬度分別為2ms、4ms，脈沖間隔為1ms。中間為控制段，脈沖寬度和賣出那個間隔均為1ms。發(fā)射8個編碼時的輸出信號波形如圖4-1所示。其中前3個脈沖為連接段。中間3個脈沖為控制段，最后2個脈沖為完畢段。圖4-1 發(fā)射8個編碼時的輸出信號波形圖4.2接收局部工作原理系統(tǒng)上電初始化后，對單片機的P3.3口進(jìn)展檢測，當(dāng)其為高電平時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。當(dāng)其為低電平時，將啟動中斷效勞程序，實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)幀。需要說明的是：數(shù)據(jù)幀采用中斷方式進(jìn)展接收，單片機在外中斷1方式下工作。

39、在數(shù)據(jù)幀接收時，將對所接收數(shù)據(jù)的前3位碼的碼寬進(jìn)展驗證。前3位碼的碼寬分別為4ms、2ms、4ms，假設(shè)任意一位的碼寬不滿足要求，都將作為錯誤碼處理，當(dāng)系統(tǒng)接收到的高電平脈寬大于5ms時，完畢脈沖接收。然后系統(tǒng)會對所接收脈沖的最后兩位脈寬進(jìn)展驗證，其值應(yīng)分別是2ms和4ms，否則將會作為錯誤碼處理，最后系統(tǒng)根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù)，在單片機P0或P2口的*一對應(yīng)引腳輸出控制信號，同時在P1口輸出相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。此時即完成一次數(shù)據(jù)的接收處理。HRM5700B接收8個編碼時的輸出信號波形如圖4-2所示。圖4-2 ST188 接收8個編碼時的輸出信號波形圖4.3遙控系統(tǒng)的編碼及解碼4.3.1遙控發(fā)

40、射編碼格式采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0 ；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合二進(jìn)制的“1 ，其波形如圖4-3所示。圖4-3 遙控碼的“0和“1注：所有波形為接收端的與發(fā)射相反上述“0和“1組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38khz的載頻進(jìn)展二次調(diào)制以提高發(fā)射頻率，到達(dá)降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖4-4所示。圖4-4 遙控信號編碼波形圖遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進(jìn)制“0和“1

41、的個數(shù)不同而不同，大約在45ms63ms之間，圖4-5為發(fā)射波形圖。圖4-5 遙控連發(fā)信號波形當(dāng)一個鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖，這108ms發(fā)射代碼由一個引導(dǎo)碼9ms，一個結(jié)果碼4.5ms，低8位地址碼9ms18ms，高8位地址碼9ms18ms，8位數(shù)據(jù)碼9ms18ms和這8位數(shù)據(jù)的反碼9ms18ms組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發(fā)射的代碼連發(fā)碼將僅由起始碼9ms和完畢碼2.25ms組成。4.3.2 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，第一位碼的低電平將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)接收時，先對第一位起始位碼的碼寬進(jìn)展

42、驗證。假設(shè)第一位低電平碼的脈寬小于2ms，將作為錯誤碼處理；否則認(rèn)為是起始碼，累加器A加1.當(dāng)間隔位的高電平大于3ms時，完畢接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的輸出操作。圖4-6為紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖。圖4-6 一幀遙控碼波形圖4.4遙控發(fā)射及接收控制程序流程圖4.4.1遙控發(fā)射控制流程圖圖4-7遙控紅外發(fā)射流程圖圖4-7是遙控發(fā)射的主程序，首先初始化程序，然后調(diào)用鍵掃描處理子程序。上右圖為掃鍵過程，首先判斷控制鍵是否按下，假設(shè)有控制鍵按下則進(jìn)展逐行掃描，按照P口值查找鍵號轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序。紅外信號發(fā)射過程：首先裝入發(fā)射脈沖個數(shù)發(fā)射時為3ms脈沖，停發(fā)時為1ms脈沖

43、，此時假設(shè)發(fā)射脈沖個數(shù)為1則返回主程序，假設(shè)不為1則發(fā)1ms脈沖，然后停發(fā)1ms脈沖，這樣便完畢整個發(fā)射過程。在實踐中，采用紅外線遙控方式時，由于受遙控距離，角度等影響，實用效果不是很好，如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收碼，可提高遙控距離，并且沒有角度影響。4.4.2遙控接收控制流程圖圖4-9遙控接收控制流程圖遙控接收局部的主程序及初始化及延時過程如圖4-9：首先初始化，然后按照顯示亮度數(shù)據(jù)設(shè)定調(diào)光脈沖延時值，看P3.0口的脈沖是否為0，假設(shè)不為0則調(diào)入延時程序，此時P2.7口輸出調(diào)光脈沖然后返回；假設(shè)為0則直接返回中斷過程如圖4-10：首先判斷低電平脈寬度是否大于2ms，假設(shè)脈寬不到2ms，中斷返回

44、；假設(shè)低電平大于2ms，則接收并地低電平脈沖計數(shù)，接下來看判斷高電平脈沖寬度是否大于3ms，假設(shè)脈寬不到3ms，則返回上一接收計數(shù)過程；假設(shè)高電平脈寬大于3ms，則按照脈沖個數(shù)至對應(yīng)功能程序。此時中斷返回。圖4-10遙控接收中斷流程圖4.4.3 控制系統(tǒng)的主程序紅外遙控發(fā)射芯片采用PPM編碼方式,當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后,將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖。遙控編碼脈沖由前導(dǎo)碼、8位用戶碼、8位用戶碼的反碼、8位操作碼以及8位操作碼的反碼組成。通過對用戶碼的檢驗，每個遙控器只能控制一個設(shè)備動作，這樣可以有效地防止多個設(shè)備之間的干擾。編碼后面還要有編碼的反碼，用來檢驗編碼接收的正確性，防止誤操作，增強系統(tǒng)

45、的可靠性。前導(dǎo)碼是一個遙控碼的起始局部，由一個9ms的低電平(起始碼)和一個4. 5ms的高電平(結(jié)果碼)組成，作為承受數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備脈沖。以脈寬為0. 56ms、周期為1. 12ms的組合表示二進(jìn)制的“0；以脈寬為1. 68ms、周期為2. 24ms的組合表示二進(jìn)制的“1。如果按鍵按下超過108ms仍未松開,接下來發(fā)射的代碼(連發(fā)代碼)將僅由起始碼(9ms)和完畢碼(2. 5ms)組成。單片機采用外部中斷INTI管腳和紅外接收頭的信號線相連，中斷方式為邊沿觸發(fā)方式。并用定時器0計算中斷的間隔時間，來區(qū)分前導(dǎo)碼、二進(jìn)制的“1、“0碼。并將8位操作碼提取出來在數(shù)碼管上顯示。具體程序局部，見附錄。.

46、5總結(jié)與展望本畢業(yè)設(shè)計研究的是利用AT89C51單片機芯片來控制一個紅外遙控系統(tǒng)，通過掌握其原理及控制過程，設(shè)計一個硬件電路，并通過和同學(xué)合作進(jìn)展對硬件電路的相關(guān)軟件設(shè)計共同完成這個畢業(yè)設(shè)計。最終目的在于學(xué)會獨立的查找資料選擇方案，穩(wěn)固所學(xué)知識設(shè)計單片機硬件電路，加強電子制作的動手能力。通過本次畢業(yè)設(shè)計我認(rèn)識到自己在專業(yè)知識上的缺陷，所學(xué)專業(yè)知識在實際應(yīng)用中還不能夠得心應(yīng)手，以后我會加強這方面的學(xué)習(xí)，在實際應(yīng)用中多下功夫，提高自己的個人能力。展望未來，家用電器信息化能夠大大提高人們的生活質(zhì)量井且在此根底上開發(fā)出能夠統(tǒng)一控制這些家電的遙控器會越來越受到人們的歡送無線通信技術(shù)開展越來越快同時，我們

47、也應(yīng)該注意到。紅外通信應(yīng)用的局限性也越來越明顯了，比方其通信距離以及通信數(shù)據(jù)率等原因。現(xiàn)代生活中席線局域網(wǎng)、GPRS等無線通信技木將在家電信息化的過程中將代替它而起到更大的作用。. 參 考 文 獻(xiàn)1 霍孟友.單片機原理與應(yīng)用M. ：機械工業(yè)，2004.2 新民.王燕芳.微型計算機控制技術(shù)M.：電子工業(yè)，2003.3 譚建成.電機控制專用集成電路M. ：機械工業(yè)，2004.5 長贊.實用遙控技術(shù)手冊M.：人民郵電，1996.6 永甫.紅外探測與控制電路M. ：人民郵電，2004.7 蘆健，軍，顏自勇，文薌.自學(xué)習(xí)型智能紅外遙控器設(shè)計J.國外電子測量技術(shù)，2006，825：63-66.8 華.MC

48、S-51系列單片機實用接口技術(shù)M. ：航空大學(xué)，1993.9 育才.MCS-51系列單片微型計算機及其應(yīng)用M. ：東南大學(xué)，1991.10 黃俊，王兆安.電力電子技術(shù)第三版M：機械工業(yè)，1999.12.11 華.MCS-51實用接口技術(shù)M. ：航空航天大學(xué)，1996.12 陸坤等.電子設(shè)計技術(shù)M ：電子科技大學(xué)，1998.10.13 胡驊， 明.Protel 99 SE 原理圖與PCB設(shè)計M ：機械工業(yè)，2005 14 胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)M. ：清華大學(xué)，2006,3 15 亮. 單片機C語言編程與實例M. : 人民郵電, 2003. ：3 -432. 致 首先，我要感我的導(dǎo)師教師

49、在畢業(yè)設(shè)計中對我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，同時也感本校的一些教師在畢業(yè)設(shè)計期間所給予我得幫助。在我畢業(yè)論文寫作期間，各位教師給我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)心，沒有您們這樣的幫助和關(guān)心，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計，借此時機，向您們表示由衷的感謝。接著，我要感和我一起做畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計的短短過程中，你們給我提出很多珍貴的意見，給了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠的你們。同時，我還要感我的寢室同學(xué)和身邊的朋友，正是在這樣一個團(tuán)結(jié)友愛，相互促進(jìn)的環(huán)境中，在和他們的相互幫助和啟發(fā)中，才有我今天的小小收獲。最后我要深深地感我的家人，正是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和

50、學(xué)習(xí)上給予我無盡的愛、理解和支持，才使我時刻充滿信心和勇氣，克制成長路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵和幫助的朋友，在此無法一一列舉，此也一并表示忠心地感！附錄/*/ send.c/ 遙控發(fā)射器/*/使用AT89C51單片機，12Mhz晶振/#pragma src(E:remote.asm)#include reg52.h#include intrins.h /_nop_():延時函數(shù)用/#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/sbit remoteout=P35; / 遙控輸出口/uint i,j,m,n,k,s;Uchar keyvol,temp; / 鍵值存放/*1毫秒延時程序*/void delay(uint z) uint t1,y; for(t1=z;t10;t1-) For(y=110;y0;y-);/*初始化函數(shù)*/clearmen()Remoteout=0; / 關(guān)遙控輸出IE=0*00;TMOD=0*02; / 8位自動沖撞模式TH0=0*f3; / 40Khz初值TL0=0*f3;EA=1; / 開關(guān)中斷/*發(fā)射函數(shù)*/sed ()ET0=1;TR0=1;delay(#);et0=0;remoteout=0; / 40Khz發(fā)3毫秒for(m=keyvo