基于单片机红外遥控开关的设计

NANCHANGUNIVERSITY毕业论文设计diplomaprojectandthesis（2009—2011年）题目:基于单片机红外遥控开关设计英文题目:TheDesignoftheInfrared-controllerBasedonSCM学院:高等职业技术学院系别:信息工程系专业:应用电子技术班级:09级应用电子技术1学生姓名:胡会亮学号:8210909008指导老师:梅光起讫日期:2011年11月1日－2012年5月15日二○一一年十二月摘要红外遥控技术的出现，不仅大大提高了劳动生产率，降低了成本，而且减轻了人们的劳动强度，改善了劳动条件。红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点从而成为了当今非常流行的一种控制方式红外遥控器是一种利用红外遥控系统来控制被控对象的系统.整个系统由数字电路和模拟电路两个部分组成。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括LED红外光发射、解调、解码电路。[1]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AbstractInfraredremotecontroltechnology,notonlygreatlyimprovedlaborproductivity,reducedcosts,andreducethepeople'slaborintensityandimprovetheworkingconditions.Infraredremotecontrolhasasmallsize,lowpowerconsumption,functionality,andlowcostinordertobecomeaverypopularpresent-daycontrol.Theinfraredremotecontrolisonekindofuseinfraredremotecontrolsystemcontrolsiscontrolledtheobjectthedepartmentgreenoverallsystemiscomposedbythedigitalcircuitandtheanalogouscircuittwoparts.Launchespartiallyincludingthekeyboardmatrix,thecodedmodulation,theLEDinfraredtransmitter;ReceivespartiallyincludingtheLEDinfraredlightlaunch,thedemodulation,decodestheelectriccircuit.Afteranalyzingandresearchingontherequestofthedesign,wetakeseveralblueprintandweselectedthebestoneintheend.TheprojectmakeuseofadvancedSCMtorealizetheremotecontrol.Remotecontrollerwedesignedcandominate5electricalsourceswitchesandadjustthebrightnessofonelight.keyword：RemotecontrollingcircuitInfraredemissionInfraredreceiving,SCMI目录第一章绪论.......................................................11.1红外遥控技术的研究和成果......................................11.2本设计的方案和比较............................................3第二章红外遥控控制原理............................................5第三章红外遥控器的硬件系统设计...................................83.1所需要的器件及选择............................................83.1.1显示器件的选择............................................83.1.2按键控制方式的选择........................................83.2电路设计......................................................83.2.1红外遥控发射器遥控方式....................................83.2.2发射电路的设计............................................93.2.3发射电路原理图............................................93.2.4红外遥控接收器接收方式...................................103.2.5接收电路原理图...........................................103.3系统功能实现方法.............................................113.3.1遥控码的编码格式.........................................113.3.2遥控码的发射.............................................123.3.3数据帧的接收处理.........................................12第四章红外遥控器的软件系统设计...................................144.1遥控发射部分.................................................144.2遥控接收部分.................................................15第五章设计调试...................................................185.1调试前不加电源的检查.........................................185.2静态检测与调试...............................................185.3动态检测与调试...............................................185.4调试注意事项.................................................19第六章结论......................................................20参考文献..........................................................21致谢..............................................................22附录（计算机程序清单）...........................................23-1-第一章绪论目前市面上的遥控器铺天盖地，对于家电设备的控制，首选的就是红外遥控器，然而技术和经济的发展使得家庭数字化趋势越来越强烈，一对一遥控器（即一个遥控器只能控制一种类型的家电设备）已经不能满足用户要求。多功能红外遥控器就是在普通红外遥控器的基础上，应市场需求而产生的，它能控制不同种类的设备，并且操作方便，深受顾客的欢迎，这也决定了多功能遥控器具有广阔的应用前景。1.1红外遥控技术的研究和成果常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管；由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量的使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φ5发光二极管相同，只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样；用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可[2]。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉锯法来粗略判判定。接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外发光二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。红外遥控常用的载波频率为38kHz这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。1.2本设计的方案和比较根据毕业设计的要求，利用单片机设计一个遥控开关电路，可以拟定以下的几种方案。方案一：（简易红外遥控电路）在不需要多路控制的应用场合，可以使用由常规集成电路组成的单通道红外遥控电路。这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码器，因此成本较低。红外发射部分-2-图1.1方案一红外发射部分示意图考虑到本方案电路是简单的单通道遥控器，可直接产生一个控制功能的震荡频率，再通过红外发光二极管发射出去。红外接收部分图1.2方案一红外接收部分示意图当红外接收头接收到控制频率时，由一个电路对其进行解调并产生相应的控制功能。方案二：（利用红外遥控开关电路）用单片机制作一个红外电器遥控器，可以分别控制5个电器的电源开关。红外发射部分：图1.3方案二红外发射部分示意图当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。红外接收部分：图1.4方案三红外接收部分示意图产生振荡频率红外发射红外接收解调控制受控电器单片机按键控制红外发射单片机显示红外接收受控电器电源开关-3-当红外接收器接收到控制脉冲后，经单片机处理由显示设备显示出当前受控电器的序号。方案比较综上所述通过比较三套方案，方案一未采用单片机控制，功能过于单一，仅能对一路电器进行简单的遥控；方案二的红外线发射/接收控制电路采用单片机来实现，电路简单，实用性强。第二章红外遥控控制原理红外遥控就是把红外线作为载体的遥控方式。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备。同时，由于采用红外线遥控器件时，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在日常工作生活中的应用越来越广泛。常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。遥控发射具有键盘矩阵，每按下一个键，即产生具有不同的编码数字脉冲，这种代码指令信号调制在38kHz的截波上，激励红外光二级管产生具有脉冲串的红外波，通过空间的传送到受控机内的遥控接收器。在接收过程中，红外波信号通过光电二级管转换为38kHz的电信号，此信号经过放大、检波、整形、解调、送到解码与接口电路，从而完成相应的遥控功能。编码和调制键盘放大解调解码单片机红外遥控器一体化红外接收头图2.1红外遥控原理图发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极-4-管；由于其内部材料不同于