红外遥控专业系统设计完整版.docx

1、红外遥控专业系统设计完整版本科毕业课程（设计）（设计目）题：简易红外遥控系统设计 学 院： 明德学院 专 业： 机械制造及其自动化 班 级： 机电12151 学 号： 12110659 学生姓名： 王怀浩 指引教师： 王许 6月贵州大学本科毕业课程（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交课程设计，是在指引教师指引下独立进行研究所完毕。在文本设计中凡引用她人已经刊登或未刊登成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。课程（设计）作者签名： 王怀浩 日 期： . 6 .23摘要红外遥控技术浮现，不但大大提高了劳动生产率，减少了成本，并且减轻了人们劳动强度，改进了劳动条件。红外线遥控器具备体积

2、小、功耗低、功能强、成本低等特点从而成为了当今非常流行一种控制方式红外遥控器是一种运用红外遥控系统来控制被控对象系统.整个系统由数字电路和模仿电路两个某些构成。发射某些涉及键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接受某些涉及LED红外光发射、解调、解码电路。1通过对设计规定地认真分析和研究，拿出了几种可行方案，最后选定了一种最佳方案。该方案是采用先进单片机技术实现遥控重要手段。咱们所设计遥控器能控制5个电器电源开关，并且可对一路电灯进行亮度调节。核心字：遥控电路，红外发射，红外接受，单片机AbstractInfrared remote control technology，not only gr

3、eatly improved labor productivity，reduced costs，and reduce the peoples labor intensity and improve the working conditions. Infrared remote control has a small size，low power consumption，functionality，and low cost in order to become a very popular present-day control.The infrared remote control is on

4、e kind of use infrared remote control system controls is controlled the object the department green overall system is composed by the digital circuit and the analogous circuit two parts. Launches partially including the keyboard matrix，the coded modulation，the LED infrared transmitter；Receives parti

5、ally including the LED infrared light launch，the demodulation，decodes the electric circuit.After analyzing and researching on the request of the design，we take several blue print and we selected the best one in the end. The project make use of advanced SCM to realize the remote control. Remote contr

6、oller we designed can dominate 5 electrical source switches and adjust the brightness of one light.keyword：Remote controlling circuit Infrared emission Infrared receiving，SCM 第二章 设计规定.2 3.2.1 单片机最小系统 3道谢18附录119附录2.27参照文献 32第一章 绪 论当前市面上遥控器铺天盖地，对于家电设备控制，首选就是红外遥控器，然而技术和经济发展使得家庭数字化趋势越来越强烈，一对一遥控器（即一种遥控器只

7、能控制一种类型家电设备）已经不能满足顾客规定。多功能红外遥控器就是在普通红外遥控器基本上，应市场需求而产生，它能控制不同种类设备，并且操作以便，深受顾客欢迎，这也决定了多功能遥控器具备辽阔应用前景。惯用红外遥控系统普通分发射和接受两个某些。发射某些重要元件为红外发光二极管。它事实上是一只特殊发光二极管；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，它便发出是红外线而不是可见光。当前大量使用红外发光二极管发出红外线波长为940nm左右，外形与普通5发光二极管相似，只是颜色不同。红外发光二极管普通有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏办法与判断普通二极管同样；用万用表

8、电阻挡量一下红外发光二极管正、反向电阻即可2。红外发光二极管发光效率要用专门仪器才干精准测定，而业余条件下只能用拉锯法来粗略判鉴定。接受某些红外接受管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接受二极管加反向偏压，它才干正常工作，亦即红外接受二极管在电路中应用时是反向运用，这样才干获得较高敏捷度。红外发光二极管普通有圆形和方形两种。由于红外发光二极管发射功率普通都较小（100mW左右），因此红外接受二极管接受到信号比较薄弱，因而就要增长高增益放大电路。红外遥控惯用载波频率为38kHz这是由发射端所使用455kHz晶振来决定。在发射端要对晶振进行整数分频，分系数普通取12，因此455kHz1237.

9、9kHz38kHz 第二章 设计规定重要功能是实现运用单片机AT89C51结合红外线收发模块实现控制指定LED灯亮灭。第三章 硬件系统设计3.1基于单片机红外线遥控控制LED灯显示系统框架图1. 系统晶振采用11.0592MHZ 2. 系统框架图如下：图2-1 系统设计总框图3.2单片机控制系统及其基本电路3.2.1单片机最小系统 单片机晶振电路：对于MSC-51普通晶振频率可以在1.2MHz12MHz之间选取，这是电容C可以相应选取10pF30pF。当使用89C55时晶振频率可以提高到24MHZ。对于本设计电容C用30pF，晶振选用11.0592MHz。晶振电路如下图3-1所示，一条引脚接在

10、XTAL1，另一条接在XTAL2。 单片机复位电路：为了防止程序执行过程中失步或运营紊乱，此处采用了上电复位及 手动复位电路，电路图如下图2-1所示：图3-2-1 单片机最小系统图3.2.2时钟电路单片机必要要有时钟信号才干正常工作，由于它是一种时序电路3。单片机芯片18脚（X2）、19脚（X1）分别为片内反向放大器输出端和输入端，只要在18脚（X2）和19脚（X1）之间接上一种晶振（本控制系统采用频率为12MHz），同步两个脚分别串联上一种30PF电容即可构成单片机所需时时钟电路。钟电路如2-2所示。图3-2-2 时钟电路模块图3.2.3复位电路单片机芯片第9脚RST（Reset）是复位信号

11、输入端。单片机系统在开机时或在工作过程中因某种干扰而使程序失去控制，或工作中程序处在某种死循环状态等状况下都需要进行复位。AT系列单片机复位普通靠外部电路来实现，信号高电有效，由RST引脚输入，当引脚保持高电平2个周期机器 才正常复位4。复位目是使单片机以及其她所有功能都图2-3所示。在本设计中为简化了模型，直接将RST脚拉低，只实现开机复位。恢复到一种原始状态，并从这个状态开始执行其她任务。AT89C52单片机复位电路如下图2-3：图3-2-3 复位电路模块图3.3基于单片机红外遥控控制LED系统设计原理3.3.1单片机红外遥控控制LED显示系统原理红外遥控是指令信号产生电路以不同脉冲编码代

12、表不同指令。如图4。当不同指令键被按下时，指令信号产生电路将产生不同脉冲编码指令信号，也就是进行编码，然后经调制电路调制，变为编码脉冲调制信号，再由驱动电路驱动红外发射器件发射红外光信号。图2-3-1 码分制红外遥控系统图接受器接受下来信号通过前置放大后，送入解调电路，对调制信号进行解调，再经指令信号检出电路检出指令信号。这里指令信号检出电路是与发射器中编码电路相相应译码电路，通过它将指令信号译出。3.3.2单片机红外遥控控制LED系统码分制原理红外线遥控系统中指令产生及检出电路，在频分制中由多频振荡电路及频率选取电路构成；在码分制系统中则由编码电路及译码电路构成，这是频分制与码分制红外线遥控

13、系统分别。在码分制中，由于码分制系统编码脉冲频率极低，为超低频，如果不用调制与解调电路，外界突然光线变化也许会对接受电路导致干扰，产生误动作，系统抗干扰能力及可靠性就难以保证。因此本系统将用码分制遥控。遥控器采用脉冲个数编码，不同脉冲个数代表不同码，最小为2个脉冲，最大为17个脉冲。为了使接受可靠，第一位码宽为3ms,别的为1ms,遥控数据帧间隔不不大于10ms,如图5 所示。在遥控码发射中，当某个操作键按下时，单片机先读出该键值，然后依照键值设定遥控脉冲个数，再调制成38KHz 方波由红外线发射管发射出去。P3.7 端口输出调制波如图2-3-2.1 所示。图3-3-2.1 调光命令码当红外线

14、接受器输出脉冲帧数据时，第一位码低电平将启动中断程序，实时接受数据帧。在数据接受时，先对第一位（起始位）码码宽进行验证。若第一位低电平码脉宽不大于2ms，将作为错误码解决；否则以为是起始码，累加器A 加1。当间隔位高电平不不大于3ms 时，结束接受，然后依照累加器A中脉冲个数，执行相应输出操作。图2-3-2.2为红外线接受器输出一帧遥控码波形图。 图3-3-2.2 一帧遥控码波形图 3.4红外遥控发射系统电路设计3.4.1指令按键电路本设计中通过单片机P2口外接按键，对外部按键进行扫描，通过按键产生外部中断，并把按键指令发送只单片机内，经单片机对各个按键进行编码后经信号指令发送至红外发射管，单

15、片机与按键连接电路如下：图3-4-1 指令按键电路图3.4.2 发射电路 本设计中运用一体化红外收发二极管作为作为红外线收发接口；红外线发射电路中，单片机将已编码完毕指令通过P3.7连接红外线发射机二极管发射出去，单片机与红外二极管接线图如下：图3-4-2 发射电路连接图3.4.3 显示模块发射电路设计中增长了一种数码管对发送按键键码进行显示，进一步加强发射电路功能。单片机将已接受到按键键码值，通过IO口P00-P03发送到七段译码器CD4511，再通过七段译码器CD4511对按键码进行解码，并显示到一位7段数码管。CD4511是一种用于驱动共阴极 LED （数码管）显示屏 BCD 码七段码译

16、码器，具备BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能CMOS电路能提供较大拉电流；可直接驱动LED显示屏。CD4511驱动数码管显示原理：CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，引脚排列如图 2 所示。其中a b c d 为 BCD 码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示屏正常显示，加低电平时，显示屏始终显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示屏与否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。此外 CD4511有回绝伪码特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时

17、锁存，低电平时传播数据。ag是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。此外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，因此显示6、9这两个数时，字形不太美观 图3是 CD4511和CD4518配合而成一位计数显示电路，若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 阴极是连在一起，在应用中应接地。限流电阻要依照电源电压来选用，电源电压5V时可使用300限流电阻。图3-4-3 CD45113.5红外遥控接受系统电路设计3.5.1接受电路本设计中通过单片机P3.2口外接一体化红外线收发二极管红外

18、线接受二极管，并把红外线接受二极管接受到指令信号送入单片机内进行解码等解决。红外接受二极管与单片机接线图如下：3.5.2 LED灯显示电路LED灯通过与单片机P1口进行连接，单片机依照接受到不同按键码，通过控制P1口电平，把相应LED灯点亮或者熄灭，连接图如下：图3-5-2 LED灯显示电路3.6硬件原理图硬件原理图如图所示：图3-6 硬件原理图第四章 软件系统设计4.1 红外线发射电路程序流程图设计阐明：当单片机上电时候程序开始执行，一方面进行初始化工作，然后启动中断，接着单片机对接有按键引脚电平进行扫描，当发既有按键被按下时候，将该按键按键码发送到单片机内部，按键码经单片机进行解决，并进行

19、编码，编码完毕后将该编码经由单片机P3.7发送到红外线发送二极管进行信号发射：图4-1 红外线发射电路流程图4.2 红外线接受电路程序流程图设计阐明：当单片机上电时候程序开始执行，一方面进行初始化工作，然后启动中断；此时单片机对连接红外线接受二极管P3.2端口进行扫描；当红外接受二极管接受到信号时候，经该信号进行解码还原，并点亮指令LED灯：图4-2 红外线接受电路流程图第五章 系统测试与分析 5.1 运用Proteus和keil进行仿真调试应用系统设计完毕之后，要进行硬件调试和软件调试。软件调试可以运用开发及仿真系统进行。1先排除硬件电路故障，涉及设计性错误和工艺性故障。普通原则是先静态后动

20、态。（1）运用万用表或逻辑测试仪器，检查电路中各元件以及引脚与否连接对的，与否有短路故障。（2）先要将单片机AT89C51芯片取下，对电路板进行通电检查，通过观测看与否有异常，然后用万用表测试各电源电压，若这些都没问题，则直接上仿真机进行联机调试观测各接口线路与否异常。2软件调试软件调试是运用仿真工具Proteus和keil进行在线仿真调试，不但可以发现和解决程序错误外，并且可以发现硬件中存在问题.单片机AT89C51是系统核心，运用万用表检测单片机电源VCC与否为（40脚）+5V、晶振与否正常工作（可用示波器测试，也可以用万用表检测，两引脚电压普通为1.82.3V之间）、复位引脚RST（复位

21、时为高电平，单片机工作时为低电平）、EA与否为高电平，这样一来单片机就能工作了，再结合电路图，检测故障就很容易了。5.2 仿真图 5.2.1按下第一种键 5.2.2按下第二个键 5.2.3.按下第三个键 5.2.4再次按下第二个键第六章 总 结 通过这次课程设计，提高了我自学能力，通过不断查阅资料，通过与同窗交流，来解决其中遇到困难，例如如何解决无线通信问题，如何解决控制问题等。我在设计中变化了比较老式固定式开关元件，运用单片机无线遥控控制室内灯光获得了良好效果，为人们提供了很大以便，在社会生活越来越当代化同步，我以为灯具电器等家具实现智能化控制是一种很大趋势，同步也应总结经验，逐渐完善室内灯

22、光智能控制，例如可以增长室内灯具自动巡检与电脑联网功能，灯具故障即可自动发出报修信号，灯具各种使咱们第一时间得知灯具工作状况，还可以对灯具加入诸多场景模式等。在设计中也体会到我知识面还是很狭窄，作为电子系学生，在学好本专业基本前提下，还要不断学习其她领域科学技术知识，拓宽自己知识面，才干胜任新设备、新技术工作，更好发挥本专业作用。道谢通过几种星期努力，咱们在王教师耐心协助和自己努力下终于完毕了本次设计，并按设计规定实现了遥控器各项功能。通过这次设计使咱们从中学到到了诸多课本上学不到知识，理解了红外遥控器现状和发展趋势，并学会了用单片机开发产品完整过程，明白了设计概念。通过自己亲自去动手和调试我

23、明白实践重要性，明白了理论结合实践含义，同步也大大提高了自己动手能力和团队合伙能力，这在我后来工作中都是非常有用。在这次设计中，王教师不厌其烦给我解说问题和修正错误，在此表达衷心感谢！附录一 发射器程序#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int# define _BV(bit) (1(bit)sbit k1=P20;sbit k2=P21;sbit k3=P22;sbit k4=P23;sbit k5=P24;sbit k6=P25;sbit k7=P26;sbit k8=P27;sbit out

24、=P37;static bit OP； /红外发射管亮灭static unsigned int count； /延时计数器static unsigned int endcount；/终结延时计数static unsigned char Flag； /红外发送标志char iraddr1； /十六位地址第一种字节char iraddr2； /十六位地址第二个字节void SendIRdata(char p_irdata);uchar t=16;uchar CODE=0Xff;void delay_LCM(uint)； /LCD延时子程序/*延时K*1ms,12.000mhz*/void dela

25、y_LCM(uint k) uint i,j; for(i=0;ik;i+) for(j=0;j60;j+) ; void key() if(k1=0)/ 开 delay_LCM(5); if(k1=0) SendIRdata(1); P0=1; while(k1=0); if(k2=0)/ 开 delay_LCM(5); if(k2=0) SendIRdata(2); P0=2; while(k2=0); if(k3=0)/ 开 delay_LCM(5); if(k3=0) SendIRdata(3); P0=3; while(k3=0); if(k4=0)/ 开 delay_LCM(5);

26、 if(k4=0) SendIRdata(4); P0=4; while(k4=0); if(k5=0)/ 开 delay_LCM(5); if(k5=0) SendIRdata(5); P0=5; while(k5=0); if(k6=0)/ 开 delay_LCM(5); if(k6=0) SendIRdata(6); P0=6; while(k6=0); if(k7=0)/ 开 delay_LCM(5); if(k7=0) SendIRdata(7); P0=7; while(k7=0); if(k8=0)/ 开 delay_LCM(5); if(k8=0) SendIRdata(8);

27、 P0=8; while(k8=0); /定期器0中断解决 void timeint(void) interrupt 1 TH0=0xFF； TL0=0xe6；/设定期值为38K 也就是每隔26us中断一次 count+; /定期器1中断解决 void time1(void) interrupt 3 out=!out; void SendIRdata(char p_irdata) int i; char irdata=p_irdata； /发送9ms起始码 endcount=74; Flag=1; count=0; out=0; TR1=1; dowhile(countendcount); T

28、R1=0; out=1； /发送4.5ms成果码 /endcount=117; /Flag=0; /count=0; /out=1; /dowhile(countendcount);endcount=25; Flag=1; count=0; out=1； /TR1=1; dowhile(countendcount)； /发送八位数据/irdata=p_irdata; for(i=0;iirdata;i+) endcount=25; Flag=1; count=0; out=0; TR1=1; dowhile(countendcount); TR1=0; out=1;endcount=25; F

29、lag=1; count=0; out=1; /TR1=1; dowhile(countendcount); main() count = 0; Flag = 0; OP = 0; out = 1; EA = 1；/容许CPU中断 TMOD = 0x21；/设定期器0和1为16位模式1 ET0 = 1；/定期器0中断容许 P1=0xff; TH0 = 0xFF； TL0 = 0xE6；/设定期值0为38K 也就是每隔26us中断一次 TR0 = 1;/开始计数TH1 = 256-13； TL1 = 256-13；/设定期值0为38K 也就是每隔26us中断一次 ET1 = 1；/定期器1中断容许 /TR1 = 1; /定期器1中断容许 iraddr1=0x00;iraddr2=0x00; while(1)