基于单片机的多路遥控系统的设计文档格式.docx
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第一章设计任务1
1.1设计的内容与功能.1
1.2技术指标.1
第二章总体设计方案2
2.1设计方案的论证2
2.1.1红外遥控发射电路的方案论证.2
2.1.2红外遥控接收电路的方案论证.2
2.1.3单片机的选择.3
2.1.4显示器件选择3
2.2红外遥控系统电路的原理框图以及各部分作用.3
2.2.1红外发射部分原理框图以及各部分作用3
2.2.2红外接收部分原理框图以及各部分作用4
第三章系统硬件电路的设计6
3.1单片机遥控接收部分的硬件电路.6
3.1.1电源电路6
3.1.2红外接收部分电路7
3.1.3显示电路8
3.1.4控制电路8
3.1.5单片机STC89C52勺最小系统的连接电路9
3.1.6
单片机遥控发射部分的硬件电路10
4.1软件设计流程图.12
4.1.1遥控发射主程序流程图12
4.1.2键扫描程序流程图13
4.1.3遥控码发射程序流程图15
4.1.4遥控接收器主程序流程图18
4.1.5中断程序流程图22
第五章系统调试25
5.1本设计常用的调试仪器25
5.2调试步骤：
.25
5.2.1调试前不加电源的检查25
5.2.2静态检测与调试25
5.2.3动态检测与调试26
5.2.4调试过程中所遇到的问题及解决方法26
5.2.5调试注意事项27
第六章测试结果与分析28
6.1测试结果.28
6.2问题分析.28
参考文献30
致谢.错误!
未定义书签。
附录.31
附录一发送接收电路原理图.31
附录二程序清单.32
附录三元器件清单.41
附录四英文资料.42
、八
前言
无线遥控是指利用无线电波、红外线、超声波等作为载体，不用导线，而在空间传输，实现对被控目标的控制。
实现对以家用电器为代表的中小型电器的遥控方法，主要有无线电遥控和红外线遥控[1]。
红外线遥控与无线电遥控相比：
红外光波的波长远小于无线电波的波长，因此红外线遥控信号不会影响其它家用电器，也不会影响到邻近的无线电设备；
另外，红外线遥控不具有无线电遥控那样穿透障碍物去控制被控对象的能力，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必要像无线电遥控那样，每套发射器和接收器要有不同的遥控频率或编码，否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器，所有同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况，这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便；
此外，红外线为不可见光，对环境影响很小，同时又具有很强的隐蔽性和保密性[2]。
由此可见，红外线遥控具有结构简单、制作方便、成本低廉、抗干扰能力强、工作
可靠性高等一系列优点，是近距离遥控优选方式，并因此而广泛应用在各类电器上[3]。
但目前市场上一般设备系统均采用专用的遥控编码及解码集成电路，具有制作简单等特点，由于这些芯片价格较贵，功能键数及功能受到特定的限制，且相互之间采用的遥控编码格式互不兼容，所以各机型的遥控器通常只能针对各自的遥控对象而无法通用，只适用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。
而采用单片机进行遥控系统的设计，具有硬件接口简单方便，编程灵活多样，操作码个数可随意设定等优点。
本文介绍了一种基于STC89C52单片机的红外遥控系统的设计和制作过程。
该系统利用红外发送，单片机软件编码，把状态发送给接收部分的单片机，接收的单片机在内部进行状态解码，从而实现一个遥控器控制多种电器设备的功能。
第一章设计任务
1.1
设计的内容与功能设计内容：
用单片机作为控制芯片制作一个遥控器，另一个单片机控制系统能被遥控操作。
本设计用单片机制作7路电器遥控器，可以分别控制7个电器的电源开关。
该遥控采用脉冲个数编码，4*4键盘开关。
并特别扩展了对一个电机的正反转的控制。
具
1.2
当按下键14时，发光二极管全亮，数码管显示数字e;
当按下键15时，发光二极管全亮，数码管显示数字f;
1.3技术指标
（1）最大遥控距离：
5M
（2）发射接收角：
水平最大90度
（3）遥控器发射时工作电流：
20mA
第二章总体设计方案
2.1设计方案的论证
由于是遥控系统，所以分遥控发射和遥控接收两大部分。
2.1.1红外遥控发射电路的方案论证
方案一：
指令信号产生电路以不同的脉冲编码（不同的脉冲数目及组合）代表不同的控制指令。
当不同的指令键被按下时，指令信号电路产生不同脉冲编码的指令信号，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发射红外信号⑷。
整体过程如下：
图2-1遥控发射器遥控过程
方案二：
采用指令键产生电路产生不同的控制指令，单片机进行状态的编码，直接由单片机的口输出方波信号控制红外发射管进行发射。
红外发射管采用普通的红外发射
二极管［5］。
由于我们现在所掌握专业知识的限制，调制电路功能不易实现，通过比较，选用方
2.1.2红外遥控接收电路的方案论证
红外接收装置把接收过来的信号进行前置放大，通过解调电路，指令解码
电路，记忆驱动电路实现对所控制状态的解码，然后执行（实现控制功能）。
原理框图［7］
如图2-2所示。
图2-2红外遥控接收器的接收过程框图
遥控系统采用红外线脉冲个数编码，直接利用单片机软件解码，实现功能的遥控[8]。
综合以上两种方案分析，方案一比较复杂，相应的硬件电路难以实现其要求，所用到的芯片也比较昂贵，而方案二直接利用单片机就可以达到接收功能，减少了电路的复杂程度，也比较符合我们现在的知识程度，信价比较高，故采用方案二。
2.1.3单片机的选择
本设计所用的单片机可以用C－31,STC89C－52,羚羊单片机等多种单片机来实现。
考虑本设计的要求，需要编写程序，但是C－31没有内部存储器，那么就要用外部扩展，比较麻烦[9]。
本设计所编写的程序比较简单，功能也比较少，如果用羚羊单片机就过于麻烦，大材小用，本设计所用到的输入输出端口也不是很多，所以我们决定用STC89C－52单片机来完成本设计，既方便也很实用[10]。
2.1.4显示器件选择
在单片机应用系统中,使用的显示器主要有LED（发光二极管）以及LCD液晶显示器）[11]。
这两种显示器成本低廉，配置灵活，与单片机接口方便。
但是他们也是各有特点的：
LED接口非常简单，不需要专用的驱动程序，在设计程序时也非常的简单[12]；
LCD显示的字比较丰富，也比较清楚，给人的感觉很好，但是它接口复杂，且要自己造字库，难度不小。
故没必要采用LCD用LED发光二极管就够了。
2.2红外遥控系统电路的原理框图以及各部分作用
2.2.1红外发射部分原理框图以及各部分作用红外发射部分原理框图如图2-3所示。
图2-3红外遥控发射原理框图
各部分作用：
（1）行列式键盘
行列式键盘又称为矩阵式键盘，用I/O线组成行列结构，按键设置在行列的交点上,行列式分别连接到按键开关的两端。
键盘中有无按键按下是由行线送入扫描字及列线读入列线状态字来判断的，有键按下时通过查键并执行键功能程序。
（2）红外线发射电路
遥控器信息码由单片机的定时器1中断产生40KHZ红外线方波信号。
由P3.5口输出，经过三极管放大，由红外线发射管发送。
（3）单片机
单片机用于输出方波信号控制红外发射电路的工作。
2.2.2红外接收部分原理框图以及各部分作用
红外接收部分原理框图如图2-4所示。
图2-4单片机红外接收部分原理框图
各部分作用:
（1）+5V电源电路
给单片机最小系统、控制电路提供以及红外接收电路提供电压。
（2）红外接收电路
红外接收电路把接收到的状态在内部进行解码，从而实现不同的功能
3）控制电路
通过发射电路的按键实现对控制电路的控制作用。
第三章系统硬件电路的设计
3.1单片机遥控接收部分的硬件电路
图3-1遥控接收部分硬件电路
3.1.1电源电路
由桥式整流、滤波电容、7805稳压器以及电源指示灯组成。
选用220V10W的电源
变压器把220V50HZ的市网电压变成9V50HZ的电压。
电源电路如图3-2所示。
其中：
（1）电源变压器选用220V10W的电源变压器
（2）桥式整流：
选用4个IN4007的锗整流二极管构成，额定正向工作电流为1A,I反向耐压为1000V
（3）电容滤波C1:
选用容量为2200uf，耐压为25V的电容实现滤波
（4）电容C2:
选用容量为1000uf，耐压为16V的电容
（5）电源指示灯：
选用红色的发光二极管，发光二极管的压降为1.5V，其工作电
流一般取10mA图中电阻R1为限流电阻
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图3-2电源电路
3.1.2红外接收部分电路
本设计的接收电路使用一体化的集成红外接收器成品，一体化的红外接收装置将红
外信号的接收、放大、检波、整形集于一身，并且输出可以让单片机识别的TTL信号，
这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作，方便使用。
在本系统中采用的红外一体化接收头HS0038外接电阻与电容。
该接收器对外只有三个引脚，分别为电源VCC地GN併口一个脉冲信号输出OUT脉冲信号输出接CPU勺中断输入引脚，采用这种连接方式，软件解码既可以工作于查询方式，也可以工作在中断方式。
单片机STC89C52根据不同的信息码可以对相应的端口进行控制操作[12]。
红外接收电路如图3-3所示。
3.1.3显示电路
图3-4数码管电路
个10K*8
3.1.4控制电路
控制电路由电机的正反转和7个LED发光二极管电路组成。
电机的正反转电路：
电机的两个端分别与两个继电器的常闭端相连，继电器的常开端接地。
一个继电器的电源端经过驱动三极管9012，电阻接到P1.0口。
另一个继电器
的电源端经过驱动三极管9012，电阻接到P1.1口。
7个LED发光二极管电路：
阳极分别于+5V电源相连，阴极分别接到P2.1-P2.2口
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