紅外多路遙控設(shè)備的設(shè)計【共11頁】

1、紅外多路遙控設(shè)備的設(shè)計-專業(yè)最好文檔，專業(yè)為你服務，急你所急，供你所需- 文檔下載最佳的地方第一章 緒 論1、1引言 隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進步，單片機越來越廣泛的應用在我們?nèi)粘Ｉ钪械奈⒖刂破髦?。特別是在遠程應用中，發(fā)揮了巨大作用。許多單片機應用中，通常是通過非電的信號（例如，光信號，電磁信號，超聲波信號等）發(fā)送控制信息和數(shù)據(jù)信息，以實現(xiàn)遠程控制和檢測功能。在上述的各種信號，紅外光信號是現(xiàn)在最為廣泛作用的信號。紅外通信應用已成為現(xiàn)代通信技術(shù)的一個重要組成部分，它在日常生活中越來越多地出現(xiàn)。尤其是電視，DVD和空調(diào)，以及其他短距離遙控設(shè)備上的應用已經(jīng)成熟。因為紅外線是不可見的，具有很強的隱蔽性

2、和保密性，這使得它的安全性，警戒區(qū)域也發(fā)揮了巨大的作用。紅外遙控距離一般為幾米到幾十米，它不會通過障礙物，可以通過無線電遙控控制對象。基于這個特點，紅外遙控家電在家電領(lǐng)域的具有先天的優(yōu)勢。這是很容易實現(xiàn)的紅外通信，成本低，易于使用和很強的抗干擾功能，它已經(jīng)在小型移動設(shè)備被廣泛使用。如果沒有紅外通信系統(tǒng)，每個連接的兩個設(shè)備需要一條線，如果你想22種設(shè)備實現(xiàn)相互的連接，紅外通信系統(tǒng)可以很簡單很方便的完成這個令人頭疼的問題。1、2紅外通信系統(tǒng)原理 紅外線，波長為0、70m1mm的范圍內(nèi)，以300m1mm的區(qū)域也被稱為亞毫米波。大氣紅外輻射傳輸?shù)挠绊懼饕俏蘸蜕⑸洹Ｊ褂眉t外線通信模式來傳輸信號的方式

3、，稱為紅外線通信。紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳輸信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端的基帶信號調(diào)制成一系列的二進制脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管的紅外線信號。接收的接收到的光脈沖轉(zhuǎn)換成電信號，然后被放大，濾波后，解調(diào)電路進行解調(diào)，由脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度調(diào)制信號（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)減少了常用的二進制實現(xiàn)信號調(diào)制的脈沖調(diào)制（PPM）這兩種方法?？偟膩碚f，紅外通信的本質(zhì)是二進制數(shù)字信號調(diào)制和解調(diào)，利用紅外線傳輸信道;紅外通訊接口是一個通道的紅外調(diào)制解調(diào)器。1、3紅外通信系統(tǒng)的特點 紅外通信技術(shù)，成本低，跨平臺，點對點高速數(shù)據(jù)連接，尤其是嵌入式系統(tǒng)。主要應用：設(shè)備互聯(lián)

4、，信息網(wǎng)關(guān)。裝置內(nèi)的設(shè)備連接完成后，不同的文件和信息交換。信息網(wǎng)關(guān)負責連接信息終端和互聯(lián)網(wǎng)。紅外通信技術(shù)作為一種無線連接技術(shù)被廣泛應用于世界各地的許多硬件和軟件平臺，支持其主要特點是：1。通過數(shù)據(jù)和紅外光脈沖，來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換;2電脈沖是主要用于更換電纜連接點3與早期的通信標準兼容的新的通信標準，4小的角度（錐角小于30度） ，短距離，點線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強;5更高的傳輸速率，4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)發(fā)布了6不透明阻隔材料，可以按性別分開，有限的物理使用簡便，易于使用群集：紅外技術(shù)是有限的使用空間。紅外傳輸?shù)倪^程中不會遇到不透明的材料，如

5、墻壁。它將反映此功能，確定每個設(shè)備之間，可以用在不同的物理空間7。無信道資源占用性，高安全性的特點：紅外光學傳輸數(shù)據(jù)使用此功能決定了它不存在的無線信道資源的使用，安全性特別高。在有限的空間內(nèi)使用竊聽數(shù)據(jù)是不容易的事情。8極好的互換性，通用性強。因為使用光傳輸，并使用有限的物理空間。紅外線發(fā)射接收設(shè)備在相同頻率上，條件，可用于與對方。9無有害輻射，綠色環(huán)保產(chǎn)品特點：科學實驗表明，紅外線是一種對人體有益的頻譜，所以紅外產(chǎn)品是真正的綠色產(chǎn)品。此外，也有較強的抗干擾紅外通信，系統(tǒng)易于安裝，易于管理等。紅外數(shù)據(jù)通信技術(shù)的缺點：1。受視線，它的傳輸距離短;2。在固定的位置，需要通信設(shè)備3。他們點對點的傳輸

6、連接，無法靈活地組成網(wǎng)絡(luò)、1、4本次課題的主要任務 該項目的使命是完成多通道紅外遙控發(fā)射器和接收系統(tǒng)的設(shè)計和生產(chǎn)。設(shè)計需要掌握多通道紅外遙控發(fā)射器和接收器系統(tǒng)的工作原理，紅外多通道紅外遙控發(fā)射器和接收器的傳輸信息媒體的短距離無線控制系統(tǒng)，8個遠程工作狀態(tài)的控制對象用于工業(yè)，醫(yī)療，家電等設(shè)備的開啟或關(guān)閉控制，每個設(shè)備也可以控制八種工作狀態(tài)。具體要求如下：（1）遙遠的距離是大于5M，紅外遙控器和紅外接收器的距離大于5米之間;（2）的狀態(tài)的控制8種，然后為每個設(shè)備8種工作狀態(tài)的控制，（3）的工作頻率40kHz的紅外發(fā)射器和接收器的載波頻率為40kHz（4）顯示控制的發(fā)射機，接收器可以顯示的控制狀態(tài)。

7、（5）發(fā)射功率大于100MW。第二章 紅外通信系統(tǒng)的基本原理 紅外通信的基本原理是通過輸入端輸入的信號，然后發(fā)送該基帶二進制信號調(diào)制的脈沖信號，然后通過紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號。由于串行紅外輸出，使用特定的脈沖編碼標準，這些標準和RS232串行傳輸標準是不同的。如果在兩個設(shè)備之間進行紅外通訊，這是必要的RS232代碼和的IRDA編碼的轉(zhuǎn)換，加入的編碼和解碼電路，整個程序。因為紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般只有100mW左右，接收器接收到的信號非常微弱，所以還添加了一個高增益放大器。通過紅外LED的特性表明，在調(diào)制模式的情況下，才能達到低俗的無線數(shù)據(jù)傳輸，沒有調(diào)制的紅外通信距離是比較接近的只有約30

8、cm。這是系統(tǒng)的要求和我們很遠，所以我們選擇了通信距離更遠，更高的數(shù)據(jù)速率，更穩(wěn)定的性能和魯棒性更好的調(diào)制紅外通信。2、1 系統(tǒng)組成框圖 通用紅外遙控系統(tǒng)包括兩個主要組成部分的發(fā)送和接收，編碼器/解碼器的應用程序的ASIC芯片控制圖2、1、1中所示的操作。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣，編碼與調(diào)制，LED紅外發(fā)射器，接收部分包括led燈接收，高增益放大器，解調(diào)，解碼電路。圖2、1、1紅外發(fā)射與接收系統(tǒng)方框圖 發(fā)送部分的主要成分是一個紅外發(fā)光二極管。它實際上是一種特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，在其兩端施加電壓時，它會發(fā)出的紅外線，而不是可見光。目前廣泛使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外

9、線的波長為940nm的左右，形狀和一般的發(fā)光二極管相同的（參見圖2、1、2），但顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色，深藍色，透明三種種顏色。確定紅外發(fā)光二極管是好還是壞，普通二極管相同的方法來判斷。圖2、1、2 紅外接收管接收部分是一個光電二極管。在實際應用中，得到的紅外接收器二極管是反向偏置的，能正常工作，即紅外接收器電路中的二極管是相反的使用的應用程序，以獲得高的靈敏度。紅外接收二極管一般圓形和方形。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都比較小（功率100mW左右），從而使接收到的信號的紅外接收器二極管相對較弱，有必要增加高增益放大器電路。幾年前用PC1373H，CXxx6A其他的特殊的紅外接

10、收放大電路。近年來，無論是業(yè)余或正式生產(chǎn)產(chǎn)品使用的大多完成的紅外接收器。成品紅外接收包大致有兩種：一種采用金屬屏蔽;一種是塑料封裝。有三個管腳，正電源（VDD），電源負（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）。圖2、1、3顯示了一些紅外接收器的成品外觀。紅外接收器接腳分布根據(jù)型號而有所不同，是指制造商的說明使用。成品紅外接收器的優(yōu)點是不需要復雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用晶體管，非常方便。但使用時要注意精致的紅外接收器載波頻率。紅外遙控公共載波38kHz的頻率，這是由發(fā)送側(cè)決定是455kHz的振蕩器。上進行發(fā)射機晶體的整數(shù)除法，分頻系數(shù)一般取12，所以455KHZ1237、9千赫38kHz的。也有一些遠

11、程系統(tǒng)使用40kHz的搭配36kHz，56kHz的，等等，一般從發(fā)射器來確定振蕩頻率的晶體。遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計要求的載波頻率為40kHz。圖2、1、32、2 多路控制的紅外遙控系統(tǒng) 多路復用控制紅外線發(fā)光部通常有許多按鈕，代表不同的控制功能。當按下按鈕，發(fā)射器，接收端相應有不同的輸出狀態(tài)?？煞譃槊}沖，電平，自鎖，互鎖，五種形式的數(shù)據(jù)接收器的輸出狀態(tài)?！懊}沖”輸出時，該按鈕是在發(fā)射機，接收機輸出端對應的一個“有效脈沖”，寬度一般是約100ms?！凹墑e”是指發(fā)射機輸出鍵被按下，接收器輸出終端對應的“有效的水平”，當你松開鑰匙發(fā)射器，接收器“有效電平”消失。在這里，“有效脈沖”和“有效電平”可能是高

12、的，它可能是低電平時，輸出引腳取決于各自的靜態(tài)條件下，如靜態(tài)低，則“高”是有效的，如靜態(tài)高時， “低”是積極的。最“高”的斷言?！白枣i”變送器的輸出是一個關(guān)鍵的每次接收終端對應的輸出狀態(tài)改變，原有的高，低，低到高的原始。這樣的輸出是適合作為電源開關(guān)，靜音控制。該輸出格式有時被稱為“反向”?！盎ユi”輸出被清零對方的多個輸出，在同一時間，只有一個輸出端是活動的。電視頻道選擇在這樣的情況下的情況下，其他的問題，如調(diào)光，速度，音頻輸入選擇?！皵?shù)據(jù)”是指到發(fā)射機輸出鍵的數(shù)目被分配一個號碼，在接收端使用多個輸出形式一個二進制數(shù)來表示不同的按鍵。一般情況下，接收的數(shù)據(jù)輸出中除少數(shù)幾個，應該有“數(shù)據(jù)有效”輸出

13、到后級的數(shù)據(jù)及時。此輸出格式一般是用一個微控制器或計算機接口。除了這些輸出形式，有“鎖定”和“臨時”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指每發(fā)送一個信號發(fā)射器，接收器輸出相應的“儲存”，直到一個新的信號，迄今收到“臨時”的輸出與引進的“級別”的輸出類似。第三章 紅外遙控系統(tǒng)的總體設(shè)計3、1 發(fā)射控制系統(tǒng)設(shè)計 本節(jié)按照設(shè)計要求：用數(shù)字顯示并控制狀態(tài)的，那就是第一次按“1”鍵51指令集和輸出引腳兼容。由于多8個CPU和閃存結(jié)合在一個單一的芯片中，ATMEL的AT89C51單片機是一種高效，AT89C2051是一個精簡版的。A T89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了高度的靈活性和低廉的解決方案。外形及

14、引腳排列如圖所示，現(xiàn)在AT89S51/52更換AT89C51/52。圖4、14、1、1主要特性 和MCS-51和4K字節(jié)的可編程FLASH存儲器的壽命;1,000寫/擦除周期數(shù)據(jù)保留時間，10年全靜態(tài)操作0Hz的24MHz的三個程序存儲器鎖定1288位內(nèi)部RAM，32個可編程I/ O線，2個16位定時器/計數(shù)器，5個中斷源，可編程串行通道，低功耗空閑和掉電模式片上振蕩器和時鐘電路。功能概述：AT89C51提供以下標準功能：4K字節(jié)的Flash閃存，128字節(jié)的內(nèi)部RAM，32個I / O線，2個16位定時器/計數(shù)器，一個五向量中斷結(jié)構(gòu)，全雙工工串行通信端口，片上振蕩器和時鐘電路。同時，AT89

15、C51可以減少到0Hz靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)運作。掉電模式保存RAM的內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁用所有其他部分的工作，直到下一個硬件復位。4、1、2 管腳說明 VCC：電源電壓。G ND：接地。P 0口：P0口是一個8位開漏雙向I / O端口，每個引腳可以吸收8TTL門電流。P 0口針時先寫1，被定義為高阻抗輸入。P 0可用于外部程序數(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FIASH奇偶校驗，P0輸出的原代碼，然后P0必須被連接到一個外部的上拉電

16、阻。P1口：P1口是一個內(nèi)部上拉電阻，以提供一個8位雙向I / O口，P1口輸出緩沖器可以收到4TTL門電流。寫P1端口引腳后內(nèi)部拉高，可作為輸入，P1口被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口是一個內(nèi)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P2端口寫“1”時，其引腳內(nèi)部上拉電阻上拉，并作為輸入。因此作為輸入，P2口引腳被外部拉低源電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口使用時，外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問，P2口輸出地址的高八位。在給定的地址“1”，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢八對

17、外部數(shù)據(jù)存儲器的地址時，讀取和寫入，P2口輸出其特殊功能寄存器。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口引腳8內(nèi)部上拉電阻的雙向I / O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”，他們在內(nèi)部拉高，并用作輸入。作為輸入時，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口也可用于一些特殊的功能AT89C51口，如下圖所示： 端口引腳復用功能 P3、0 RXD（串行輸入） P3、1 TXD（串行輸出端口） P3、2 / INT0（外部中斷0） P3、3 / INT1（外部中斷1） P3、4 T0（定時器0外部輸入） P3、5 T1

18、（定時器1外部輸入） P3、6 / WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3、7 / RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口的編程和編程驗證閃爍接收一些控制信號。R ST：復位輸入。當振蕩器復位時，該設(shè)備保持RST腳兩個機器周期時間。A LE / PROG：當訪問外部存儲器地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在Flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE周期結(jié)束于一個恒定的頻率輸出正脈沖信號，頻率振蕩器頻率的1/6。因此，它可以被用于外部輸出的脈沖或用于定時目的。但是請注意，這是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖被跳過。如果你想禁用的ALE輸出，可設(shè)置為0在SFR8EH地址

19、。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE工作。此外，該引腳被拉略有下降。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，設(shè)置無效。/ PSEN：外部程序存儲器選通信號。通過外部程序存儲器取在每個機器周期兩次/ PSEN有效。然而，外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問，這兩個有效的/ PSEN信號將不會出現(xiàn)。/ EA / VPP：當/ EA保持為低電平，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。需要注意的是加密1:00 / EA將在內(nèi)部鎖定復位;當/ EA端保持高位運行，這里的內(nèi)部程序存儲器。在Flash編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。X TAL1：輸入振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘操作電路的輸入。X TAL2反向振蕩輸出。振蕩器特性： XTAL1和XTAL2是一個反相放大器的輸入和輸出。反相放大器可以配置為片上振蕩器。丹井鎮(zhèn)蕩和陶瓷振蕩均可使用。如果使用外部時鐘源驅(qū)動裝置，XTAL2不宜服用。備用的輸入通過分頻觸發(fā)，內(nèi)部時鐘信號，所以沒有任何要