光電紅外遙控開關(guān)設(shè)計(jì)(光電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì))【PCB圖 仿真圖 單片機(jī)C語(yǔ)言 分工 心得】

1、本科生課程論文論文題目光電紅外遙控開關(guān)設(shè)計(jì)課程名稱光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)所在學(xué)院所在班級(jí)指導(dǎo)教師0目 錄摘要3關(guān)鍵詞：光電技術(shù)，紅外遙控開關(guān)，單片機(jī)，多路3引言4一、課程設(shè)計(jì)目的4二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)與要求41、設(shè)計(jì)任務(wù)42、設(shè)計(jì)要求5三、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案51、紅外遙控技術(shù)的簡(jiǎn)介52、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案53、光電紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)框圖（系統(tǒng)分析）6四.總電路設(shè)計(jì)61、硬件設(shè)計(jì)原理62、系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方法6五、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)71、元器件選擇72、單元模塊電路設(shè)計(jì)7（1）光電紅外遙控開關(guān)發(fā)射電路7（2）光電耦合電路8（3）光電紅外遙控開關(guān)接收電路93、系統(tǒng)原理硬件電路圖10六、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)101、光電紅外

2、遙控開關(guān)發(fā)射102、光電紅外遙控開關(guān)接收113、軟件程序流程114、編程代碼11七、protues仿真結(jié)果111、光電遙控開關(guān)仿真電路圖112、調(diào)試結(jié)果與分析12八、將電路圖轉(zhuǎn)換為pcb印刷電路板圖121、發(fā)射部分工程圖及pcb圖122、接收部分工程圖及pcb圖14九、團(tuán)隊(duì)分工及心得體會(huì)151、團(tuán)隊(duì)介紹及分工152、隊(duì)員心得16（1）成員116（2）成員217（3）成員318（4）成員418參考文獻(xiàn)19附錄1 光電紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)電路原理圖20附錄2 光電紅外遙控系統(tǒng)發(fā)射部分程序21附錄3 光電紅外遙控系統(tǒng)接收部分程序26附錄4 元器件明細(xì)清單29光電紅外遙控開關(guān)設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)課程是光電紅外

3、遙控開關(guān)，利用紅外線對(duì)多路的電器進(jìn)行開關(guān)控制，采用把編碼格式進(jìn)行不同編碼，產(chǎn)生不同頻率脈沖，控制不同電器設(shè)備，達(dá)到開關(guān)控制的目的。硬件部分主要包括發(fā)射部分（包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、紅外發(fā)送二極管），接收部分分為紅外接收頭（包括光/電轉(zhuǎn)換、放大解調(diào)）和解碼mcu。軟件部分包括發(fā)射編碼程序、接收解碼程序、數(shù)碼顯示函數(shù)等。按下遙控開關(guān)不同數(shù)字產(chǎn)生不同頻率的編碼，數(shù)碼管會(huì)顯示不同的數(shù)字從而達(dá)到遙控開關(guān)的目的。關(guān)鍵詞：光電技術(shù)，紅外遙控開關(guān)，單片機(jī)，多路引言光電技術(shù)無(wú)論在生活領(lǐng)域、科技領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都發(fā)揮著不可替代的作用。目前市面上的遙控器鋪天蓋地，對(duì)于家電設(shè)備的控制，首選紅外遙控開關(guān)，然而技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的

4、發(fā)展使得家庭數(shù)字化趨勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)烈，單一遙控開關(guān)已經(jīng)不能滿足用戶要求和市場(chǎng)需求，如果把家用的所有遙控器都解碼出來(lái)，用一個(gè)遙控器來(lái)控制多路電器，就方便多了。而光電紅外遙控開關(guān)輻射較小，不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生較大危害，能與其他電器各行其道。又因?yàn)榧t外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以不同的家用電器不會(huì)相互作用。隨著單片機(jī)的出現(xiàn)，產(chǎn)生了數(shù)字編碼方式的紅外遙控系統(tǒng)。紅外遙控彰顯出了它獨(dú)特的魅力。紅外線發(fā)射裝置的遙控發(fā)射器造型小且價(jià)格低。數(shù)字信號(hào)編碼和二次調(diào)制不僅能夠完成多路信息的調(diào)控，增多遙控功能，提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_性，減少誤動(dòng)作，而且功率消耗低。紅外線向室外泄露的小，更不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)串?dāng)_；它的反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)

5、定可靠。所以現(xiàn)在許多遙控器都采用紅外遙控方式。本論文主要是通過(guò)結(jié)合自己所學(xué)過(guò)的光學(xué)、電學(xué)、單片機(jī)方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)紅外遙控來(lái)控制家庭的多路開關(guān)，能用一個(gè)遙控器來(lái)控制家中較多的電器電源開關(guān)，解決生活中開關(guān)單一從而造成的使用不便，材料浪費(fèi)等問(wèn)題。一、課程設(shè)計(jì)目的綜合運(yùn)用光學(xué)、光電檢測(cè)、電子技術(shù)、單片機(jī)課程的理論知識(shí)，掌握光電紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)原理和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，及系統(tǒng)分析與各模塊單元電路的設(shè)計(jì)，掌握參數(shù)計(jì)算、元器件選擇等。學(xué)會(huì)畫完整的系統(tǒng)原理電路圖和系統(tǒng)印刷電路板布線設(shè)計(jì)圖。提高對(duì)軟件編程和排錯(cuò)調(diào)試能力，提高對(duì)系統(tǒng)功能故障分析的能力。學(xué)會(huì)用keil編譯和protues的isis仿真，并根

6、據(jù)分析影響仿真結(jié)果的各種可能的因素，找到問(wèn)題并改進(jìn)解決，完成一份光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告，團(tuán)隊(duì)分工合作完成光電紅外遙控開關(guān)課題。二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、設(shè)計(jì)任務(wù)利用光學(xué)、光電檢測(cè)、電子技術(shù)、單片機(jī)課程的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)光電紅外遙控開關(guān)設(shè)計(jì)光電系統(tǒng)，包括相關(guān)的探測(cè)部分、電子線路、單片機(jī)控制、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、電路板設(shè)計(jì)等。2、設(shè)計(jì)要求光電紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案；系統(tǒng)分析與各模塊或單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、元器件選擇等；完整的系統(tǒng)原理電路圖；所需的元器件清單；仿真調(diào)試方案與步驟、相應(yīng)測(cè)量表格與測(cè)量結(jié)論；完整的系統(tǒng)印刷電路板布線設(shè)計(jì)圖。三、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案1、紅外遙控技術(shù)的簡(jiǎn)介 紅外線遙控是利用近紅

7、外光傳送遙控指令，波長(zhǎng)為0.76um-1.5um。用近紅外作為遙控光源，是因?yàn)榧t外發(fā)射器件(紅外發(fā)光管)與紅外接收器件(光敏二極管、三極管及光電池)的發(fā)光與受光峰值波長(zhǎng)在0.8um-0.94um，在近紅外光波段內(nèi)，二者的光譜正重合，能夠很好匹配，可獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。紅外線作為遙控模式是紅外遙控器的載體。因?yàn)殚L(zhǎng)波紅外線的波長(zhǎng)比無(wú)線電波較小，用紅外線遙控不會(huì)干擾到其他家用設(shè)備，更不會(huì)引起其他的無(wú)線電設(shè)備的正常工作。況且紅外遙控開關(guān)有較低的額定電壓，有較小的功率損耗，電路簡(jiǎn)便，有較廣的發(fā)展前景。紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸，發(fā)送端采用脈時(shí)

8、調(diào)制方式，將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制成某一頻率的脈沖序列，并驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。2、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案以單片機(jī)為核心器件設(shè)計(jì)一個(gè)2路或2路以上紅外遙控開關(guān)，實(shí)現(xiàn)控制多個(gè)家用電器的功能。用8052單片機(jī)片控制發(fā)射端u1，at8952單片機(jī)控制接收端u2，中間通過(guò)光電耦合裝置實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射和接收一體化系統(tǒng)。選用44矩陣鍵盤，可控制16路電器的開關(guān)。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、紅外數(shù)據(jù)編碼和調(diào)制、紅外發(fā)送二極管。當(dāng)按下遙控按鈕時(shí)，單片機(jī)將紅外信號(hào)編碼和調(diào)制，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖，接收部分包括

9、紅外接收頭（光/電轉(zhuǎn)換、放大解調(diào)）和解碼mcu，中間連接電路（光電耦合器），方便實(shí)現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)一體化仿真。接收到紅外遙控信號(hào)后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)在經(jīng)放大、解調(diào)、濾波后, 將編碼信號(hào)送入到單片機(jī)at89c51中進(jìn)行信號(hào)識(shí)別、解碼,然后單片機(jī)在進(jìn)行相應(yīng)的處理,從而達(dá)到控制家電的目的。3、光電紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)框圖（系統(tǒng)分析）紅外控制電路at89c52單片機(jī)紅外接收電路遙控器發(fā)射電路at89c52單片機(jī)遙控器操作鍵盤圖1 基于單片機(jī)的紅外遙控系統(tǒng)硬件組成模塊四.總電路設(shè)計(jì)1、硬件設(shè)計(jì)原理紅外發(fā)射接收一體系統(tǒng)分為紅外發(fā)射部分u1和紅外接收部分u2。發(fā)射部分是將發(fā)送的二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制成脈沖信

10、號(hào)，再發(fā)射。p1口作為鍵掃描端口，采用 4 4矩陣鍵盤，當(dāng)按下某一個(gè)鍵后會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的編碼。經(jīng)單片機(jī)的編碼程序，發(fā)射相對(duì)應(yīng)的脈沖頻率，即產(chǎn)生具有不同的編碼數(shù)字脈沖，定時(shí)器1中斷產(chǎn)生38khz紅外方波信號(hào)，其p3.6口輸出待發(fā)射數(shù)據(jù)，由三極管放大后向接收端發(fā)射。該數(shù)據(jù)和 38k載波信號(hào)調(diào)制后發(fā)射到接收電路，接收電路再通過(guò)光電耦合器即irlink模塊解調(diào)后送到u2的外部中斷int0。由光電耦合器將電能轉(zhuǎn)化為光能，發(fā)射出去。激勵(lì)紅外光二級(jí)管產(chǎn)生具有脈沖串的紅外波，傳送到遙控接收器。接收到信號(hào)后，單片機(jī)獲取發(fā)射頻率，由cpu確定發(fā)射頻率，進(jìn)行解碼，確定控制信號(hào)，經(jīng)由接收裝置對(duì)紅外信號(hào)的接收、放大、檢波、

11、整形，并產(chǎn)生遙控編碼脈沖，完成整個(gè)遙控功能。2、系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方法二進(jìn)制信號(hào)將會(huì)有單片機(jī)進(jìn)行調(diào)制，經(jīng)過(guò)單片機(jī)后，編碼的二進(jìn)制信號(hào)變成間斷脈沖串，然后發(fā)射出去。紅外遙控發(fā)射器發(fā)射的一幀數(shù)據(jù)由引導(dǎo)碼、低8位用戶編碼、 8位數(shù)據(jù)碼、 8位數(shù)據(jù)碼的反碼組成。用戶識(shí)別碼能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。后16位為8位數(shù)據(jù)碼和8位數(shù)據(jù)碼的反碼，每次8位的數(shù)據(jù)碼被傳送之后，它的反碼也隨即被傳送，用于確保接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。采用脈沖寬度調(diào)制方式，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、

12、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的1。紅外數(shù)據(jù)幀經(jīng)編碼后，還要用38khz的方波進(jìn)行脈沖幅度調(diào)制。圖2 常見(jiàn)紅外遙控調(diào)制解調(diào)過(guò)程波形圖五、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1、元器件選擇紅外發(fā)光二極管、光敏二極管，at89c52單片機(jī)，44矩陣鍵盤，八段數(shù)碼管，八線驅(qū)動(dòng)器，解調(diào)器，led等。圖3 紅外發(fā)射器件及接收器件紅外發(fā)光二極管是紅外遙控發(fā)射電路主要組成部分；接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。2、單元模塊電路設(shè)計(jì)（1）光電紅外遙控開關(guān)發(fā)射電路紅外遙控發(fā)射部分的包括單片機(jī)、行列式鍵盤、數(shù)碼管顯示、三極管放大電路?？刂坪诵臑閍t89c52，單片機(jī)的定時(shí)器1中斷產(chǎn)生38khz紅外方波信號(hào)，其p3.6口輸出待發(fā)射

13、數(shù)據(jù)，由三極管放大后向接收端發(fā)射。該數(shù)據(jù)和 38k載波信號(hào)調(diào)制后發(fā)射到接收電路，接收電路再通過(guò)光電耦合器即proteus軟件自帶的irlink模塊調(diào)制后送到u2的外部中斷int0。當(dāng)按下某一個(gè)鍵后會(huì)點(diǎn)亮led燈，并產(chǎn)生具有不同的編碼數(shù)字脈沖，會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的編碼。例如按下鍵k6，按照紅外發(fā)射數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，將通過(guò)p3.4口串行發(fā)送“ 00，00， 0x06， 0xf9”，其中，前面的“ 00， 00”為用戶碼，對(duì)于不同的設(shè)備需作相應(yīng)的修改；“ 0x06”是代表6號(hào)鍵，“ 0xf9”是“ 0x06” 的反碼，用于校驗(yàn)，提高傳輸準(zhǔn)確性。p1口作為鍵掃描端口，采用 44矩陣鍵盤，p0口相接數(shù)碼管顯示的值是矩

14、陣鍵盤的按鍵值，p3.7接發(fā)光二極管和220電阻。圖4 光電紅外遙控開關(guān)發(fā)射電路圖（2）光電耦合電路光電耦合器是以光為媒介來(lái)傳輸電信號(hào)的器件，把紅外發(fā)光二極管與光敏二極管封裝在管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，光敏二極管接收后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了光電光的轉(zhuǎn)換。由三極管放大后的信號(hào)，接紅外發(fā)射接收一體化裝置光電耦合器即proteus軟件自帶的irlink模塊，其接入了解調(diào)器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖編碼信號(hào)調(diào)制的紅外光信號(hào)的接收。然后對(duì)紅外信號(hào)的接收、放大、檢波、整形，得到ttl電平編碼，將信號(hào)解調(diào)后送到u2的外部中斷p3.3int0口。圖5 光電耦合電路（3）光電紅外遙控開關(guān)接收

15、電路紅外接收部分是由紅外接收頭（光電耦合器、放大解調(diào)器）和解碼mcu組成。把遙控發(fā)射器發(fā)來(lái)的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再放大、限幅、檢波、整形，形成遙控指令脈沖，解調(diào)電路將已調(diào)制的編碼信號(hào)解調(diào)出來(lái)，還原為編碼信號(hào)，通過(guò)解碼得到遙控器的鍵碼值，輸出至單片機(jī)。數(shù)碼管的二進(jìn)制編碼輸出口為p1口，調(diào)解后的紅外遙控信號(hào)的接收口為 p3.2。圖6 光電紅外遙控開關(guān)接收電路圖3、系統(tǒng)原理硬件電路圖圖7 系統(tǒng)原理硬件電路圖六、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1、光電紅外遙控開關(guān)發(fā)射圖7所示是紅外發(fā)射接收一體化仿真電路，為了便于在proteus上仿真實(shí)驗(yàn)。主要有單幀編碼發(fā)射程序，38khz脈沖發(fā)射程序，按鍵掃描，按鍵消抖動(dòng)和延時(shí)程序

16、。對(duì)44矩陣鍵盤掃描，得到按鍵碼，并根據(jù)按鍵碼查找出對(duì)應(yīng)的紅外發(fā)射編碼。調(diào)制后編碼發(fā)射，根據(jù)前述的編碼協(xié)議通過(guò)p3.4口發(fā)射紅外編碼。發(fā)射紅外編碼采用定時(shí)器中斷的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)定時(shí)值為38k，也就是每隔26us中斷一次。要發(fā)送9ms的引導(dǎo)碼，將p3.4置為1，并控制定時(shí)器中斷次數(shù)為346次即可。要發(fā)送4.5ms的起始碼，將p3.4清0，并控制定時(shí)器中斷次數(shù)為173次即可。圖8 編碼格式2、光電紅外遙控開關(guān)接收主要有接收解碼程序，數(shù)碼管顯示函數(shù)外部中斷函數(shù)程序等。系統(tǒng)通電后，對(duì)p3.3口進(jìn)行檢查，當(dāng)狀態(tài)為低電平，啟動(dòng)中斷服務(wù)程序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀，采用中斷的方法，對(duì)前3為碼寬進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)系統(tǒng)接收到

17、的高電平脈沖寬度大于3，就結(jié)束接收工作，同時(shí)輸出二進(jìn)制數(shù)據(jù)，這樣數(shù)據(jù)接收就完成了。3、軟件程序流程圖9 遙控發(fā)射控制流程圖開始定時(shí)器和中斷初始化鍵盤掃描根據(jù)按鍵碼找到相應(yīng)的紅外發(fā)射碼發(fā)射引導(dǎo)碼發(fā)射用戶碼發(fā)射數(shù)據(jù)和反碼將p3.4口置0是否有按鍵4、編程代碼（1）發(fā)射程序（見(jiàn)附錄2）（2）接收程序（見(jiàn)附錄3）七、proteus仿真結(jié)果1、光電遙控開關(guān)仿真電路圖為了便于在proteus上仿真實(shí)驗(yàn)。單片機(jī)u2部分為紅外接收，并顯示接收到的紅外編碼，顯示部分可采用數(shù)碼管，lcd等顯示器件，因proteus仿真軟件里面沒(méi)有常見(jiàn)的紅外遙控發(fā)射器處理芯片，這里用at89c52單片機(jī)u1來(lái)實(shí)現(xiàn)，紅外發(fā)射接收一體

18、化仿真電路。（見(jiàn)附錄1）2、調(diào)試結(jié)果與分析還原后的數(shù)據(jù)波形與發(fā)射出的數(shù)據(jù)波形相位剛好反向。按下遙控開關(guān)不同數(shù)字產(chǎn)生不同頻率的編碼，發(fā)光二極管會(huì)被點(diǎn)亮，數(shù)碼管會(huì)顯示不同的數(shù)字，達(dá)到控制開關(guān)仿真結(jié)果，符合要求。八、將電路圖轉(zhuǎn)換為pcb印刷電路板圖為了將該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用，需要將該電路圖進(jìn)行設(shè)計(jì)成pcb印刷電路板。為了設(shè)計(jì)方便，我運(yùn)用altium designer進(jìn)行設(shè)計(jì)。altium designer是一個(gè)完善的適應(yīng)電子產(chǎn)品發(fā)展的開發(fā)軟件。實(shí)際生活中，紅外接收和紅外發(fā)射是完全獨(dú)立的兩部分，紅外發(fā)射器往往是一個(gè)遙控器，每個(gè)遙控器都自己的識(shí)別碼。只要通過(guò)修改接收部分的識(shí)別碼一般就可以控制接收器的驅(qū)動(dòng)了

19、。1、發(fā)射部分工程圖及pcb圖通過(guò)altium designer創(chuàng)建兩個(gè)工程，一個(gè)為發(fā)射部分的原理圖，如下所示：圖10 基于altium designer的紅外遙控發(fā)射圖新建一個(gè)pcb電氣原理圖，加載電路元件，在原理圖中放置元件，添加庫(kù)，畫詳細(xì)電氣元件，嚴(yán)格控制接點(diǎn)寬度，詳細(xì)的布局布線及選用封裝這里省略，完成后導(dǎo)出成pdf格式，最終pcb圖如下所示：圖11 基于altium designer的紅外發(fā)射pcb圖所用實(shí)際器件如下：圖12 紅外發(fā)射器件列表2、接收部分工程圖及pcb圖圖中的ldr為光敏二極管，紅外接收原理圖如下所示：圖13 基于altium designer的紅外接收原理圖跟（1）同

20、樣步驟，最終pcb圖如下所示：圖14 基于altium designer的紅外接收pcb圖所用實(shí)際器件如下：圖15 紅外發(fā)射器件列表九、團(tuán)隊(duì)分工及心得體會(huì)1、團(tuán)隊(duì)介紹及分工姓名主要分工學(xué)號(hào)聯(lián)系電話1主要負(fù)責(zé)在proteus上設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行仿真測(cè)試，軟件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，在altium designer上制作pcb圖，排版論文并檢查2對(duì)紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出電路思路，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文的攥寫3光電紅外遙控開關(guān)相關(guān)資料收集，協(xié)助電腦仿真4光電耦合器的資料收集，協(xié)助紅外遙控電路硬件、軟件設(shè)計(jì)2、隊(duì)員心得（1）成員1本次的光電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，剛開始拿到題目時(shí)我?guī)缀醪惶盟脑?/p>

21、，也有些摸不著頭腦，紅外發(fā)光二極管不是就只有一個(gè)能發(fā)紅外光的二極管嗎，僅僅點(diǎn)亮它就能感應(yīng)了？經(jīng)過(guò)我們的資料收集，才發(fā)現(xiàn)，原來(lái)可以根據(jù)發(fā)光的頻率脈沖，幾毫秒的高電平，幾毫秒的低電平即可辨識(shí)所發(fā)出的紅外編碼。由于我比較善于使用單片機(jī)，于是我們就想到用單片機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)紅外接收和發(fā)射，對(duì)紅外進(jìn)行編碼發(fā)射和解碼驅(qū)動(dòng)，即可完成紅外遙控。了解了原理之后，我作為本組的組長(zhǎng)，分好了詳細(xì)分工，通過(guò)查找資料，及相關(guān)的視頻學(xué)習(xí)后，開始設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)我們開始設(shè)計(jì)時(shí)遇到了一些問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)在proteus軟件中找不到相應(yīng)的紅外發(fā)射接收模塊，同時(shí)，紅外接收和紅外發(fā)射部分是完全獨(dú)立的，無(wú)法在電腦上進(jìn)行紅外遙控的仿真實(shí)驗(yàn)。后來(lái)上網(wǎng)

22、查詢相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)proteus中有一個(gè)紅外發(fā)射接收一體化irlink模塊，將紅外發(fā)射和接收結(jié)合在一起，于是我們的思路有了一個(gè)大的變化，設(shè)計(jì)也變得順暢。我主要負(fù)責(zé)在電腦上設(shè)計(jì)電路，仿真實(shí)驗(yàn)，單片機(jī)部分軟件設(shè)計(jì)，pcb印刷電路板的制作以及論文排版。最為困難的是軟件設(shè)計(jì)和pcb印刷電路板的制作，拿到這個(gè)電路圖，且不說(shuō)里面的接線是否正確，程序還沒(méi)寫好，都沒(méi)辦法進(jìn)行仿真；當(dāng)程序完成后，導(dǎo)入電路圖進(jìn)行仿真時(shí)，又發(fā)現(xiàn)沒(méi)反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程反反復(fù)復(fù)，著實(shí)消磨我的信心。經(jīng)過(guò)隊(duì)友的幫忙和網(wǎng)上查詢資料，結(jié)果才漸漸浮出水面，頓時(shí)成就感滿滿。而且pcb印刷電路板的制作也是剛開始學(xué)，完全琢磨不透，后來(lái)我請(qǐng)教班上的同學(xué)，經(jīng)過(guò)一

23、天的教學(xué)，我方能開始制作pcb圖，在這個(gè)過(guò)程對(duì)很多電器件的封裝有了一個(gè)深入的了解，pcb制作，并不是電腦上隨便選封裝的，要根據(jù)實(shí)際情況，現(xiàn)實(shí)中能買得到的器件來(lái)設(shè)計(jì)，有時(shí)找不到封裝，就只能自己畫出它的大小和接線寬度等等，非常的繁雜。總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)確實(shí)能讓我收獲了不止是書本的知識(shí)，更是實(shí)際應(yīng)用中的知識(shí)，只有接觸了才知道自己在很多方面的不足，還需要不斷地練習(xí)和學(xué)習(xí)，就比如這個(gè)排版，也是由于做多了論文才會(huì)漸漸懂得怎樣排版才會(huì)顯得合適和美觀。（2）通過(guò)本次的光電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)我受益匪淺，我們的課程設(shè)計(jì)的題目是光電紅外遙控開關(guān)，并對(duì)光電紅外遙控技術(shù)，單片機(jī)的知識(shí)，實(shí)際操作能力都得到提高。在硬件方面，了解

24、光電紅外遙控開關(guān)的開發(fā)流程，學(xué)習(xí)了光電紅外遙控發(fā)射和接收電路的設(shè)計(jì)，和印刷電路板的設(shè)計(jì)等。在軟件方面，學(xué)會(huì)了控制單片機(jī)的編碼解碼程序，和發(fā)送接收程序編寫等，學(xué)會(huì)運(yùn)用keil軟件建立工程文件來(lái)調(diào)試程序的正確性，和運(yùn)用protues仿真軟件仿真調(diào)試。我負(fù)責(zé)的部分是系統(tǒng)總理論的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)報(bào)告總結(jié)部分。對(duì)于紅外遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)方案有很多，方案一是用普通的集成電路單通道實(shí)現(xiàn)的，方案二是單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)系統(tǒng)分析后覺(jué)得后者才可進(jìn)行多路控制更具有實(shí)用性。剛開始尋找有關(guān)的資料后按題目要求制定了設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃，理清課程設(shè)計(jì)思路是設(shè)計(jì)必要的準(zhǔn)備。然后經(jīng)過(guò)不斷的仿真調(diào)試完成總設(shè)計(jì)。通過(guò)組員分工合作再匯總

25、總結(jié)。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和步驟中，剛開始就遇到了很多問(wèn)題，比如光電紅外遙控是怎樣實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)數(shù)據(jù)的傳送和接收等。并逐漸認(rèn)識(shí)到紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，其中軟件編程是重點(diǎn)難點(diǎn)，如編碼解碼程序，如實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描等。在仿真中，剛開始是分別采用發(fā)射和接收兩部分電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，在仿真中才意識(shí)到無(wú)法在同一個(gè)電腦上實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射傳送，在查找資料后，最后采用紅外遙控開關(guān)一體化系統(tǒng)，中間的用irlink光電耦合器連接解調(diào)器實(shí)現(xiàn)數(shù)碼調(diào)制。經(jīng)不斷調(diào)試后，最后能實(shí)現(xiàn)紅外遙控開關(guān)的控制。利用單片機(jī)控制紅外信號(hào)的編碼解碼是設(shè)計(jì)中的突破點(diǎn)，通過(guò)不斷的查找資料，終于弄清楚了什么是發(fā)送數(shù)據(jù)幀的用戶碼，數(shù)據(jù)碼等。而遙控

26、碼的調(diào)制和解調(diào)方式也是難點(diǎn)，分別是脈沖寬度調(diào)制和脈沖個(gè)數(shù)編碼調(diào)制。選擇采用了串行碼編碼，這種編碼方式雖然復(fù)雜，但是可靠性強(qiáng)，適用于遙控按鍵多的遙控器編碼。本次課程設(shè)計(jì)側(cè)重光電系統(tǒng)中的紅外遙控技術(shù)，全面具體地掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路方法和理論知識(shí)，使理論與實(shí)際相結(jié)合，充分的鍛煉動(dòng)手和思維擴(kuò)展能力。通過(guò)這次課設(shè)，我掌握了光電紅外遙控開關(guān)的工作原理，又綜合運(yùn)用了光電和單片機(jī)的知識(shí)，熟練了數(shù)據(jù)編碼和解碼調(diào)制的過(guò)程。在各位組員的分工合作協(xié)助下突破了一個(gè)個(gè)困難，擴(kuò)充了自己的不足的知識(shí)面，收獲了很多。整個(gè)課程設(shè)計(jì)，既再次對(duì)光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有了更深刻理解，又提高了分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。學(xué)以致用，理論應(yīng)用于實(shí)踐，這是我最

27、大的收獲。（3）成員3終于設(shè)計(jì)完了，感覺(jué)輕松了好多。有很多感受，感覺(jué)自己知識(shí)太缺乏了，尤其是關(guān)于模電，數(shù)電這方面的知識(shí)，需要不停地翻書上網(wǎng)查找。還有關(guān)于proteus畫圖軟件的應(yīng)用，對(duì)于我這個(gè)軟件小白真的每一步都需要上網(wǎng)搗鼓好久，萬(wàn)事開頭難，一旦開始就不能回頭了，所以再難我們都會(huì)硬著頭皮做下去。我們?cè)O(shè)計(jì)分工不錯(cuò)，只是仿真還是有些問(wèn)題，一直沒(méi)法解決，限于時(shí)間有限也只能作罷了。希望下次能緊扣課本。（4）成員4書本的知識(shí)要活學(xué)活用，實(shí)踐出真知。這是我每次完成實(shí)驗(yàn)或者是課程設(shè)計(jì)之后最大的感慨，跟書本的學(xué)習(xí)不同，課程設(shè)計(jì)更多的是學(xué)要我們自己去動(dòng)手，主動(dòng)去學(xué)，把知識(shí)變成工具，來(lái)輔助自己完成設(shè)計(jì)，而不是被動(dòng)

28、的跟著書本，被牽著走。本次課程設(shè)計(jì)我們的課題是光電紅外遙控開關(guān)設(shè)計(jì)，這需要我們更加深入的去學(xué)習(xí)了解光電紅外的開發(fā)流程，光電紅外遙控接收和發(fā)射電路的設(shè)計(jì)，還有其他的keil軟件的使用以及運(yùn)用proteus仿真軟件仿真調(diào)試等等。本次課程設(shè)計(jì)我負(fù)責(zé)的是光電耦合器的資料收集，協(xié)助紅外遙控電路硬件，軟件設(shè)計(jì)部分的工作，由于自己基礎(chǔ)不是很扎實(shí)，一開始入手覺(jué)得挺困難的，也是通過(guò)小組成員的協(xié)助，加上不斷的查找資料多方請(qǐng)教，最總算是順利的完成了這次的課程設(shè)計(jì)。通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，加深了對(duì)紅外遙控技術(shù)知識(shí)的理解，進(jìn)一步鞏固了紅外遙控電路設(shè)計(jì)的知識(shí)，更加培養(yǎng)了我的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，深切的體會(huì)到理

29、論結(jié)合實(shí)際，理論應(yīng)當(dāng)運(yùn)用于實(shí)踐的道理。參考文獻(xiàn)1 何立民主編.mcs-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社2001.2彭偉.基于紅外接收組件irlink的仿真遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)j.北京電子科技學(xué)院學(xué)報(bào),2011(4):84-90. 3李建華.實(shí)用遙控器原理與制作.北京:人民郵電出版社,1996.4蘇長(zhǎng)贊.紅外線與超聲波遙控.北京:人民郵電出版社,1995.附錄1 光電紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)電路原理圖附錄2 光電紅外遙控系統(tǒng)發(fā)射部分程序/發(fā)射引腳（接pnp三極管b極）/pnp三極管e極接2電阻，c極接紅外發(fā)射管 #include #include #define uchar unsign

30、ed char #define uint unsigned int #define sbm 0x80 /識(shí)別碼#define m9 (65536-9000) /約9ms#define m4_5 (65536-4500) /約4.5ms#define m1_6 (65536-1630) /約1.65ms#define m_65 (65536-580) /約0.65ms#define m_56 (65536-560) /約0.56ms#define m40 (65536-40000) /約40ms#define m56 (65536-56000) /約56ms#define m2_25 (6553

31、6-2250) /約2.25mssbit ir = p36; /定義發(fā)射引腳（接pnp三極管基極）sbit led = p37; /發(fā)射指示燈uchar key_check(void); /檢測(cè)按鍵void key_handle(void); /散轉(zhuǎn)程序void send_main(char x); /發(fā)送主程序void send_frame(uchar temp); /發(fā)送幀數(shù)據(jù)void send_pulse(bit bt,uint x); /發(fā)送脈沖數(shù)據(jù)void delay(uchar time); /按鍵去抖動(dòng)/*函數(shù)功能：主函數(shù)*/void main(void)tmod = 0x01;

32、/t0 16位工作方式ir = 1;/發(fā)射端口常態(tài)為高電平while(1) key_handle();/*函數(shù)功能： 44矩陣鍵盤 獲取鍵值 p1.0 p1.1 p1.2 p1.3 p1.4 p1.5 p1.6 p1.7 13 14 15 16 9 10 11 12 5 6 7 8 1 2 3 4 */uchar key_check(void)uchar line, row; /行值，列值line = 0;row = 0;p1 = 0xf0; /將鍵盤端口行值設(shè)為1，列值設(shè)為0if(p1 != 0xf0) /檢測(cè)是否有按鍵按下，如果有則line必不為0x0fdelay(10);/按鍵去抖動(dòng)，延

33、時(shí)10毫秒if(p1 != 0xf0)/確實(shí)有按鍵按下led = 0;line = p1 & 0xf0;/按鍵后得到按鍵的行標(biāo)志位，將行標(biāo)志位賦值給linep1 = 0x0f;/翻轉(zhuǎn)鍵盤接口輸出row = p1 & 0x0f;/得到列標(biāo)志位return (line + row);return 0;/*函數(shù)功能：散轉(zhuǎn)程序入口參數(shù)：key_value/ 13 14 15 16/ 9 10 11 12/ 5 6 7 8/ 1 2 3 4*/void key_handle(void)uchar key_value;key_value = key_check(); switch(key_value)ca

34、se 0x77:send_main(0x01); key_value=0; break;/1case 0xb7:send_main(0x02); key_value=0; break;/2case 0xd7:send_main(0x03); key_value=0; break;/3case 0xe7:send_main(0x04); key_value=0; break;/4case 0x7b:send_main(0x05); key_value=0; break;/5case 0xbb:send_main(0x06); key_value=0; break;/6case 0xdb:send

35、_main(0x07); key_value=0; break;/7case 0xeb:send_main(0x08); key_value=0; break;/8case 0x7d:send_main(0x09); key_value=0; break;/9case 0xbd:send_main(0x10); key_value=0; break;/10case 0xdd:send_main(0x11); key_value=0; break;/11case 0xed:send_main(0x12); key_value=0; break;/12case 0x7e:send_main(0x1

36、3); key_value=0; break;/13case 0xbe:send_main(0x14); key_value=0; break;/14case 0xde:send_main(0x15); key_value=0; break;/15case 0xee:send_main(0x16); key_value=0; break;/16default:key_value=0;/*函數(shù)功能：發(fā)送主程序*/void send_main(uchar x) send_pulse(1, m9);/高電平9mssend_pulse(0, m4_5);/低電平4.5ms/* 發(fā)送4幀數(shù)據(jù) */sen

37、d_frame(sbm); send_frame(sbm);send_frame(x);send_frame(x);/* 結(jié)束碼 */send_pulse(1, m_65);send_pulse(0, m40);/* 重復(fù)碼 */while(key_check()send_pulse(1, m9);send_pulse(0, m2_25);send_pulse(1, m_56);send_pulse(0, m40);send_pulse(0, m56);led = !led; /指示燈 led = 1;/*函數(shù)功能：?jiǎn)螏l(fā)送程序入口參數(shù)：1幀數(shù)據(jù)*/void send_frame(uchar

38、temp) uchar v;for (v=0; v= 1; /右移一位 /*函數(shù)功能：38khz脈沖發(fā)射 + 延時(shí)程序入口參數(shù)：（是否發(fā)射脈沖,延時(shí)約 x (us)）*/void send_pulse(bit bt, uint x)th0 = x8; /輸入t0初始值tl0 = x;tf0 = 0; /清0tr0 = 1; /啟動(dòng)定時(shí)器0if(bt = 0)while(!tf0);/bt=0時(shí)不發(fā)射38khz脈沖只延時(shí)；bt=1發(fā)射38khz脈沖且延時(shí)；else while(1) /38khz脈沖，占空比5:26ir = 0;if(tf0)break;if(tf0)break;ir = 1;i

39、f(tf0)break;if(tf0)break;if(tf0)break;if(tf0)break;if(tf0)break;if(tf0)break;if(tf0)break;if(tf0)break;if(tf0)break;if(tf0)break;if(tf0)break;tr0 = 0; /關(guān)閉定時(shí)器0tf0 = 0; /標(biāo)志位溢出則清0ir = 1; /脈沖停止后，發(fā)射端口常態(tài)為高電平/*函數(shù)功能：按鍵消抖 延時(shí)程序入口參數(shù)：1mstime （晶振=12mhz）*/void delay(uchar time)uchar i, j;for(i=0; itime; i+)for(j=0; j247; j+);附錄3 光電紅外遙控系統(tǒng)接收部分程序/ 使用外部中斷0接收#include #include #define uchar unsigned char #define uint unsi