基于AT89C51紅外遙控器和紅外線家電遙控課程設(shè)計(jì)

1、第一章設(shè)計(jì)思想及及器件選擇第一節(jié)紅外遙控器設(shè)計(jì)思想 紅外遙控技術(shù)簡介60 年代初，一些發(fā)達(dá)國家開始研究民用產(chǎn)品的遙控技術(shù)，但由于受當(dāng)時技術(shù)條件的限制，遙控技術(shù)發(fā)展很緩慢。70 年代末，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，遙控技術(shù)才得到快速的進(jìn)步。在遙控方式上大體經(jīng)歷了從高成本的有線到成本低廉控制方便的無線控制。無論采用何種方式，準(zhǔn)確無誤傳輸信號，最終達(dá)到滿意的控制效 果是非常重要的。最初的無線遙控裝置大多采用的是電磁波傳輸信號，由于電磁波容易產(chǎn)生干擾，也易受到外界干擾，因此逐漸采用超聲波和紅外線媒介來傳輸信號。與紅外線相比，超聲傳感器頻帶窄，所能攜帶的信息量少，易受干擾而引起誤動作。較為理想

2、的是光控方式，逐漸采用紅外線的遙控方式取代了超聲波遙控方式，出現(xiàn)了紅外線多功能遙控器，成為當(dāng)今時代的主流。由于紅外線在頻譜上居于可見光之外，所以抗干擾性強(qiáng)，且安全。具有光波的直線傳播特性，不易產(chǎn)生相互間的干擾，是很好的信息傳輸媒體。信息可以直接對紅外光進(jìn)行調(diào)制傳輸，例如，信息直接調(diào)制紅外光的強(qiáng)弱進(jìn)行傳輸，也可以用紅外線產(chǎn)生一定頻率的載波，再用信息對載波進(jìn)調(diào)制，接收端再去掉載波，取到信息。從信息的可靠傳輸來說，后一種方法更好，這就是我們今天看到的大多數(shù)紅外遙控器所采用的方法。紅外遙控技術(shù)在這十年來得到了迅猛發(fā)展，尤其在家電領(lǐng)域如彩電、DVD、空調(diào)、玩具等，也在其它電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，隨著人們生

3、活水平的提高，對產(chǎn)品的追求是使用更方便、更具智能化，紅外遙控技術(shù)正是一個重點(diǎn)的發(fā)展方向。 紅外線是波長在 760nm 至 1mm 之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。紅外通信一般采用紅外波段內(nèi)的近紅外線，波長在 0.76um 至 3.0um 之間。目前廣泛使用的家電遙控器幾乎都是采用的近紅外線傳輸技術(shù)。但作為無線局域網(wǎng)的傳輸方式，紅外線方式的最大優(yōu)點(diǎn)是不受無線電干擾，且它的使用不受國家無線管理委員會的限制。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會（IRDA）成立后，為了保證不同廠商的紅外產(chǎn)品能夠獲得最佳的通信效果，紅外通信協(xié)議將紅外數(shù)據(jù)通信所采用的光波波長的范圍限定在 850 至 90

4、0nm 之內(nèi)。 現(xiàn)階段紅外遙控技術(shù)的研究現(xiàn)狀和成果常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量的使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940mm 左右，外形與普通 5 發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣；用萬用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測定，而業(yè)余條件下只能用拉鋸法來

5、粗略判判定。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW 左右） ，所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。前些年常用 pc1373H、CX20106A 等紅外接收專用放大集成電路。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一種是塑料封裝。均有三只引腳，即電源正（VDD） 、電源負(fù)（GND）和

6、數(shù)據(jù)輸出（VO 或OUT） 。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同，可參考廠家的使用說明。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。但在使用時注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為 38kHz 這是由發(fā)射端所使用的455kHz 晶振來決定的。在發(fā)射端要對晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取 12，所以 455kHz1238kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用 36 kHz、40 kHz、56 kHz 等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備。由于其無法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙

7、控器而不會產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路，需要時按圖索驥即可。因此，現(xiàn)在紅外遙控在加用電器、室內(nèi)近距離（小于 10 米）遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵，代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射端按下某一按鍵時，相應(yīng)地接收端有不同地輸出狀態(tài)。接收端地輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自饋、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式。 “脈沖”輸出是當(dāng)按發(fā)射端按鍵時，接收端對應(yīng)輸出端輸出一個“有效脈沖” ，寬度一般在 100ms 左右。 “電平”輸出是指發(fā)射端按下鍵時，接收端對應(yīng)輸出端輸

8、出“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電平” ，可能是高、也可能是低，取決于相應(yīng)輸出腳的靜態(tài)狀況，如靜態(tài)時為低，則“高”為有效；如靜態(tài)時為高，則“低”為有效。大多數(shù)情況下“高”為有效。 “自鎖”輸出是指發(fā)射端每按一次某一個鍵，接收端對應(yīng)輸出端改變一次狀態(tài)，即原來為高電平變?yōu)榈碗娖剑瓉淼碗娖阶優(yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等。有時亦稱這種輸出形式為“反相” 。 “互鎖”輸出是指多個輸出互相清除，在同一時間內(nèi)只有一個輸出有效。電視機(jī)的選臺就屬此種情況，其他如調(diào)光、調(diào)速、音響的輸入選擇等。 “數(shù)據(jù)”輸出是指把一些發(fā)射鍵編上號碼，利用接收端的幾個輸出形成一個二進(jìn)制數(shù)，來代表不同

9、的按鍵輸入。一般情況下，接收端除了幾位數(shù)據(jù)輸出外，還應(yīng)有一位“數(shù)據(jù)有效”輸出端，以便以后適時地來取數(shù)據(jù)。這種輸出形式一般用于與單片機(jī)或微機(jī)接口。除以上輸出形式外，還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指對發(fā)射端每次發(fā)的信號，接收端對應(yīng)輸出予以“儲存” ，直至收到新的信號為止；“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類似。紅外遙控器一體化紅外接收頭第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)紅外遙控器設(shè)計(jì)思想1系統(tǒng)設(shè)計(jì)概況通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編/解碼專業(yè)集成電路芯片來進(jìn)行控制操作，控制部分包括鍵盤矩陣，編碼調(diào)制，LED 紅外發(fā)送器；接收部分包括光，電轉(zhuǎn)換放大器，解調(diào)，解碼電路。紅外遙控

10、系統(tǒng)框圖如 2-1圖 2-1 紅外線遙控系統(tǒng)框圖紅外通信的基本原理實(shí)質(zhì)上就是指利用紅外線來作為載體傳送信息。把單片機(jī)等產(chǎn)生的編碼控制信號，經(jīng)由調(diào)制電路調(diào)制為 3240 KHz 的方波信號（提高發(fā)射效率、降低功耗） 。在經(jīng)由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外發(fā)光二極管（IRED）發(fā)出紅外遙控信號；在接收端使用與發(fā)送端相配對的紅外光電二極管，接收含有控制信號的紅外信號，在將該紅外信號解調(diào)為電信號后，在送入單片機(jī)進(jìn)行解碼，以得到相應(yīng)的控制信號，從而完成紅外信息的傳送。本遙控發(fā)射器本遙控發(fā)射器采用碼分制遙控方式，碼分制紅外遙控就是指令信號產(chǎn)生電路以不同的脈沖編碼（不同的脈沖數(shù)目及組合）代表不同的控制指令。當(dāng)不同的指令鍵

11、被按下時，指令信號電路產(chǎn)生不同脈沖編碼的指令信號，也就是進(jìn)行編碼，然后經(jīng) M50462AP 芯片進(jìn)行調(diào)制從而產(chǎn)生不同的編碼信號，再由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號。紅外發(fā)射框圖如 2-2 所示編碼解調(diào)光電放大矩陣鍵盤解碼單片機(jī)解調(diào) 圖 2-2 紅外發(fā)射框圖紅外接收電路是紅外遙控系統(tǒng)中的指令信號及檢出電路，通過一體化紅外接收頭 SM0038（集成紅外線的接收、放大、解調(diào)，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與 TTL 電平信號兼容的所有工作）然后將接收到的信號發(fā)送給 AT89C51, 然后 AT89C51 通過內(nèi)部程序?qū)φf接收信號進(jìn)行判斷然后救驅(qū)動相應(yīng)的外部設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的動作。此設(shè)

12、計(jì)的遙控開關(guān)是在通用通用遙控的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的，其實(shí)就是將紅外遙控器接收部分采用單片機(jī) AT89C51 來控制。即當(dāng)一體化紅外接收器接收到的紅紅外遙控紅外信號，經(jīng)放大、解碼濾波后，將原編碼信號傳送入單片機(jī) AT89C51 中進(jìn)行信號識別編碼然后進(jìn)行相應(yīng)的處理，已達(dá)到控制電路的目的。紅外接收框系統(tǒng)圖如 2-3 所示圖 2-3 紅外接收框系統(tǒng)通過按下不同的按鍵是紅外發(fā)射器發(fā)射不同頻率的信號波，然后通過紅外一體化接收頭接收進(jìn)行相應(yīng)的放大解調(diào)從而進(jìn)行相應(yīng)的動作操作。矩陣按鍵M50462AP紅外發(fā)射一體化紅外接收頭AT89C51相應(yīng)動作遙控操作過程系統(tǒng)框圖如圖 2-4遙控器遙控接頭顯示器復(fù)位AT89C5

13、1受控電源電器插座繼電器晶振圖 2-4 遙控開關(guān)系統(tǒng)框圖2本系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想本設(shè)計(jì)采用單片機(jī) AT89C51 作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用紅外遙控器發(fā)射，接收的工作原理以及單片機(jī)外部中斷的原理制成的一款遙控器.2 AT89C51 的介紹 管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0 口：P0 口為一個8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫1 時，被定義為高阻輸入。P0 能夠用于 外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FIASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高

14、。圖 2-5 AT89C51P1 口：P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時，P1 口作為第八位地址接收。 P2 口：P2 口為一個內(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(dāng) P2 口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程

15、序存儲器或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。P3 口：P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當(dāng) P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，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 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1

16、TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷 0）P3.3 /INT1（外部中斷 1）P3.4 T0（記時器 0 外部輸入）P3.5 T1（記時器 1 外部輸入）P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫通）P3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀通）P3 口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對

17、外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA 保持低電平時，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。注意加密方式

18、 1 時，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時，此間內(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） 。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性:XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。第三章紅外遙控器硬件電路設(shè)計(jì)第一節(jié) 紅外遙控發(fā)射

19、電路部分 時鐘電路ATC89C51 芯片內(nèi)部有一高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器.反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2。在 XTAL1、XTAL2（第19、18 引腳）兩端跨接一個石英晶體振蕩器，和兩個電容就構(gòu)成了穩(wěn)定自激諧振電路。晶振頻率為 12MHz。C12，C13 是兩個瓷片電容，與晶振Y2 構(gòu)成了自激諧振電路。其電容的作用主要是對頻率進(jìn)行微調(diào)，一般取30-45PF 左右。使用該電路可產(chǎn)生穩(wěn)定的 11.0592MHZ 頻率，受外界的環(huán)境的干擾影響非常小。其接法如圖 3-1 所示：圖 3-1 晶振電路矩陣鍵盤電路(1)28 矩陣鍵盤的工作原理:矩陣鍵盤又稱為行列式鍵盤，它

20、是用 2 條 I/O 線作為行線，8 條I/O 線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每一個交叉點(diǎn)上，設(shè)置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數(shù)是 28 個。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O 口的利用率。矩陣鍵盤電路如圖 3-2 所示：圖 3-2 矩陣鍵盤電路圖遙控發(fā)射電路芯片介紹一、M50462AP 芯片功能特點(diǎn)： M50462AP 集成電路用來產(chǎn)生遙控編碼脈沖(即遙控指令)，輸出各種紅外遙控信號，供遙控操作使用。該 IC 具有 3 種功能：產(chǎn)生定時信號和遙控載濾信號的振蕩器產(chǎn)生 8 種不同時間出現(xiàn)的鍵位掃描脈沖發(fā)生器將鍵位碼變換 (碼值變換)成遙控指令功能碼的遙控指令編碼器紅外遙

21、控發(fā)射電路本發(fā)射電路采用一個 12M 的晶體振蕩器，產(chǎn)生相對應(yīng)受控開關(guān)的脈沖頻率，通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去。發(fā)射電路圖 3-4 所示：圖 3-3 M50462AP112233445566778899101011111212131314141515161617171818191920202121222223232424DS1M40562C3CAPC2CAPC1CAPQ1PNPD1DIODED2DIODER1RES2R3RES2R2RES2Y1CRYSTALGND90/3010+BT1BATTERYS27SW-PBS23SW-PBS16SW-PBS20SW-PBS12SW-PBS8SW-PBS4SW

22、-PBS29SW-PBS13SW-PB關(guān) 關(guān)關(guān) 1關(guān) 關(guān)關(guān) 2關(guān) 關(guān)關(guān) 3關(guān) 關(guān)關(guān) 4關(guān) 關(guān)關(guān) 5關(guān) 關(guān)關(guān) 關(guān)關(guān) 關(guān)關(guān) 關(guān)關(guān) 關(guān)關(guān) 關(guān)圖 3-4 遙控發(fā)射電路紅外遙控發(fā)射器包括鍵盤，指令編碼器和紅外發(fā)光二極管 LED 等部分，當(dāng)按下鍵盤不同按鍵時，通過編碼器產(chǎn)生與之對應(yīng)的特定的二進(jìn)制脈沖信號，將二進(jìn)制脈沖信號先調(diào)制在 38Hz 的載波上，經(jīng)放大后，激發(fā)紅外發(fā)光二極管 LED 轉(zhuǎn)化成以波長 940nm 的紅外線傳播出去M50462A 內(nèi)部振蕩電路與 2，3 腳外接的陶瓷諧振器或 LC 網(wǎng)絡(luò)電路組成振蕩器，產(chǎn)生頻率為 455kHz 的振蕩信號，由時鐘電路進(jìn)行 12 分頻得到 38kHz 的載波信號

23、，一路送至定時信號發(fā)生器，以形成時鐘脈沖，使整個系統(tǒng)按照統(tǒng)一的時序進(jìn)行工作；控制指令碼對 38kHz 載波進(jìn)行脈沖度調(diào)制以降低平均發(fā)射功率，以脈沖條幅后的指令碼被送至紅外激勵管 VT 基極 5，6,7,8 和 12 腳為鍵位掃描信號輸出線與 13-20 腳鍵位掃描信號輸入線組成鍵盤矩陣，以產(chǎn)生各種鍵功能信號工作時 5，6，7,8和 12 腳輸出時序不同的鍵進(jìn)行掃描脈沖，經(jīng)過鍵盤矩陣適當(dāng)選通回送到 13-20 腳 M50462AP 則根據(jù) 13-20 腳接收到的不同的鍵選信號進(jìn)行編碼處理和碼值變換，得到遙控指令的功能碼，結(jié)合 21,22 腳輸入的用戶碼進(jìn)行調(diào)制處理后，便產(chǎn)生 38KHZ 的調(diào)制載

24、波脈沖信號，再經(jīng)緩沖器由23 腳輸出。M50462AP 的 23 腳外接元件組成了紅外線驅(qū)動放大發(fā)射電路，它主要是由驅(qū)動管和紅外發(fā)射二極管組成的，當(dāng) 23 腳有指令碼信輸出時，該信號經(jīng)驅(qū)動管 VT 放大后，加至紅外發(fā)射二極管 VD1 上，遙控指令則以紅外線的形式發(fā)射出去。由遙控發(fā)射器發(fā)射出的 16 位二進(jìn)制遙控指令是由前 8 位的用戶碼和后 8 位的數(shù)據(jù)碼組成的，用戶碼是一種固定的特殊代碼用于表示不同產(chǎn)品之間的遙控信號的區(qū)別，以免接收機(jī)在接受遙控指令過程中誤動作，而數(shù)據(jù)碼則是不同遙控功能的的代碼。不同的數(shù)據(jù)表示不同的遙控功能。16 位遙控指令碼均采用脈沖位置調(diào)制方式編碼。第二節(jié) 接收電路部分

25、RC 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)初始化操作，其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)程序運(yùn)行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵重新啟動。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。本設(shè)計(jì)采用了按鍵手動復(fù)位方式。該復(fù)位電路如圖 3-5 所示。復(fù)位電路采用了按鍵與上電復(fù)位。上電與按鍵均可以有效復(fù)位。上電瞬間 RST 引腳獲得高電平，單片機(jī)復(fù)位電路隨著電容的 C11 的充電，RST 引腳的高電平逐漸下降。RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2 個機(jī)器周期） ，單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。按鍵復(fù)位是直

26、接將高電平通過電阻 R11、R10 分壓到達(dá) RESET 引腳，實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。圖 3-5 復(fù)位電路圖遙控接收電路器件一、SM0038 紅外接收器 SM0038 是一個小型的紅外遙控系統(tǒng)接收器件。電路內(nèi)置 PIN 二極管和前置電路，采用可紅外濾波的環(huán)氧樹脂封裝。其解調(diào)輸出信號可以直接由微處理器解碼沒有紅外遙控信號時為高電平，收到紅外信號時為低電。對外只有 3 個引腳：VS、GND 和1 個脈沖信號輸出引腳 OUT，外形引腳如圖所示。VCC 接電源 5V 并經(jīng)電容進(jìn)行濾波，以避免電源干擾; GND 接系統(tǒng)的地線（0V） ；脈沖信號輸出接 CPU 的中斷輸入引腳。采取這種連接方法，軟件解碼既可工作于

27、查詢方式，也可工作于中斷方式。主要特點(diǎn)：內(nèi)置光電檢測和前置放大電路內(nèi)置 PCM 頻率濾波器防場干擾設(shè)計(jì)輸出電平與 TTL 和 CMOS 兼容輸出低電平有效可以連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送（1200bit/s）輸入脈沖串長度=10 周期/脈沖串圖 3-7 SM0038 內(nèi)部框圖二、繼電器圖 3-6 SM0038前置放大控制電路帶通濾波器解調(diào)電路增益控制內(nèi)部電路VSSOUTGND接地接地型號：JK-102、額定線圈電壓 27（V，DC） 、最大線圈電流、觸點(diǎn)額定電壓 27（V，DC） 、觸點(diǎn)額定負(fù)載電流 1（A） 紅外遙控接收電路遙控接收器由紅外線接收器，AT89C51 芯片，接口電路等部分組成。一體化紅外接

28、收頭接收的紅外信號轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)檢波放大，濾去38KHZ 的載波信號，恢復(fù)原來的指令脈沖，然后送入微處理器 AT89C51中進(jìn)行識別編碼，解譯出遙控信號的內(nèi)容，并根據(jù)控制功能輸出相應(yīng)的控制信號，送往接口電路進(jìn)行相應(yīng)的處理。遙控接收電路如圖 3-8 所示。EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT 012INT 113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE

29、/P30TXD11RXD10VCC40GND20U8031112233RPSM0038Q1PNP1Q2PNP1Q3PNP1Q4PNP1Q5PNP1abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdp99DS1DPY_7-SEG_DPD1D2D3D4D5D6D7D8D1D2D3D4D5D6D7D8D1PHOTOD2PHOTOD3PHOTOD4PHOTO11223344K1RELAY-SPSTK2RELAY-SPSTK3RELAY-SPSTK4RELAY-SPSTK5RELAY-SPST12J1CON2VCC1122LS1SPEAKER1122R1RES2R2RES21122R3RES2R4

30、RES2R5RES2R6RES2R7RES2R8RES21122C2CAPC3CAPC1CAPY1CRYSTALS1SW-PBD5DIODED6DIODED7DIODED8DIODED9DIODE圖 3-8 遙控接收電路紅外線遙控開關(guān)的工作過程紅外遙控開關(guān)的工作過程如下：首先將紅外遙控開關(guān)接通電源，然后就按下所需控制數(shù)字按鍵。比如你想打開電風(fēng)扇一檔，則應(yīng)按數(shù)字鍵“1”這時“1”按鍵所對應(yīng)的紅外編碼信號指令調(diào)制在 38KHZ 的載波上，經(jīng)過紅外發(fā)射的紅外發(fā)光二極管以波長為 940nm 的紅外光發(fā)射出去。之后在紅外遙控開關(guān)中的紅外遙控接收頭將此信號接收，接收時接在AT89C31 上的 13 引腳上

31、的發(fā)光二極管在閃爍，表示在接收數(shù)據(jù)。將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大、解調(diào)、濾波后，將原編碼信號指令將AT89C31 的 12 引腳的輸入。AT89C31 再次編碼進(jìn)行判斷、識別、發(fā)現(xiàn)按鍵為”1”信號，則 P2.0 引腳輸出低電平，使 NPN 型三極管 C815 導(dǎo)通從而導(dǎo)致繼電器得電閉合，使電風(fēng)扇處于一檔工作狀態(tài)同時在接收此信號之后 P1 輸出 LED 顯示共陽代碼則顯示相應(yīng)的數(shù)字比如“1”如果要得到其他的結(jié)果則需在遙控器上轉(zhuǎn)換到其他的按鍵即可。另外風(fēng)扇啟動后，還可以設(shè)定開啟時間。這就相當(dāng)于風(fēng)扇的定時器。本設(shè)計(jì)師此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)之一。定式設(shè)計(jì)我們采用了設(shè)計(jì)五種時間，即：15 分鐘；30 分鐘；45

32、分鐘；60 分鐘；90 分鐘，操作時只需按間斷的按時間設(shè)定鍵即可，具體定義如下： 按下第一次：表示定時 15 分鐘，LED1 亮； 按下第二次：表示定時 30 分鐘，LED2 亮； 按下第三次：表示定時 45 分鐘，LED3 亮； 按下第四次：表示定時 60 分鐘， LED1 和 LED2 亮； 按下第五次：表示定時 90 分鐘， LED1，LED2，LED3 亮； 按下第六次：表示定時取消，LED1，LED2，LED3 全滅；之后又可以重復(fù)以上過程第三節(jié) 紅外線信號編碼格式3.3.1 紅外線信號編碼格式由于不同的遙控器所使用的編碼芯片不一樣，就會使編碼指令格式不一樣，分析研究紅外信號的編碼格

33、式一般可以用以下兩種方法進(jìn)行檢測紅外信號；干擾法，測量觀察法下面是針對 M50462AP 芯片編碼格式分析一 M50462AP 載波波形使用 455KHz 晶體，經(jīng)內(nèi)部分頻電路，信號被調(diào)制在，占空比為 3 分之 1。TcTf圖 3-9 占空比二、數(shù)據(jù)格式. 數(shù)據(jù)格式為每一幀數(shù)據(jù)包括 8 位自定義碼和 8 位數(shù)據(jù)碼，共 16 位。有些資料在數(shù)據(jù)碼后還會有一個 S 停止位，不過在實(shí)際解碼時可以忽略它的存在。 例如，按下遙控器上的數(shù)字鍵 1 時，就會發(fā)送以下 2 個字節(jié) 4700，其中 47 為用戶碼，即為廠商固定的編碼；00 則代表數(shù)字鍵，1 的代碼。同一個遙控器，他的用戶碼是固定不變的，他的功能

34、碼則是不相同的。各個編碼方式是以波寬信號來定義的。其中 0 電平用 790us 高電平+270us 低電平表示；1 用 1800us 高電平+270us 低電平表示。自定義碼數(shù)據(jù)碼C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7圖 3-10 數(shù)據(jù)格式三、位定義用戶碼或數(shù)據(jù)碼中的每一個位可以是位1 ，也可以是位0 。位1 的時間是位 0 的兩倍。位編碼方式為 PPM。位 1位零圖 3-11 位定義四、按鍵輸出波形按鍵按下后輸出一幀數(shù)據(jù)，Tf 周期后再輸出另一幀數(shù)據(jù)，重復(fù)輸出直到按鍵松開。TfTfTf=46.4ms 晶振=455KHZ圖 3-12 按鍵

35、輸出波形當(dāng)按下遙控器上的某個按鍵時，則產(chǎn)生一組特定的編碼，并調(diào)制在38KHZ 的載波上發(fā)射出去。紅外線遙控開關(guān)的譯碼：當(dāng)紅外遙控器接通電源后，AT89C51的 14 腳所接的發(fā)光二極管閃亮一次，然后熄滅，P1 口所接 LED 顯示器不顯示；繼電器 JK1A 至 JK5A 全部斷開；這些都表明，紅外遙控快關(guān)沒有接收到信號，若將遙控器的數(shù)字 1 按下時，則紅外遙控開關(guān)的電路圖中的遙控接收器 SM0038 接收來自遙控發(fā)射器的紅外信號，將接收的紅外線信號轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)放大，解調(diào)，濾波后，經(jīng)紅外接收器的第 1 腳將原編碼輸入 AT89C51 的 12 腳。然后由 AT89C51對所有接收的原編碼信號

36、進(jìn)行判斷，識別，然后做出相應(yīng)的處理。第四章遙控發(fā)射及接收控制電路的軟件設(shè)計(jì)第一節(jié) 遙控發(fā)射部分一、發(fā)射控制程序由主程序和鍵掃描子程序、編碼發(fā)送程序組成，在主程序中，采用調(diào)用鍵掃描子程序完成各個按鍵的功能，遙控發(fā)射主程序流程圖如圖 4-1 所示； 圖 4-1 遙控發(fā)射主程序流程圖二、上圖是遙控發(fā)射的主程序，首先初始化程序,然后調(diào)用鍵掃描處理子程序. N Y開始初始化調(diào)用鍵掃描處理子程序掃鍵開始鍵按下？逐行掃描，按 P口值查鍵號按鍵號轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序返回圖 4-2 調(diào)用鍵掃描處理子程序.三、掃鍵過程:首先判斷控制鍵是否按下,若有控制鍵按下則進(jìn)行逐行掃描,按照 P 口值查找鍵號.最后按照鍵號轉(zhuǎn)至相

37、應(yīng)的發(fā)射程序如下所示. N圖 4-3紅外信號發(fā)射過程:首先裝入發(fā)射脈沖個數(shù)(發(fā)射時為 3ms 脈沖,停發(fā)時為 1ms 脈沖),此時若發(fā)射脈沖個數(shù)為 1 則返回主程序,若不為 1 則發(fā) 1ms 脈沖,然后停發(fā) 1ms 脈沖,這樣便結(jié)束整個發(fā)射過程.在實(shí)踐中,采用紅外線遙控方式時,由于受遙控距離,角度等影響,使用效果不是很好,如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收碼,可提高遙控距離,并且沒有角度影響發(fā)射開始裝入發(fā)射脈沖個數(shù)（R1）發(fā) 3ms 脈沖停發(fā) 1ms（R1）-1=0發(fā) 1ms 脈沖停發(fā) 1ms返回第二節(jié)遙控接收部分一、遙控接收部分的主程序及初始化及延時過程如下:首先初始化,然后判斷是否有鍵按下,若有則數(shù)

38、碼管顯示數(shù)據(jù)，并發(fā)送相應(yīng)信號,;若無鍵按下，則返回。接受主程序框圖如 4-5 4-5 遙控接收系統(tǒng)框圖二、4-6 所示開始判斷是否有按鍵按下？讀鍵值數(shù)碼管顯示并發(fā)射相應(yīng)程序初始化NY中斷開始低電平脈寬2msN 諉中斷返回流程圖4-6 中斷返回流程圖接受并對低電平脈沖計(jì)數(shù)高電平脈寬3ms中斷返回接受脈沖個數(shù)至對應(yīng)的功能程序Y Y Y N 參 考 文 獻(xiàn)1 霍孟友.單片機(jī)原理與應(yīng)用M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.1 霍孟友.單片機(jī)原理與應(yīng)用M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2 潘新民.王燕芳.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，2003.3 譚建成.電機(jī)控制專用集成電路M. 北京

39、：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.5 蘇長贊.實(shí)用遙控技術(shù)手冊M.北京：北京人民郵電出版社，1996.6 陳永甫.紅外探測與控制電路M. 北京：北京人民郵電出版社，2004.7 蘆健，彭軍，顏?zhàn)杂?，陳文薌.自學(xué)習(xí)型智能紅外遙控器設(shè)計(jì)J.國外電子測量技術(shù)，2006，8（25）：63-66.8 M. 北京：北京航空大學(xué)出版社，1993.9 M. 北京：東南大學(xué)出版社，1991.10 黃俊，王兆安.電力電子技術(shù)（第三版）M 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.12.11 李華.MCS-51 實(shí)用接口技術(shù)M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996.12 陸坤等.電子設(shè)計(jì)技術(shù)M 成都：電子科技大學(xué)出版社，199

40、8.10.13 胡驊， 陳明.Protel 99 SE 原理圖與 PCB 設(shè)計(jì)M 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 14 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M. 北京：清華大學(xué)出版社，2006,3 15 趙 亮. 單片機(jī) C 語言編程與實(shí)例M. 北京: 人民郵電出版社, 2003. ：3 -432后 記首先，我要感謝我的導(dǎo)師段老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，同時也感謝本校的一些老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間所給予我得幫助。在我畢業(yè)論文寫作期間，各位老師給我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有您們這樣的幫助和關(guān)懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，借此機(jī)會，向您們表示由衷的感激。接著，我要

41、感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的短短過程中，你們給我提出很多寶貴的意見，給了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠的謝謝你們。同時，我還要感謝我的寢室同學(xué)和身邊的朋友，正是在這樣一個團(tuán)結(jié)友愛，相互促進(jìn)的環(huán)境中，在和他們的相互幫助和啟發(fā)中，才有我今天的小小收獲。最后我要深深地感謝我的家人，正是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無盡的愛、理解和支持，才使我時刻充滿信心和勇氣，克服成長路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵和幫助的朋友，在此無法一一列舉，此也一并表示忠心地感謝！哈爾濱學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）哈爾濱學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 基于

42、 AT89C51 的紅外線家電遙控設(shè)計(jì)院（系）：理工學(xué)院專 業(yè)：電子信息工程年 級：2006 級姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：職 稱：2010 年 6 月 19 日目 錄摘 要.1Abstract .2前 言.3第一章 總體設(shè)計(jì)原理分析.41.1 紅外線遙控器工作原理.41.1.1 紅外線介紹.41.1.2 紅外線遙控原理介紹.41.2 紅外家電遙控器譯碼原理.6第二章 電路的硬件設(shè)計(jì).82.1 硬件控制電路介紹.82.2 控制電路分析.4蜂鳴器電路.15.16第三章 軟件設(shè)計(jì).173.1 控制程序.17.173.軟件抗干擾措施.19.19結(jié) 論.22參考文獻(xiàn)

43、.23附錄 A .24附錄 B.25后 記.29摘 要如今，利用紅外遙控傳輸較小的數(shù)據(jù)量來控制電器設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，對各種紅外遙控器發(fā)出來的紅外編碼進(jìn)行采集和處理就成了眾人非常關(guān)心和急需解決的問題。仔細(xì)分析了多種遙控器所發(fā)紅外編碼的特點(diǎn)及其規(guī)律，詳細(xì)地闡述了利用單片機(jī)系統(tǒng)對家用電器遙控器發(fā)出來的紅外編碼進(jìn)行學(xué)習(xí)、存儲、傳輸和再生的原理，來實(shí)現(xiàn)以紅外線為傳送信息媒介的短距離無線遙控控制電路，具有準(zhǔn)確度高、速度快的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、家用電器等設(shè)備的開啟和關(guān)閉控制。在了解了其發(fā)射的編碼脈沖信號波形后，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)AT89C51的紅外遙控器解碼器，對解碼器硬件和相應(yīng)軟件進(jìn)行分

44、析并給出程序流程圖，給出多功能遙控系統(tǒng)框圖，詳細(xì)地說明其硬件組成原理和各個部分的功能，并給出了部分程序流程圖。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)一種智能型紅外線遙控器，可以對各種紅外線遙控器發(fā)射的信號進(jìn)行識別、存貯和再現(xiàn)等功能，從而實(shí)現(xiàn)對各類家電的控制。關(guān)鍵詞：紅外遙控器；單片機(jī)；編碼；解碼器；信號 AbstractToday, the application, using infrared telecontrol to transmit a few data to control electric equipment, is so popularized. The problem, picking a

45、nd processing the infrared code which sent by the various telecontroller, being watched out and solved eagerly by many people. We analyzed carefully the characteristic and its law of the infrared code which sent by the kinds of telecontroller. The principle, using the singlechip system to learn, sto

46、re, transmit and restore the infrared code which sent by the telecontroller of electric appliance, is also detailedly expounded in this paper. By guiding of the principle, which take the infrared as the pass-along message medium short distance wireless remote control circuit, which has the accuracy

47、to be high, the speed quick characteristic. This design widely applies in equipment and so on industry, medical service, domestic electric appliances opening with the closure control.After thecode pulse signal waveshape that infrared remote controller emits is known, the decoder of infrared remote c

48、ontroller based on single chip microcomputer AT89C51 is designed, the decoder hardware and appropriate software are analysed and the program process diagrams are given. The paper puts forward frame diagram of multifunction remote control system and detailed the compose of hardware principle and func

49、tion of each part, and gives part of program flu diagrams. This is to design an intelligent infrared remote focusing on single chip. It can distinguish, store and recurrence to signals that all kinds of infrared remote launched. Thereby, the control of all household electrical appliances can be real

50、ized.Key words: infrared remote controller；single chip microcomputer；code decoder；signal前 言隨著社會的發(fā)展各種家用電器已經(jīng)進(jìn)入了千家萬戶，各式各樣、琳瑯滿目的家用電器，空調(diào)、電視、音響系統(tǒng)等傳統(tǒng)意義上的家電早已成為普通百姓生活不可或缺的一部分，甚至連投影機(jī)、數(shù)字機(jī)頂盒，電子監(jiān)控（防盜）系統(tǒng)等新興電器也正迅速步入現(xiàn)代家庭，我們家里的遙控器越來越多，不同型號的遙控器控制不同的家電。遙控器，想來大家并不陌生，遙控作為眾多現(xiàn)代家電的一種基本控制方式，幾乎所有的家電產(chǎn)品都配備了遙控器，甚至現(xiàn)在連電風(fēng)扇，臺燈這樣的設(shè)

51、備都配備了遙控器?？墒?，隨著家里的電器越來越多，電器產(chǎn)品的遙控器也越來越多，這就產(chǎn)生比較多的麻煩，日常生活中，很多人都會遇到隨手拿錯放在茶幾上各種遙控器的麻煩，不僅使用起來不方便而且茶幾上擺放一堆遙控器也很不好看。本設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)一種遙控器，可以讓我們通過一個通用的遙控器可以統(tǒng)一控制多個家電的開關(guān)，這樣就讓對家電的控制簡單化了。但是不同企業(yè)使用的遙控器原理各有不同，大多數(shù)的家用電器都有各自不同的遙控器，為了解決這個問題，本設(shè)計(jì)探討一個 了遙控器的設(shè)計(jì)方案：該遙控器可以通過控制繼電器而控制家電的開關(guān)，從而擁有對 多臺電器的遙控功能，即省時、又省力，又節(jié)約資源，從而使人們免除同時面對眾多遙控器的煩惱

52、。 本設(shè)計(jì)硬件部分是利用控制電路控制繼電器的開合，從而控制家電的開關(guān)的簡單的目的，本設(shè)計(jì)只用了兩組繼電器，只能控制兩臺家電，而實(shí)際中我們還可以加入更多的繼電器，達(dá)到控制更多家電的目的。從遙控器的控制原理來說，其通過紅外發(fā)出的信號通常是一種經(jīng)過特定編碼的紅外信號，習(xí)慣稱之為遙控器編碼，不同廠家的遙控器所采用的碼型都是不一樣的，以免互相沖突，而這個代碼也是公開的，我們只要能模擬各種遙控信號編碼，就能實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)電器的遙控功能。本設(shè)計(jì)主要是利用東芝牌遙控器編碼方式發(fā)射紅外控制信號，接收電路使用一體化紅外接收模塊接收紅外信號，經(jīng)過濾除載波后將紅外信號發(fā)到單片機(jī)內(nèi)，而譯碼方式按照東芝遙控器編碼方式進(jìn)行解碼

53、，譯出遙控器所按的按鍵，然后輸出動作控制繼電器開關(guān)，從而達(dá)到用軟件驅(qū)動硬件，達(dá)到控制電器開關(guān)的目的。第一章 總體設(shè)計(jì)原理分析1.1 紅外線遙控器工作原理紅外線介紹紅外線是一種電磁波，具有與無線電波及可見光一樣的本質(zhì)。人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。其中紅光的波長范圍為 0.62m。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線的波長在 0.76100m 之間的近紅外線來傳送控制信號的。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅

54、外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。此外紅外線通信還具有保密性強(qiáng)，信息容量大，結(jié)構(gòu)簡單，既可以是室內(nèi)使用，也可以在野外使用，由于它具有良好的方向性，適用于國防邊界哨所與哨所在之間的保密通信， 但在野外使用時易受氣候的影響1。紅外線遙控原理介紹紅外線遙控器是以紅外線發(fā)光 LED，發(fā)射波長 940nm 的紅外線不可見光，來傳送信號。整個遙控器系統(tǒng)分為發(fā)射端及接收端兩部分，發(fā)射端經(jīng)過紅外線發(fā)射 LED 送出紅外線控制信號，這些信號經(jīng)過紅外線接收模塊接收端接收進(jìn)來，并對其控制信號做譯碼而做相對的動作輸出完成遙控的功能。紅外通信

55、由來已久，但是進(jìn)入 90 年代，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和地球空間技術(shù)的發(fā)展，使人們對紅外線技術(shù)的研究越來越深入，應(yīng)用范圍更廣泛，尤其是在紅外遙感技術(shù)和紅外通信技術(shù)領(lǐng)域里，數(shù)字鎖相技術(shù)和傳感器技術(shù)的巨大進(jìn)步，大大加速了這個進(jìn)程，目前無線產(chǎn)品在商業(yè)銷售中的使用已相當(dāng)普遍，但大多存在著很大的局限性，電路繁雜，計(jì)算難度大且多為模擬電路，抗干擾能力差，準(zhǔn)確度底，電路的維護(hù)調(diào)試很不方便。越來越多的遠(yuǎn)距離控制和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)引入了不可見的紅外線作為傳輸媒介進(jìn)行通信，組成了無線紅外遙控通信系統(tǒng)，此方法以其成本底、精度高、保密性強(qiáng)、技術(shù)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接

56、收兩個部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管，它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940nm 左右，外形與普通 5 發(fā)光二極管相同，只是顏色不同，紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。 接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管，只對紅外光線有敏感作用，在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種，由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較小（1

57、00mW 左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。 圖1-1 紅外線發(fā)射器的工作方塊圖紅外線發(fā)射器的工作流程如圖 1-1 所示，當(dāng)按下某一按鍵后，遙控器上的控制芯片便進(jìn)行編碼產(chǎn)生一組句柄，結(jié)合載波電路的載波信號（為 38kHz）而成為合成信號，經(jīng)過放大器提升功率而推動紅外線發(fā)射二極管，將紅外線信號發(fā)射出去，所要發(fā)射的句柄必須加上載波才能使信號傳送的距離加長，一般遙控器的有效距離為 10m。紅外線接收模塊單片機(jī)AT89C51 控制紅外線信號接收 圖1-2 紅外線接收的工作方塊圖紅外線接收的工作方塊圖如圖1-2所示，其主要控制組件為紅外線接收模塊，其內(nèi)部含有高頻

58、的濾波電路，專門用來濾除紅外線合成信號的載波信號（38kHz）而送出發(fā)射器的控制信號。當(dāng)紅外線合成信號進(jìn)入紅外線接收模塊，在其輸出端便可以得到原先的數(shù)字控制編碼，只要經(jīng)過單片機(jī)譯碼程序進(jìn)行譯碼，便可以得知按下那一按鍵，而作出相應(yīng)的控制處理，完成紅外線遙控的動作。 由于每家廠商設(shè)計(jì)出來的遙控器一定不一樣，即使是使用相同的控制芯片，也會做特殊的編碼設(shè)計(jì)，以避免遙控器間互相的干擾。在本設(shè)計(jì)中將以東芝牌電視遙控器為例紅外發(fā)射器38kHz 載波信號信號放大紅外線發(fā)射二極管AND 門發(fā)射紅外線信號子來做實(shí)驗(yàn)說明，這款遙控器使用國內(nèi)遙控器最常用的編碼芯片PT2221或是兼容芯片。其中的編碼數(shù)據(jù)包含廠商固定編

59、碼及按鍵編碼，廠商固定編碼為避免與其他家廠商重復(fù)，而按鍵編碼則是遙控器上的各個按鍵編碼。例如按下遙控器的 1 鍵，則會發(fā)送出以下的 4 字節(jié)出去： 40 BF 01H ED 其中“40 BF”為廠商固定編碼， “01H ED”則為1鍵按鍵編碼，廠商編碼只要是東芝牌電視遙控器就是固定的，各個按鍵編碼則依按鍵不同而不一樣。“0” ， “1” 。當(dāng)按下遙控器上的某一按鍵則會產(chǎn)生特定的一組編碼，結(jié)合38kHz載波信號發(fā)射出去，加上載波信號可以增加發(fā)射距離。1.2 紅外家電遙控器譯碼原理遙控電路使用89C51單片機(jī)作控制，通過紅外線接收模塊接收信號，因?yàn)榻邮漳K有自動濾除載波功能，所以紅外線接收模塊輸出

60、的信號就是遙控器所產(chǎn)生的編碼，通過電路傳到單片機(jī)內(nèi)，單片機(jī)識別出遙控器的按鍵，作相應(yīng)的動作。紅外線接收模塊是一種光敏二極管及濾波器組成，光敏二極管只對紅外光線有敏感作用，在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種，由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。因此在紅外線發(fā)射端紅外線信號加載在一個38kHz載波上發(fā)射出去，這樣即增加了信號強(qiáng)度，也增強(qiáng)了信號的傳輸距離，使用起來更加方便。紅外線發(fā)射器