紅外遙控交流開關(guān)修改

1、紅外遙控交流電源開關(guān)摘要：介紹了一種由普通遙控器作為信號(hào)控制器的紅外遙控電源開關(guān)。該控制器可以通過分析遙控器的編碼，實(shí)現(xiàn)對多個(gè)電源開關(guān)的控制。本文簡單介紹了由AT89C2052單片機(jī)構(gòu)成的紅外遙控電源開關(guān)控制器的結(jié)構(gòu)、功能及工作原理，闡述了解碼程序的設(shè)計(jì)思想和程序基本結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：單片機(jī) AT89C2052 紅外遙控 定時(shí)開關(guān)Abstract：This passage is talking about the infrared remote switch, of which the signal is controlled by an ordinary remote controller. B

2、y analysing code of the remote controller， this controller can controll several switches. Besides, it is introducing the construction, functions, and working principles of the infrared remote controller, which is made by AT89S2052, as well as the design ideas and basic structure of decode program.Ke

3、yword: single-chip; AT89C2052; infrared remote control; Time Switch目 錄第一部分 前 言1頁第二部分 8051單片機(jī)概述4頁第三部分 紅外線遙控簡介 6頁第四部分 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 7頁第五部分 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8頁第六部分 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14頁第七部分 結(jié)束語 19頁第八部分 致謝 19頁第九部分 參考資料 19頁前 言紅外遙控交流電開關(guān)是一種集遙控、定時(shí)功能于一體的家用電器等的開關(guān)裝置，它可以方便地達(dá)到讓你用遙控器隨意操作的目的，解決了黑暗中開關(guān)、開關(guān)位置固定而距離遠(yuǎn)所帶來的麻煩；可以在任意時(shí)間開關(guān)，解決了熱水器等頻繁開關(guān)的場合

4、需要定時(shí)下班回來就可以使用又不頻繁開關(guān)延長電器壽命，節(jié)能的目的。家電紅外遙控系統(tǒng)技術(shù)是針對各自的遙控對象（彩電、冰箱、空調(diào)等），均由專用CPU解碼，作為一般的單片機(jī)控制系統(tǒng)不能直接使用，如何借鑒家電紅外遙控系統(tǒng)的原理，自行設(shè)計(jì)解碼電路和解碼、控制程序，利用現(xiàn)有遙控器控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制用電設(shè)備的紅外遙控技術(shù)是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，電子遙控開關(guān)是就是基于單片機(jī)和紅外遙控技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用，本系統(tǒng)采用了AT89S2052單片機(jī)做解碼及主控芯片，利用單片機(jī)內(nèi)部資源定時(shí)器設(shè)計(jì)的時(shí)間控制器，51系列單片機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的8位單片機(jī)，該單片機(jī)具有成本低廉，技術(shù)成熟的特點(diǎn)，相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料很多，非常適用于學(xué)習(xí)和

5、實(shí)踐。系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是對從遙控器接收到的串行二進(jìn)制碼進(jìn)行解碼，因此必須對遙控編碼有一個(gè)充分的了解，本論文將著重分析遙控編碼，解碼過程。一、AT89C2052單片機(jī)簡介 AT89C2052是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，但它只有20個(gè)引腳，15個(gè)雙向輸入/輸出（I/O）端口，其中P1是一個(gè)完整的8位雙向I/O口，兩個(gè)外中斷口，兩個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,兩個(gè)全雙向串行通信口，一個(gè)模擬比較放大器。同時(shí)AT89C2052的時(shí)鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，

6、時(shí)鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行。1.1 芯片的主要功能特性：表1.1 單片機(jī)主要功能   · 兼容MCS51指令系統(tǒng)· 2k可反復(fù)擦寫(>1000次）Flash ROM   · 15個(gè)雙向I/O口· 6個(gè)中斷源   · 兩個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器· 2.7-6.V的寬工作電壓范圍   · 時(shí)鐘頻率0-24MHz· 128x8bit內(nèi)部RAM   · 兩個(gè)外部中斷源&#

7、183; 兩個(gè)串行中斷   · 可直接驅(qū)動(dòng)LED· 兩級加密位   · 低功耗睡眠功能· 內(nèi)置一個(gè)模擬比較放大器   · 可編程UARL通道· 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能1.2 外部引腳圖圖1.1 AT89C2052 引腳圖1.3 AT89S2052結(jié)構(gòu)方框圖圖1.2 AT89S2052結(jié)構(gòu)方框圖二、紅外線遙控簡介2.1 紅外線特點(diǎn)紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。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)

8、備、空凋機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。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。  2.2遙控發(fā)射器及其編碼遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現(xiàn)以746 1遙控發(fā)射器專用芯片組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：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1.6

9、85ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”，其波形如圖2所示。圖2.1 遙控編碼的“0”和“1”上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。7461產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的42位二進(jìn)制碼組，其中前26位為用戶識(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位的操作碼和8位的操作反碼用于核對數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求3.1設(shè)計(jì)紅外遙控電源開關(guān)要求（1）遙控功能：能遙控開、關(guān)小家電的電源插座，如電風(fēng)扇、電視機(jī)、飲水機(jī)等，電源插座揄出功率為2000W

10、，遙控距離大于5M。（2）定時(shí)功能：能夠設(shè)定電源插座開關(guān)開啟時(shí)間的長短，如設(shè)定開啟時(shí)間為半小時(shí)，時(shí)間到后立即切斷開關(guān)。（3）LCD顯示功能：能顯示遙控狀態(tài)，如開關(guān)的開合、所設(shè)定的時(shí)間等。3.2 實(shí)現(xiàn)方案采用單片機(jī)、常用彩電遙控器作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用紅外線遙控發(fā)射和接收的工作原理，以及單片機(jī)外部中斷的方法而制作成一款紅外遙控電源開關(guān)。方案之一的框圖如下所示：彩電遙控器單 片 機(jī)遙控接收頭顯示器件溫度接收頭晶 振繼電器電器插座受控電器圖3.1 紅外遙控電源開關(guān)實(shí)現(xiàn)方案框圖四、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)4.1紅外遙控電源開關(guān)的系統(tǒng)組成本系統(tǒng)主要由電源電路、蜂鳴器電路、溫度接收電路、紅外接收電路、控制解碼

11、電路、時(shí)鐘電路、LCD顯示電路、指示燈幾大部分組成。AT89S2052電源遙控接收1338B溫度接收18B20晶振蜂鳴器光耦MOC3061可控硅BT137液晶屏12232圖4.1 紅外遙控電源開關(guān)組成框圖4.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)及紅外解碼實(shí)現(xiàn)思路遙控器將按鍵信息進(jìn)行編碼后調(diào)制到紅外線的某個(gè)頻率通過管發(fā)射出去，紅外接收管接收到發(fā)射管發(fā)出的紅外信號(hào)后對該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)原始編碼信息，紅外遙控接收頭解調(diào)出的編碼是串行二進(jìn)制碼，包含著遙控案件信息，但它還不便于CPU讀取識(shí)別，因此需要先對這些二進(jìn)制碼進(jìn)行解碼。當(dāng)遙控器上任意一個(gè)按鍵按下超過36ms時(shí)，控制芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個(gè)特定的同步碼頭，對于接收端而

12、言就是一個(gè)9ms的低電平,和一個(gè)4.5ms的高電平，這個(gè)同步碼頭可以使程序知道從這個(gè)同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。 解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過后，開始延時(shí)，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時(shí)必須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=

13、0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右即可。 根據(jù)紅外編碼的格式，程序應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼。單片機(jī)把解碼所得的二進(jìn)制存入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，這樣就完成了某一按鍵的紅外解碼操作，同樣地，按此可以實(shí)現(xiàn)其它按鍵的紅外解碼，最后形成遙控器按鍵相應(yīng)的鍵值表。就這樣單片機(jī)程序就可以識(shí)別遙控器相應(yīng)的功能鍵，通過遙控器向單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)的命令，單片機(jī)接收到命令后通過驅(qū)動(dòng)電路使繼電器動(dòng)作從而實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的開關(guān)。定時(shí)器以AT89S2052為核心，采用12MHz晶振，用內(nèi)部定時(shí)器T0產(chǎn)生5ms時(shí)鐘信號(hào)，由軟件處理成分鐘、小時(shí)段碼數(shù)據(jù)，送液晶屏顯示。 4.3系統(tǒng)工作原理如圖所示，N

14、B1838是塑封一體化紅外線接收器，它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，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(hào)兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號(hào)時(shí)為高電平，收到紅外信號(hào)時(shí)為低電平，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。遙控發(fā)出的紅外遙控信號(hào)經(jīng)紅外接收器NB1838接收直接送給AT59S2052的中斷口0，單片機(jī)采集到這些數(shù)據(jù)后利用外部中斷和定時(shí)對其進(jìn)行紅外解碼處理獲得外部所需的控制信息;這些控制信息可直接從I、O口輸出，時(shí)間定時(shí)器可設(shè)定1min到24h的時(shí)間設(shè)定，通過按鍵設(shè)定定時(shí)時(shí)間，數(shù)碼管顯示值，當(dāng)開關(guān)開時(shí)光偶接通發(fā)亮，

15、可控硅導(dǎo)通，插座得電；當(dāng)開關(guān)關(guān)時(shí)截止熄滅，可控硅截止，插座失電，采用雙向可控硅耐壓在400V以上，最大工作電流16A，可完全保證大功率電器的正常工作，避免可控硅過熱燒壞加了散熱器。4.4系統(tǒng)原理圖圖4.2 糸統(tǒng)總原理圖系統(tǒng)主控電路需要5V直流電壓電源，如圖所示，分為整流、濾波、穩(wěn)壓幾部分，提供+5V直流電源。圖4.3 糸統(tǒng)電源圖遙控器發(fā)出的紅外遙控信號(hào)經(jīng)紅外接收器NB1838V接收直接送給AT59S2052的中斷口0，單片機(jī)采集到這些數(shù)據(jù)后利用外部中斷和定時(shí)對其進(jìn)行紅外解碼處理獲得外部所需的控制信息，通過IO口輸出信號(hào)控制開關(guān)的閉合。圖4.4 紅外線接收及控制電路驅(qū)動(dòng)電路 如圖所示，光偶MOC

16、3041用作交流零點(diǎn)雙向可控硅BT137驅(qū)功動(dòng)器，當(dāng)單片機(jī)P3.7輸出高電平信號(hào)時(shí)光偶工作，在交流零點(diǎn)到時(shí)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制雙向可控硅BT137導(dǎo)通，插座得AC220市電壓。 圖4.5 光偶、可控硅開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路利用CA12232K 串口進(jìn)行串行輸入輸出數(shù)據(jù)顯示。圖4.6 LCD顯示部分接口電路PCF8563 是PHILIPS 公司推出的一款工業(yè)級內(nèi)含I2C 總線接口功能的具有極低功耗的多功能時(shí)鐘/日歷芯片。PCF8563 的多種報(bào)警功能、定時(shí)器功能、時(shí)鐘輸出功能、以及中斷輸出功能，能完成各種復(fù)雜的定時(shí)服務(wù)，甚至可為單片機(jī)提供看門狗功能、內(nèi)部時(shí)鐘電路、內(nèi)部振蕩電路、內(nèi)部低電壓檢測電路1.0V， 以

17、及兩線制I2C 總線通訊方式。不但使外圍電路及其簡潔，而且也增加了芯片的可靠性，同時(shí)每次讀寫數(shù)據(jù)后，內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量。加該電路工作原理的文字說明！圖4.7 時(shí)鐘及定時(shí)器接口電路加該電路工作原理的文字說明！圖4.8 溫度接收部分接口電路五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由紅外線解碼、時(shí)間定時(shí)設(shè)置、12232液晶顯示、中斷服務(wù)程序等幾部分程序組成。以下是關(guān)鍵部分的程序。加介紹糸統(tǒng)的軟件工作仼務(wù)的文字說明！5.1 主程序流程 加該流程的工作原理的文字說明！圖5.1 糸統(tǒng)軟件工作流程5.3 解碼部分程序如下： /*=紅外解碼接收模塊:1838接收范圍:9ms/4.5ms=*/sbit IR

18、=P32; /紅外接口/=bit irpro_ok,irok,startflag;uchar iring; /按鍵轉(zhuǎn)換后功能鍵uchar irtime; /紅外全局變量用于定時(shí)中斷計(jì)數(shù)uchar IRcord4; /處理后的紅外碼，分別是 客戶碼，客戶碼，客戶碼，數(shù)據(jù)碼uchar irdata33; /33個(gè)高低電平的時(shí)間數(shù)據(jù)/*/* 定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù) */*/void tim0_isr () interrupt 1 using 1/定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù)irtime+; /用于計(jì)數(shù)2個(gè)下降沿之間的時(shí)間/*/* 外部中斷0函數(shù) */*/void ex0_isr () interrupt 0

19、using 2/外部中斷0服務(wù)函數(shù)uchar i; /接收紅外信號(hào)處理ET0=1; /開定時(shí)中斷TR0=1; /開定時(shí)器if(startflag) if(irtime<63&&irtime>=33) /引導(dǎo)碼 TC9012的頭碼，9ms+4.5ms i=0;irdatai=irtime; /存儲(chǔ)每個(gè)電平的持續(xù)時(shí)間，用于以后判斷是0還是1irtime=0;i+;if(i=33)irok=1;i=0;ET0=0; /關(guān)中斷TR0=0; /關(guān)定時(shí)器elseirtime=0;startflag=1;/*/* 定時(shí)器0初始化 */*/void TIM0init()/定時(shí)器0初

20、始化TMOD=0x02;/定時(shí)器0工作方式2，TH0是重裝值，TL0是初值TH0=0x00; /重載值TL0=0x00; /初始化值ET0=0; /關(guān)中斷TR0=0; /*/* 外部中斷初始化 */*/void EX0init()IT0=1; /指定外部中斷0下降沿觸發(fā)，INT0 (P3.2) EX0=1; /使能外部中斷 EA=1; /開總中斷 /*/* 紅外解碼函數(shù)處理 */*/void Ircordpro()/紅外碼值處理函數(shù)uchar i, j, k;uchar cord,value;k=1;for(i=0;i<4;i+) /處理4個(gè)字節(jié) for(j=1;j<=8;j+) /處理1個(gè)字節(jié)8位 cord=irdatak; if(cord>7) /大于某值為1，這個(gè)和晶振有絕對關(guān)系，這里使用12M計(jì)算，此值可以有一定誤差 value=value|0x80; else value=value; if(j<8) value=value>>1; k+; IRcordi=value; value=0; irpro_ok=1;/處理完畢標(biāo)志位置1 六、結(jié)束語