紅外線家電遙控

紅外線家電遙控學(xué)院：電氣學(xué)院專業(yè)：通信工程

班級：071班

姓名：劉雪梅

學(xué)號：20074400104

指導(dǎo)老師：黃志偉1.摘要 3正文????????????????????????????????32.1系統(tǒng)方案設(shè)計???????????????????????32.1.1控制電路????????????????????????3功能說明?????????????????????????4工作原理?????????????????????????5（1）解碼控制模塊?????????????????????????5（2）壓電喇叭控制模塊???????????????????????5（3）紅外線接收模塊????????????????????????6（4）繼電器接口模塊????????????????????????102.2程序說明及流程?????????????????????112.2.1工作流程?????????????????????????112.2.2控制子程序說明?????????????????????13程序清單?????????????????????????13電路測試????????????????????????????19結(jié)論???????????????????????????????20參考文獻(xiàn)????????????????????????????紅外線家電遙控1.摘要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，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。本文將利用紅外線發(fā)射及接收模塊結(jié)合單片機(jī)8051，來設(shè)計一個簡易的紅外線家電遙控體系，可以放在家中使用，用來控制室電110V的家電開啟或是關(guān)閉，例如電風(fēng)扇、電視機(jī)、音響等家電，其中的紅外線發(fā)射器使用一般東芝牌電視紅外線遙控器來做專題的實驗。紅外線接收模塊可以通過接收遙控器的控制碼控制繼電器的開啟和斷開，本課程設(shè)計可以學(xué)習(xí)紅外線遙控器動作原理及譯碼程序設(shè)計，及如何以8051做紅外線家電遙控。AbstractInfraredremotecontrolisthemostwidelyusedmeansofacommunicationsandremotecontrol.Astheinfraredremotecontrolissmall,lowpower,functionalstrength,lowcost,highpressure,radiation,toxicgases,dustandotherenvironments,usinginfra-redremotecontrolnotonlycompletelyreliableandcaneffectivelyisolatetheelectricalinterference.Thisarticlewillusetheinfraredtransmitterandreceivermodulesofthesinglechip8051,todesignasimpleinfraredremotecontrolsystemforhomeappliances,youcanputtouseathome,usedtocontrolroom110Velectricalapplianceonoroff,suchaselectricfans,televisions,stereos,etc.householdappliances,whichuseinfraredtransmitternormallyToshibabrandTVinfraredremotecontrolfeatureoftheexperimenttodo.Infraredreceivermodulescanbecontrolledbyreceivingremotecodescontroltheopeningrelayanddisconnect,thecurriculumdesignmovementcanlearninfraredremotecontrolanddecodingprogramdesignprinciples,andhowtomakethe8051infraredremotecontrolhomeappliances.關(guān)鍵字：東芝電視遙控器紅外線接收頭SM33868051單片機(jī)Keywords:ToshibaTVremotecontrolinfraredreceiverheadSM3386 8051MCU系統(tǒng)方案設(shè)計控制電路

紅外線家電遙控器的控制電路可分為以下幾部分：8051單片機(jī)LED指示燈壓電喇叭控制?繼電器接口?家電控制回路?紅外線接收模塊?紅外線遙控器（東芝電視遙控器）完整的控制電路如圖1所示，其中紅外線遙控器使用的是東芝電視遙控器來做實驗，由繼電器的開關(guān)，可以控制家電產(chǎn)品電源的開啟或關(guān)閉。功能說明紅外線家電遙控器的基本功能如下

使用8051單片機(jī)作控制壓電喇叭發(fā)出嘩的一聲做動作指示包含2組繼電器繼電器開啟關(guān)閉可以直接控制家電ON/OFF紅外線發(fā)射器使用東芝牌電視紅外線遙控器解碼工作原理(1)如下圖2所示為89C51解碼控制模塊v(3C彳[JSIRESETlcllji.ir<1KL2D.1VCC<DIC2Cl113T?T?T720■o11105!2MHzP1.0VCCP1.1PO.OP1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5P0.4H：?80051蠶RESTP0.7RXDEAA^PPT^DALEINTOPSENINT?P2.7TOP2.6T1P2.5WRP2.4RDP2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1GNDP2.015C9004039383736343029282726252422■4>VCv(3C彳[JSIRESETlcllji.ir<1KL2D.1VCC<DIC2Cl113T?T?T720■o11105!2MHzP1.0VCCP1.1PO.OP1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5P0.4H：?80051蠶RESTP0.7RXDEAA^PPT^DALEINTOPSENINT?P2.7TOP2.6T1P2.5WRP2.4RDP2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1GNDP2.015C9004039383736343029282726252422■4>VC圖2,89C51解碼控制模塊2)如圖3所示為壓電喇叭控制模塊

3)如圖4所示為紅外線接收模塊圖4，紅外線接收模塊紅外線接收模塊的3個引腳請勿接錯，否則恐有燒毀內(nèi)部電路之虞。最左邊(OUT)為數(shù)字信號輸出，中間(GND)接地，右邊(VDD)為電源輸入，在電源輸入端并接有RC的電源濾波電路。在焊接完接收模塊后可以使用邏輯筆接觸紅外線接收模塊的信號輸出端，一邊按住紅外線遙控器某一按鍵，使其不斷的發(fā)射紅外線遙控信號，若是接收模塊正常，邏輯筆脈沖LED便會閃動。這是自行檢測紅外線遙控器發(fā)射及接收最簡單的除錯方法。由于紅外線接收模塊對燈光照射十分敏感，觀察一般家電產(chǎn)品的紅外線接收模塊處前方皆有濾光的面板，因此在做實驗時，請勿將燈光直接照射在接受模塊處，以免造成干擾產(chǎn)生誤動作，做出不正確的解碼。紅外線的特點：人的眼睛能看的可見光，依次（從長到短）為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)紫、如圖5所示：刪累|負(fù)|青丨綠|釘程“畫卜0

莎0一科0,470-490.550.60蔽076山加）圖5由圖可見，紅光的波長范圍為0.62pm?0.76pm,比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線遙控器就是利用波長0.76pm?1.5pm之間的近紅外線來傳送控制信號的。紅外線的特點是不干擾其他電器設(shè)備工作，也不會影響周圍環(huán)境。電路調(diào)試簡單，若對發(fā)射信號進(jìn)行編碼，可實現(xiàn)多路紅外遙控功能紅外線發(fā)射和接收由于每家廠商設(shè)計出來的遙控器不一樣，即使使用相同的控制芯片，也會做特殊的編碼設(shè)計，以避免遙控器間互相的干擾。在本實驗中，我們采用東芝牌電視遙控器來發(fā)射紅外線。編碼方式是使用32位編碼，紅外線編碼由以下3部分組成：前導(dǎo)信號、編碼數(shù)據(jù)、結(jié)束信號。其中編碼數(shù)據(jù)包含廠商固定編碼及按鍵編碼，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。紅外線發(fā)射信號編碼格式如圖6所示：圖6，紅外線發(fā)射信號編碼格式例如按下遙控器的電源（POWER）鍵，則會發(fā)出以下的4字節(jié)出去：40BF12ED其中“40BF”為廠商固定編碼，“12ED”則為電源按鍵編碼，廠商編碼只要是東芝電視遙控器則為固定的，各個按鍵編碼則依按鍵不同而不一樣。各個位編碼方式是以波寬信號來調(diào)變，低電平0.8ms加上高電平0.4ms則編碼為'0',低電平0.8ms加上高電平1.6ms則編碼為'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載波信號而發(fā)射出去，加上載波信號可以增加發(fā)射距離。紅外線接收工作方框圖如圖7所示，其主要控制組件為紅外線接收模塊，其內(nèi)部含有濾波電路，專門用來濾除紅外線合成信號的載波信號（38kHZ），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)的譯碼程序進(jìn)行譯碼便可得知按下哪個鍵，而做出相應(yīng)的控制處理完成紅外線遙控操作。在本實驗中紅外線接收采用51系列單片機(jī)和紅外線接收頭SM3386組成接收模塊，其主要特點如下：內(nèi)置光敏二極管和前置放大器；內(nèi)置PCM頻率濾波器；抗光抗電磁波干擾；無需外圍元器件；輸出低電平有效;低功率消耗；圖7，紅外線接收工作方框圖其內(nèi)部框圖如圖8：圖8，SM3386接收頭內(nèi)部框圖外形如圖9：IRM-3圖IRM-3圖9,SM3386外形4）如圖10為繼電器接口模塊圖10，繼電器接口模塊繼電器工作原理和特性繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定值時，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，能這樣來區(qū)別：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器接點說明：NC:NormalClose，常閉點。以COM為共同點，NC與COM在平時是呈導(dǎo)通的狀態(tài)。COM：Common，共通點，輸出控制接點的共同接點。NO：NormalOpen,常開點。NO與COM平時呈開路狀態(tài)，當(dāng)繼電器動作時，NO與COM導(dǎo)通，NC與COM則呈開路狀態(tài)。2.2程序說明及流程紅外線家電遙控器的控制程序文件名為IB.ASM?？刂瞥绦虬瑬|芝電視紅外線遙控器譯碼程序及繼電器控制程序。2.2.1工作流程圖11為主程序控制的工作流程。在主程序循環(huán)中主要工作為等待紅外線信號出現(xiàn)，并跳過前導(dǎo)信號，開始收集連續(xù)32位的編碼數(shù)據(jù)，存入內(nèi)存的連續(xù)空間。紅外線信號譯碼后輸出4字節(jié)數(shù)據(jù)，經(jīng)由程序比較處理，在控制繼電器動作及壓電喇叭發(fā)出聲響做動作指示。工作指示燈LED所扮演的角色為狀態(tài)指示，當(dāng)確認(rèn)紅外線的信號出現(xiàn)時，LED會亮起做指示。信號收集譯碼完畢后，LED會熄滅。

計譯碼如下。紅外線信號譯碼數(shù)據(jù)是存放在變量IRCOM處，占用連續(xù)4字節(jié)的內(nèi)存空間，并以R0寄存器間接尋址方式做存取。而程序比較處理時，只比較第3個字節(jié)，程序中使用數(shù)字鍵1234，其第3個字節(jié)正是數(shù)字1234，程序代碼定義如下：；IR遙控器按鍵1234比較碼CODE_K1EQU01HCODE_K2EQU02HCODE_K3EQU03HCODE_K4EQU04H在比較時便可以輕易處理。在一般情況下都可以正常動作，但在有噪聲干擾的時候則會產(chǎn)生誤動作。通常較理想的比較應(yīng)該是做完整的比較，比較完4個字節(jié)數(shù)據(jù)，才做出相應(yīng)動作，則較難產(chǎn)生誤動作。2.2.2控制子程序說明如下：DELAY:延遲子程序LED_BL：工作指示燈閃爍BZ：壓電喇叭發(fā)出嘩的一聲DE：短暫延遲DEL:0.1ms延遲子程序0P：紅外線譯碼后執(zhí)行相對動作IR_IN：IR譯碼4字節(jié)數(shù)據(jù)程序清單本程序清單如下：;IB.ASMIO51DECODERC99+RELAY2;IO51PCBCOPYRIGHTCMY2003;ASM:KEIL;decodeC0C1C2C3 ；IR譯碼4字節(jié)數(shù)據(jù);checkC2 ；比較第3字節(jié);rc99TXDIGITKEY1234CODE_K1EQU01HCODE_K2EQU02HCODE_K3EQU03HCODE_K4EQU04HIRCOMEQU30H ；紅外線信號譯碼數(shù)據(jù)放置變量起始地址COMEQU32H；比較第3字節(jié)COMEQU32HIRIN EQUP3.2；紅外線IR信號輸入位WLEDEQUP3.7；工作指示燈引腳定義SPKEQUP3.4；壓電喇叭控制信號RY1EQUP3.5；繼電器1控制引腳RY2EQUP3.6；繼電器2控制引腳ORG0H；程序代碼由地址0開始執(zhí)行JMPBEGIN5--BEGIN:CLRRY1；繼電器1狀態(tài)設(shè)為OFFCLRRY2；繼電器1狀態(tài)設(shè)為OFFCALLBZ；壓電喇叭發(fā)出嘩的一聲SETBIRIN；紅外線信號IR輸入位設(shè)為高電平CALLLED_BL；LED閃動，表示程序開始執(zhí)行LOOP:MOVR0,#IRCOMCALLIR_INCALLOPJMPLOOP;DELAYR5*10msDELAY:MOVR6,#50D1:MOVR7,#100DJNZR7,$DJNZR6,D1；設(shè)置IR譯碼起始地址；IR解碼；執(zhí)行譯碼動作；繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行；延遲子程序；總延遲時間R5*10msDJNZR5,DELAY；工作指示燈閃爍；位反向；延遲100ms；工作指示燈閃爍；位反向；延遲100ms；壓電喇叭發(fā)出嘩的一聲；短暫延遲;DELAYR5*0.1ms；0.1ms延遲子程序RETLED_BL:MOVR4,#4LE1:CPLWLEDMOVR5,#10CALLDELAYDJNZR4,LE1RETBZ:MOVR6,#0B1:CALLDECPLSPKDJNZR6,B1MOVR5,#5CALLDELAYRET5--DE:MOVR7,#180DE1:NOPDJNZR7,DE1RETTITLE:DB"IB.ASMIO51DECODERC994KEY1234+RELAY2"DEL:MOVR5,#1DELAY1:

MOVR6,#2E1:MOVR7,#17E2:DJNZR7,E2DJNZR6,E1DJNZR5,DELAY1RETOP:；執(zhí)行譯碼動作MOVA,COMCJNEA,#CODE_K1,A1；不是按鍵1則繼續(xù)比較CALLBZ；壓電喇叭發(fā)出嘩的一聲CPLRY1；繼電器1位反向RETA1:MOVA,COMCJNEA,#CODE_K2,A2；不是按鍵2則繼續(xù)比較CALLBZ；壓電喇叭連續(xù)兩次發(fā)出嘩的一聲CALLBZCPLRY2；繼電器2位反向RETA2:MOVA,COMCJNEA,#CODE_K3,A3；不是按鍵3則繼續(xù)比較CALLBZ；壓電喇叭連續(xù)三次發(fā)出嘩的一聲CALLBZCALLBZRETA3:MOVA,COMCJNEA,#CODE_K4,A4；不是按鍵4則繼續(xù)比較CALLBZ；壓電喇叭連續(xù)四次發(fā)出嘩的一聲CALLBZCALLBZCALLBZRETA4:RET5--;DECODEIRDATATO4BYTESIRCOM[]IR_IN:I1:JNBIRIN,I2JMPI1；等待IR信號I2:MOVR4,#20；延遲一次I20:CALLDELDJNZR4,I20JBIRIN,I1;確認(rèn)IR信號出現(xiàn)CLRWLED；LED亮起I21:JBIRIN,I3；等IR變?yōu)楦唠娖紺ALLDELJMPI21I3:MOVR3,#0；8位計數(shù)清為0;COLLECTTO8BITSlo8+hi4-->0lo8+hi16-->1LL:JNBIRIN,I4；等IR變?yōu)榈碗娖紺ALLDELJMPLLI4:JBIRIN,I5CALLDELJMPI4;highlevelcount,about0.4/1.6msJUDGE0/1I5:MOVR2,#0 ；0.1ms計數(shù)L1:CALLDELJBIRIN,N1；等IR變?yōu)楦唠娖?IR=0CHECKCOUNTVALUER2MOVA,#8CLRCSUBBA,R2;R2COUNT<8BIT=0;IFC=0BIT=0；判斷高低位MOVA,@R0RRCAMOV@R0,A;PROCESS1BITOK；處理完一位INCR3CJNER3,#8,LL；需處理8位;1BYTEOK,COLLECTNEXTBYTE8BITSMOVR3,#0INCR0CJNER0,#34H,LL；收集到4字節(jié)了JMPOKN1:INCR2CJNER2,#30,L1；0.1ms計數(shù)過長則時間到自動離開OK:SETBWLED；LEDOFFRET5--END程序執(zhí)行后指示燈LED閃動表示程序開始執(zhí)行,紅外線遙控器數(shù)字鍵1~4編號為S1?S4.當(dāng)按下此4鍵后有效，工作指示燈會閃動，表示有收到紅外線信號。操作如下：按下遙控器上的S1鍵，則繼電器1將ON,壓電喇叭發(fā)出嘩的一聲，再次按下遙控器上的S1鍵，繼電器1將OFF。按下遙控器上的S2鍵，則繼電器2將ON,壓電喇叭發(fā)出嘩的一聲，再次按下遙控器上的S2鍵，繼電器2將OFF。按下遙控器上的S3鍵，則壓電喇叭連續(xù)三次發(fā)車嘩的一聲，表示程序偵測到遙控器按鍵數(shù)字3。按下遙控器上的S4鍵，則壓電喇叭連續(xù)四次發(fā)車嘩的一聲，表示程序偵測到遙控器按鍵數(shù)字4。若按下遙控器的其他按鍵，工作指示燈會閃動，表示收到了紅外線信號，但是并無其他額外動作。由控制繼電器的開啟與關(guān)閉（ON/OFF），可以直接控制家電的開啟與關(guān)閉（ON/OFF）。本課程設(shè)計以東芝牌電視紅外線遙控器來遙控繼電器的開啟關(guān)閉，進(jìn)而直接控制家電開關(guān)，可以將此應(yīng)用做功能擴(kuò)展，進(jìn)而遙控啟動任何電源啟動的裝置，不必要直接開啟電源開關(guān)，增加使用的方便性。用戶可以依需要將此課題做功能擴(kuò)充做其他實驗。建議如下：功能擴(kuò)充增加其他紅外線遙控器按鍵功能，并增加多組繼電器開啟或關(guān)閉控制。目前