红外遥控系统大学学位论文Word文件下载.docx
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指导教师:
王许
2015年6月
贵州大学本科毕业课程(设计)
诚信责任书
本人郑重声明:
本人所呈交的课程设计,是在指导老师的指导下独立进行研究所完成。
在文本设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。
特此声明。
课程(设计)作者签名:
王怀浩
日期:
2015.6.23
摘要
红外遥控技术的出现,不仅大大提高了劳动生产率,降低了成本,而且减轻了人们的劳动强度,改善了劳动条件。
红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点从而成为了当今非常流行的一种控制方式
红外遥控器是一种利用红外遥控系统来控制被控对象的系统.整个系统由数字电路和模拟电路两个部分组成。
发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器;
接收部分包括LED红外光发射、解调、解码电路。
[1]
通过对设计要求地认真分析和研究,拿出了几种可行方案,最终选定了一个最佳方案。
该方案是采用先进的单片机技术实现遥控的主要手段。
我们所设计的遥控器能控制5个电器的电源开关,并且可对一路电灯进行亮度的调节。
关键字:
遥控电路,红外发射,红外接收,单片机
Abstract
Infraredremotecontroltechnology,notonlygreatlyimprovedlaborproductivity,reducedcosts,andreducethepeople'
slaborintensityandimprovetheworkingconditions.Infraredremotecontrolhasasmallsize,lowpowerconsumption,functionality,andlowcostinordertobecomeaverypopularpresent-daycontrol.
Theinfraredremotecontrolisonekindofuseinfraredremotecontrolsystemcontrolsiscontrolledtheobjectthedepartmentgreenoverallsystemiscomposedbythedigitalcircuitandtheanalogouscircuittwoparts.Launchespartiallyincludingthekeyboardmatrix,thecodedmodulation,theLEDinfraredtransmitter;
ReceivespartiallyincludingtheLEDinfraredlightlaunch,thedemodulation,decodestheelectriccircuit.
Afteranalyzingandresearchingontherequestofthedesign,wetakeseveralblueprintandweselectedthebestoneintheend.TheprojectmakeuseofadvancedSCMtorealizetheremotecontrol.Remotecontrollerwedesignedcandominate5electricalsourceswitchesandadjustthebrightnessofonelight.
keyword:
RemotecontrollingcircuitInfraredemissionInfraredreceiving,SCM
目录
第一章绪论1
第二章设计要求....................................................2
第三章硬件系统设计2
3.1基于单片机红外线遥控控制LED灯显示系统框架图2
3.2单片机控制系统及其基本电路3
3.2.1单片机最小系统…………………………………………3
3.2.2时钟电路4
3.2.3复位电路4
3.3基于单片机红外遥控控制LED系统的设计原理5
3.3.1单片机红外遥控控制LED显示系统原理5
3.3.2单片机红外遥控控制LED系统码分制原理6
3.4红外遥控发射系统电路设计7
3.4.1指令按键电路7
3.4.2发射电路8
3.4.3显示模块9
3.5红外遥控接收系统电路设计10
3.5.1接收电路11
3.5.2LED灯显示电路11
3.6硬件原理图12
第四章软件系统设计12
4.1红外线发射电路程序流程图设计12
4.2红外线接收电路程序流程图设计13
第五章系统测试与分析15
5.1利用Proteus和keil进行仿真调试15
5.2仿真图15
第六章总结18
致谢………………………………………………………………………18
附录1……………………………………………………………………19
附录2....................................................27
参考文献……………………………………………………………32
第一章绪论
目前市面上的遥控器铺天盖地,对于家电设备的控制,首选的就是红外遥控器,然而技术和经济的发展使得家庭数字化趋势越来越强烈,一对一遥控器(即一个遥控器只能控制一种类型的家电设备)已经不能满足用户要求。
多功能红外遥控器就是在普通红外遥控器的基础上,应市场需求而产生的,它能控制不同种类的设备,并且操作方便,深受顾客的欢迎,这也决定了多功能遥控器具有广阔的应用前景。
常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。
发射部分的主要元件为红外发光二极管。
它实际上是一只特殊的发光二极管;
由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的是红外线而不是可见光。
目前大量的使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通φ5发光二极管相同,只是颜色不同。
红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。
判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样;
用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可[2]。
红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定,而业余条件下只能用拉锯法来粗略判判定。
接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。
在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。
红外发光二极管一般有圆形和方形两种。
由于红外发光二极管的发射功率一般都较小(100mW左右),所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱,因此就要增加高增益放大电路。
红外遥控常用的载波频率为38kHz这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。
在发射端要对晶振进行整数分频,分系数一般取12,所以455kHz÷
12≈37.9kHz≈38kHz
第二章设计要求
主要功能是实现利用单片机AT89C51结合红外线收发模块实现控制指定的LED灯亮灭。
第三章硬件系统设计
3.1基于单片机红外线遥控控制LED灯显示系统框架图
1.系统晶振采用11.0592MHZ
2.系统框架图如下:
图2-1系统的设计总框图
3.2单片机控制系统及其基本电路
3.2.1单片机最小系统
单片机晶振电路:
对于MSC-51一般的晶振频率可以在1.2MHz—12MHz之间选择,这是电容C可以对应的选择10pF—30pF。
当使用89C55时晶振频率可以提高到24MHZ。
对于本设计的电容C用30pF,晶振选用11.0592MHz。
晶振电路如下图3-1所示,一条引脚接在XTAL1,另一条接在XTAL2。
单片机的复位电路:
为了防止程序执行过程中失步或运行紊乱,此处采用了上电复位及手动复位电路,电路图如下图2-1所示:
图3-2-1单片机最小系统图
3.2.2时钟电路
单片机必须要有时钟信号才能正常工作,因为它是一种时序电路[3]。
单片机芯片的18脚(X2)、19脚(X1)分别为片内反向放大器的输出端和输入端,只要在18脚(X2)和19脚(X1)之间接上一个晶振(本控制系统采用频率为12MHz),同时两个脚分别串联上一个30PF的电容即可构成单片机所需的
时时钟电路。
钟电路如2-2所示。
图3-2-2时钟电路模块图
3.2.3复位电路
单片机芯片的第9脚RST(Reset)是复位信号输入端。
单片机系统在开机时或在工作过程中因某种干扰而使程序失去控制,或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要进行复位。
AT系列单片机的复位一般靠外部电路来实现,信号高电有效,由RST引脚输入,当引脚保持高电平2个周期机器才正常复位[4]。
复位目的是使单片机以及其他所有功能都图2-3所示。
在本设计中为简化了的模型,直接将RST脚拉低,只实现开机复位。
恢复到一个原始状态,并从这个状态开始执行其他的任务。
AT89C52单片机复位电路如下图2-3:
图3-2-3复位电路模块图
3.3基于单片机红外遥控控制LED系统的设计原理
3.3.1单片机红外遥控控制LED显示系统原理
红外遥控是指令信号产生电路以不同的脉冲编码代表不同的指令。
如图4。
当不同的指令键被按下时,指令信号产生电路将产生不同脉冲编码的指令信号,也就是进行编码,然后经调制电路调制,变为编码脉冲调制信号,再由驱动电路驱动红外发射器件发射红外光信号。
图2-3-1码分制红外遥控系统图
接收器接收下来的信号经过前置放大后,送入解调电路,对调制信号进行解调,再经指令信号检出电路检出指令信号。
这里的指令信号检出电路是与发射器中编码电路相对应的译码电路,通过它将指令信号译出。
3.3.2单片机红外遥控控制LED系统码分制原理
红外线遥控系统中的指令产生及检出电路,在频分制中由多频振荡电路及频率选择电路构成;
在码分制系统中则由编码电路及译码电路构成,这是频分制与码分制红外线遥控系统的分别。
在码分制中,因为码分制系统编码脉冲频率极低,为超低频,如果不用调制与解调电路,外界突然的光线变化可能会对接收电路造成干扰,产生误动作,系统的抗干扰能力及可靠性就难以保证。
所以本系统将用码分制遥控。
遥控器采用脉冲个数编码,不同的脉冲个数代表不同的码,最小为2个脉冲,最大为17个脉冲。
为了使接收可靠,第一位码宽为3ms,其余为1ms,遥控数据帧间隔大于10ms,如图5所示。
在遥控码的发射中,当某个操作键按下时,单片机先读出该键值,然后根据键值设定的遥控脉冲个数,再调制成38KHz的方波由红外线发射管发射出去。
P3.7端口的输出调制波如图2-3-2.1所示。
图3-3-2.1调光命令码
当红外线接收器输出脉冲帧数据时,第一位码的低电平将启动中断程序,实时接收数据帧。
在数据接收时,先对第一位(起始位)码的码宽进行验证。
若第一位低电平码的脉宽小于2ms,将作为错误码处理;
否则认为是起始码,累加器A加1。
当间隔位的高电平大
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