【正文】 ......... 9 3． 4 紅外遙控接收電路 ...................................................................................................... 11 3． 5 暖風(fēng)機(jī)控制電路 .......................................................................................................... 12 3． 6 紅外遙控暖風(fēng)機(jī)總電路 .............................................................................................. 14 4 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 15 4． 1 Keil 軟件 ..................................................................................................................... 15 4． 2 紅外遙控發(fā)射系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ...................................................................................... 16 4． 3 紅外遙控接收系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ...................................................................................... 17 5 系統(tǒng)仿真 ............................................................................................................................ 19 5． 1 Proteus 軟件 ............................................................................................................... 19 5． 2 Proteus 仿真過程 ....................................................................................................... 20 5． 3 Proteus 仿真結(jié)果 ....................................................................................................... 21 結(jié) 論 ...................................................................................................................................... 23 致 謝 ...................................................................................................................................... 24 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................................................................................ 25 附錄 A 程序清單 .................................................................................................................... 26 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 1 頁 共 39 頁 1 1 引言 1． 1 紅外遙控技術(shù)簡介 紅外遙控技術(shù)是紅外技術(shù)、紅外通訊技術(shù)和遙控技術(shù)的結(jié)合。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境、不干擾其他電器設(shè)備。由于紅外線在頻譜上位于可見光之外，所以抗干擾性強(qiáng)，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。紅外遙控技 術(shù)近 年來得到了迅猛發(fā)展，在家電和其他電子領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。隨著生活水平的提高，人們對產(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(gè)重點(diǎn)的發(fā)展方向。 1． 1． 1 紅外技術(shù) 紅外線又稱紅外光波，在電磁波譜中，光波的波長范圍為 m～ 1000μ m。根據(jù)波長的不同可分為可見光和不可見光，波長為 m～ m 的光波為可見光，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色。光波為 ～ 的光波為紫外光 （ 線 ） ，波長為 ～ 1000μm 的光波為紅外光 （ 線 ） 。紅外光按波長 范圍分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極紅外 4類。 紅外技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： 1） 隱蔽性好，不易被干擾 ； 2） 環(huán)境適應(yīng)性好，在夜間和惡劣天氣下的工作能力優(yōu)于可見光 ； 3） 紅外系統(tǒng)的體積小，重量輕，功耗低 ； 4） 成本低、速度快，而且?guī)拵缀醪皇芟拗?； 5） 由于是靠目標(biāo)和背景之間目標(biāo)各部分之間的溫度形成的紅外輻射差進(jìn)行探測，因而識別偽裝目標(biāo)的能力優(yōu)于可見光 。 1． 1． 2 紅外通訊技術(shù) 紅外通訊技術(shù)利用紅外線來傳遞數(shù)據(jù)，是無線通訊技術(shù)的一種。紅外通訊技術(shù)不需要實(shí)體連線，簡單易用且實(shí)現(xiàn)成本較低，因而 廣泛應(yīng)用于小型移動(dòng)設(shè)備互換數(shù) 據(jù)和電器設(shè)備的控制中，例如 筆記本電腦、 移動(dòng)電話之間 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，電視機(jī)、空調(diào)、暖風(fēng)機(jī)的遙控等。 紅外通訊技術(shù)一般采用紅外光波段內(nèi)的近紅外線，波長在 m 至 25μ m 之間。由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力較差，所以紅外通訊技術(shù)更適合應(yīng)用在短 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 2 頁 共 39 頁 2 距離無線通訊的場合。目前，紅外通訊主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信和遙控這兩方面 。數(shù)據(jù) 通信具有數(shù)據(jù)傳輸量大，傳輸速率高等特點(diǎn)，但距離較近，至多可達(dá)到 1m；紅外遙控所需傳輸?shù)?數(shù)據(jù)量較小，一般僅為幾個(gè)至幾十個(gè)字節(jié)的控制碼，傳輸距離相對較遠(yuǎn)（ 小于 10米） 。 1． 1． 3 遙控技術(shù) 到底是誰發(fā)明了第一個(gè)遙控器已無可考證了。最初的無線遙控裝置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(dòng)作。較為理想的是光控方式，采用紅外線的遙控方式逐漸取代了超聲波遙控方式，出現(xiàn)了紅外線多功能遙控器，并且成為當(dāng)今時(shí)代的主流。 由于紅外線在頻譜上位于可見光之外，所以抗干擾性強(qiáng)，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，這就是目前大多數(shù)紅外遙控器所采用的方法。 1． 2 紅外遙控 的發(fā)展及現(xiàn)狀 紅外遙控是目前家用電器中用得較多的遙控方式，在車載影音導(dǎo)航系統(tǒng)也被廣泛的應(yīng)用。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境不干擾其他電器設(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控器而不會(huì)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(shí)按圖索驥即可。因此，現(xiàn)在紅外遙控在家用電器近距離（小于 10 米） 遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。 自 2020 年起，臺灣與中國大陸遙控設(shè)備產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的 80%，且受海外市場對家用自動(dòng)化與娛樂應(yīng)用產(chǎn)品需求的快速增長的刺激，其出口總值仍在上升。近年來，隨著遙控制造產(chǎn)業(yè)的不斷成熟，遙控器市場競爭十分激烈，遙控器的價(jià)格也出現(xiàn)下滑趨勢，但高端產(chǎn)品的價(jià)格上升勢頭較好，因此，在未來一兩年內(nèi)，國內(nèi)供應(yīng)商主要生產(chǎn)中低端紅外產(chǎn)品，而技術(shù)較強(qiáng)的臺灣同行則將把重點(diǎn)集 中在高端紅外線或轉(zhuǎn)向射頻遙控器。由于國內(nèi)及香港供應(yīng)商可提供多種規(guī)格的紅外線遙控器，而臺灣制造商則轉(zhuǎn)向采用更新的技術(shù)，因此，中國制造商可為海外買家提供各種規(guī)格的遙控器。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 3 頁 共 39 頁 3 國內(nèi)自身的需求量十分巨大。就拿福建省來說，福建是國內(nèi)的電子大省之一，廈華、廈新、萬利達(dá)和燦坤等電子廠商對紅外遙控設(shè)備需求量十分巨大，而福建省內(nèi)主要的紅外遙控設(shè)備廠 商是廈門華聯(lián)，其每年對紅外遙控芯片的需求量在兩千萬以上。 由此可見，發(fā)展紅外遙控技術(shù)，不但有巨大的市場前景，促進(jìn)整個(gè)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。 1． 3 設(shè)計(jì)任務(wù) 1） 以單片機(jī)為核心 設(shè)計(jì)一個(gè)紅外 遙控系統(tǒng)并進(jìn)行仿真； 2） 用紅外遙控器對暖風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)暖風(fēng)機(jī)的開 /關(guān)，定時(shí)，溫度高低的轉(zhuǎn)換等功能； 3） 遙控距離可達(dá) 8～ 9 米。 單片機(jī)的工作電壓為 5V，遙控器的工作電壓為 ，可用三節(jié)電池代替。 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是 以 單片機(jī)為控制器，利用紅外遙控來控制暖風(fēng)機(jī)的開關(guān)及運(yùn)行。 其紅外遙控裝置主要包括 紅外發(fā)射 系統(tǒng)和 紅 外遙控 接收系統(tǒng)。 發(fā)射系統(tǒng)實(shí)際就是由單片機(jī)控制的一個(gè)遙控器， 把待發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一定格式的脈沖，然后驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管向外發(fā)送數(shù)據(jù) ，通過發(fā)射電路對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制 ，將已調(diào)信號通過紅外發(fā)射管進(jìn)行發(fā) 射 ；接收電路 的接收頭對 已調(diào)信號 進(jìn)行接收、放大、解調(diào)，還原成與同步 發(fā)射 格式相同的脈沖信號，最后通過解碼把脈沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)信號的傳輸。數(shù)據(jù)的編碼和解碼由 AT89S51 的內(nèi)部定時(shí)器和外部中斷功能實(shí)現(xiàn) 。 發(fā)射 系統(tǒng) 包括 51單片 機(jī)、 操作 鍵盤 、 編碼芯片 、 紅外發(fā) 射電路 等模塊，如圖 1。其中 核心器件是單片機(jī) AT89S51， 該芯片主要完成紅外遙控編碼 ，按鍵采用 4 4矩陣式編碼，發(fā)射電路主要元件為紅外發(fā)光二極管，發(fā)射指示燈用來表示紅外遙控碼已經(jīng)發(fā)出。 51 單 片 機(jī) 發(fā)射指示燈 紅外發(fā)射 按鍵 矩陣鍵盤 掃描 圖 1 紅外遙控發(fā)射系統(tǒng) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 4 頁 共 39 頁 4 接收部分包括 51 單片機(jī) ， 一體化 紅外 接收頭 、 指示 燈、數(shù)碼管顯示以及暖風(fēng)機(jī)的定時(shí) 、調(diào)溫控制等模塊，如圖 2。 其中核心器件是單片機(jī) AT89S51，用來紅外遙控解碼，并且 對暖風(fēng)機(jī) 的 定時(shí)、指示燈以及調(diào)溫 進(jìn)行 控制 ，一體化 紅外 接收頭為集成模塊。 紅外遙控基本原理框圖如圖 3： 圖 3紅外遙控基本原理圖 3 系統(tǒng) 硬件 電路 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)電路主要由發(fā)射電路和接收電路組成 。發(fā)射電路由單片機(jī)，矩陣鍵盤， 紅外線發(fā)射電路組成；接