【正文】 ons.Because of this design uses the integrated infrared sensor and USB interface to the whole system power supply, so the circuit design more simple circuit effect and has strong antiinterference, at the same time for design cost for maximum reduced.Keywords: Single chip microputer, Infrared sensor, USB power source lineII目 錄摘 要 IABSTRACT II目 錄 III第一章 緒論 1 1 1 2 2第2章 系統(tǒng)硬件部分設計 4 4 4 紅外遙控的基本原理 5 遙控發(fā)射器及其編碼 5 7 7+ 8 紅外接收頭PC838 9 MAX232 10 USB接口 11 電磁繼電器 13 13 14 USB電源系統(tǒng)供電電路 14 單片機控制系統(tǒng)電路 14 14 繼電器觸控電路 14 MAX232程序燒錄電路 16 16第3章 系統(tǒng)軟件部分設計 18 程序的基本思路及模塊化程序編寫介紹 18 主程序流程 18 模塊化程序簡介 19 20 20 21 23 24結 論 25參考文獻 26致 謝 27附 錄1 28附 錄2 29III1第一章 緒論隨著電子技術的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，越來越多的電子產品走進人們的日常生活，而這些電器，絕大多數是采用紅外遙控方式，遙控器的使用給人們的日常生活和生產帶來了極大的便利。工業(yè)設備中，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安全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。紅外遙控不影響周邊環(huán)境、不干擾電氣設備；電路調試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調試即可投入工作；編解碼容易，可進行多路遙控，在室內近距離遙控中得到了廣泛的應用；而采用單片機進行遙控開關的設計，具有編程靈活多樣，操作個數可以隨意設定等優(yōu)點。目前，市場上一般設備系統(tǒng)均采用專用的遙控編碼及解碼集成電路，但是由于功能受到特定的限制，只適合于某一專用電器產品的應用，應用范圍受到限制。本設計正是應用紅外遙控系統(tǒng)上述特點，實現(xiàn)了對多路開關的控制。遙控技術是在自動控制技術和通信技術基礎上發(fā)展起來的。遙控系統(tǒng)既可傳送離散的控制信息（例如開關的通斷），也可傳送連續(xù)的控制信息（例如汽車油門的大小）。最早的遙控器之一，是一個叫尼古拉特斯拉（Nikola Tesla）（1856—1943）的發(fā)明家在1898年時開發(fā)出來的（美國專利613809號） 。到了六十年代初，一些發(fā)達國家開始研究民用產品的遙控技術，但由于當時技術條件限制，遙控技術發(fā)展很緩慢。七十年代末，隨著大規(guī)模集成電路和計算機技術的發(fā)展，遙控技術才得到快速發(fā)展。在遙控方式上大體經歷了從有線到無線的超聲波、從振動子到紅外線、再到使用總線的微機紅外遙控這樣幾個階段。無論采用何種方式，準確無誤地傳輸信號，最終達到滿意的控制效果是非常重要的，最初的無線遙控裝置采用的是電磁波傳輸信號，由于電磁波容易產生干擾，也容易受干擾，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，超聲波傳感器頻帶窄，所能攜帶的信息量少，易受干擾而引起誤動作，較為理想的是光控制方式，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，并且成為當今時代的主流。而從各國將遙控技術在航天、工業(yè)等方面得到廣泛應用和發(fā)展后，遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計算機，智能化程度大大提高。尤其是紅外遙控技術在這十年得到了迅猛發(fā)展，在家電和其他電子領域都得到了廣泛應用，隨著生活水平的提高，人們對產品的追求是使用更方便、更智能化，紅外線遙控技術正是一個重點發(fā)展方向。單片機在一塊半導體硅片上集成了計算機的所有基本功能部件，包括中央處理器、存儲器、輸入輸出接口電路、中斷系統(tǒng)、定時器計數器和串行通信接口電路等，因此，單片機只需要與適當的軟件及適當的外部設備相結合，就可以構成一個完整的計算機應用系統(tǒng)。單片機誕生于20世紀70年代，作為微型計算機的一個重要分支，應用面很廣，發(fā)展很快。如果將8位單片機的推出作為起點，那么單片機的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個階段：（1） 第一階段（19761978）：單片機探索階段（2） 第二階段（19781982）：單片機完善階段（3） 第三階段（19821990）：微控制器形成階段（4） 第四階段（1990至今）：微控制器全面發(fā)展階段隨著單片機的各個領域全面深入的發(fā)展和應用，導致單片機的發(fā)展趨勢是向CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內裝化等幾個方面發(fā)展。由于在工業(yè)、航空以及儀器儀表等紅外控制當中通常需要使用專用的配對編、解碼芯片,組成紅外發(fā)射和接收電路,完成對設備或電器的遠程控制。使用專用的配對編、解碼芯片來組成紅外發(fā)射電路和紅外接收電路,在控制路數較少時矛盾并不突出。但是當控制路數較多時,其接口的設計和實現(xiàn)就顯得比較繁瑣。此外編、解碼芯片通常是專用配對使用的,即某種解碼芯片只能識別某種編碼芯片的編碼,對其他型號的編碼芯片的編碼則不能識別。因此,不同的編、解碼芯片幾乎沒有互換性。為了解決上述專用編解碼芯片配對的局限性，本文意在研究一種基于基于單片機的紅外解碼控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對紅線外解碼并完成后置繼電器電路的開關控制功能。設計一個多路紅外遙控開關，利用市售遙控器發(fā)送遙控器鍵盤數字信號，通過以STC90C516RD+單片機為核心的控制器接受數字信號并解碼，然后通過控制器控制相應的繼電器通斷，使得后置電路工作并實現(xiàn)各自相關功能，本文所涉及研究內容如下：（1）紅外解碼思路及紅外解碼原理的分析。（2）設計相關控制電路、接收電路、以及被控功能電路。（3）采用C程序語言進行相關程序的模塊化編程并調試。（4）通過電路設計圖進行實物焊接并調試，實現(xiàn)紅外開關控制功能。35第2章 系統(tǒng)硬件部分設計 系統(tǒng)硬件設計原理及要求在進行系統(tǒng)硬件設計時，首先需要保證的便是整個系統(tǒng)的功能性與穩(wěn)定性，將各個硬件電路模塊進行認真仔細的分析，在通電之前，需要排除斷路與短路現(xiàn)象的存在，以保證系統(tǒng)調試安全性，避免上述問題造成的硬件系統(tǒng)損壞等的不良結果，同時還需考慮到成本的客觀因素，以使本設計簡單易懂而又經濟實用。遙控器發(fā)出的紅外遙控信號經紅外接收器PC838接收轉化成TTL信號后送給STC90C516RD+的中斷口1，單片機采集到這些數據后產生外部中斷，進入解碼程序，對其進行紅外解碼處理并獲得對后置電路所需的控制信息，這些控制信息可直接從I/O口輸出，當I/O輸出高電平是，使得本設計電路中的三極管9013導通，繼電器線圈導通形成磁場，吸住彈片，常閉斷開，常開閉合，連通后置電路中的供電電源。值得注意的是，由于繼電器的控制線圈有電感，在關斷的瞬間會產生較大的反電勢，因此需要在繼電器線圈上反向并聯(lián)一個二極管，以保護驅動三極管不被擊穿，該設計采用的二極管是IN4007，：繼電器控制模塊遙控發(fā)射模塊單片機解碼模塊紅外接收模塊 系統(tǒng)框架原理圖遙控發(fā)射模塊：在本設計中應用到的是普通的成品遙控發(fā)射器，用來發(fā)射含有鍵碼值的紅外線，供紅外接收頭接收。紅外接收模塊：接收遙控器發(fā)射含有鍵碼值信息的紅外線，經過接收、放大、整形之后轉化成可供單片機識別的TTL電平信號，并送往單片機并被單片機解碼。單片機解碼模塊：單片機對紅外接收頭傳遞來的TTL電平信號進行解碼處理，得到遙控器的鍵碼值，從而執(zhí)行后置繼電器電路的控制功能。繼電器控制模塊：單片機驅動繼電器的通斷工作，從而對后置電路中的供電電源實現(xiàn)開關通斷功能控制。 紅外遙控的基本原理紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)出經過調制的紅外光波，紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉換為相應的電信號，再送后置放大器。發(fā)射機一般由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統(tǒng)、調制電路、驅動電路、發(fā)射電路等幾部分組成。當按下指令鍵或推動操作桿時，指令編碼電路產生所需的指令編碼信號，指令編碼信號對載波進行調制，再由驅動電路進行功率放大后由發(fā)射電路向外發(fā)射經調制定的指令編碼信號。接收電路一般由接收電路、放大電路、調制電路、指令譯碼電路、驅動電路、執(zhí)行電路(機構)等幾部分組成。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調制的編碼指令信號接收下來，并進行放大后送解調電路，解調電路將已調制的指令編碼信號解調出來，即還原為編碼信號。指令譯碼器將編碼指令信號進行譯碼，最后由驅動電路來驅動執(zhí)行電路實現(xiàn)各種指令的操作控制（機構）。、編碼調制、LED紅外發(fā)送器，接收部分包括光電轉換放大、解調、解碼電路，而整個接收部分將完全由上述的PC838紅外一體化收頭來完成，本設計的發(fā)射部分采用成品遙控器來發(fā)送控制信號。紅外遙控器鍵盤接收、放大、檢波、整形編碼和調制紅外接收頭光電放大解調解碼單片機 紅外遙控系統(tǒng)框圖 遙控發(fā)射器及其編碼遙控發(fā)射器專用芯片很多，這里我們以運用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現(xiàn)以WD6122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。 本設計使用的成品遙控器鍵碼圖當發(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：采用脈寬調制的串行碼，、“0”；、“1”。“0”和“1”上述“0”和“1”組成的32位二進制碼經38kHz的載頻進行二次調制以提高發(fā)射效率，達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產生紅外線向空間發(fā)射。WD6122 產生的遙控編碼是連續(xù)的32位二進制碼組，所發(fā)射的一幀碼含有一個引導碼，16位用戶編碼和八位數據編碼，數據編碼的反碼也同時被傳送，： 遙控器發(fā)射的32位碼組圖，它作為隨后發(fā)射碼的引導碼，這樣當接收系統(tǒng)是由微處理器構成的時候，能更有效的處理碼的接受與檢測及其他各項控制之間的時序關系。編碼采用脈沖位置調制方式（PPM），利用脈沖之間的時間間隔來區(qū)分“0”和“1”。每次8位的碼被傳送之后，他的反碼也被傳送，減少了系統(tǒng)的誤碼率，這也為后續(xù)的解碼程序的編寫提供了自行檢測是否誤碼的手段。遙控器將按鍵信息進行編碼后調制到紅外線的某個頻率通過發(fā)光二極管發(fā)射出去，紅外接收管接收到發(fā)射管發(fā)出的紅外信號后對該信號進行解調原始編碼信息，紅外遙控接收頭解調出的編碼是串行二進制碼，包含著遙控按鍵信息，但它還不便于CPU讀取識別，因此需要先對這些二進制碼進行解碼。當遙控器上任意一個按鍵按下超過36ms時，控制芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個特定的同步碼頭，對于接收端而言就是一個9ms的低電平,，這個同步碼頭可以使程序知道從這個同步碼頭以后可以開始接收數據。 解碼的關鍵是如何識別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”，不同的是高電平的寬度不同，“0”,