【正文】 .............................. 1 ABSTRACT .......................................................... III 目 錄 ............................................................. III 第一章 緒論 ........................................................ 1 課題背景及其意義 ................................................ 1 遙控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 ............................................ 1 單片機(jī)的概念與發(fā)展 .............................................. 2 研究的目標(biāo)及內(nèi)容 ................................................ 2 第 2 章 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì) .......................................... 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理及要求 .......................................... 4 系統(tǒng)工作原理 ................................................ 4 紅外遙控的基本原理 ......................................... 5 遙控發(fā)射器及其編碼 ......................................... 5 紅外解碼思路 ................................................ 7 相關(guān)器件簡介 .................................................... 7 單片機(jī) STC90C516RD+ ......................................... 8 紅外接收頭 PC838............................................ 9 MAX232 .................................................... 10 USB 接口 ................................................... 11 電磁繼電器 ................................................ 13 硬件系統(tǒng)相關(guān)電路圖 ............................................. 13 系統(tǒng)整體原理圖 ............................................. 14 IV USB 電源系統(tǒng)供電電路 ....................................... 14 單片機(jī)控制系統(tǒng)電路 ........................................ 14 紅外接收頭電路 ............................................. 14 繼電器觸控電路 ............................................ 14 MAX232 程序燒錄電路 ........................................ 16 關(guān)于繼電器驅(qū)動的問題 ....................................... 16 第 3 章 系統(tǒng)軟 件部分設(shè)計(jì) ......................................... 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 相關(guān)程序代碼 ................................................... 20 主程序模塊 ................................................. 20 紅外解碼程序 ............................................... 21 繼電器控制程序 ............................................. 23 所用相關(guān)延時程序 ........................................... 24 結(jié) 論 .............................................................. 25 參考文獻(xiàn) ........................................................... 26 致 謝 .............................................................. 27 附 錄 1 ............................................................ 28 附 錄 2 ............................................................ 29 1 第一章 緒論 課題背景及其意義 隨 著電子技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提 高，越來越多的電子產(chǎn)品 走進(jìn) 人們的日常生活 ，而 這些電器，絕大多數(shù)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(chǎn)帶來了極大的便利。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(shè)備 ；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 ， 在室內(nèi)近距離遙控 中得到了廣泛的應(yīng)用 ；而采用單片機(jī)進(jìn)行遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)，具有編程靈活多樣，操作個數(shù)可以隨意設(shè)定等優(yōu)點(diǎn)。目前，市場上一般設(shè)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(chǎn)品的應(yīng)用，應(yīng)用范圍受到限制。本設(shè)計(jì)正是應(yīng)用 紅外遙控系統(tǒng) 上述 特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對多路開 關(guān)的控制。 遙控技術(shù)的發(fā)展 與現(xiàn)狀 遙控技術(shù)是 在自動控制技術(shù)和通信技術(shù)基礎(chǔ)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(guān)的通斷），也可傳送連續(xù)的控制信息 （例如汽車油門的大?。?。 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(dá)國家開始 研究民用產(chǎn)品的遙控技術(shù)，但由于 當(dāng)時技術(shù)條件限制，遙控技術(shù)發(fā)展很緩慢。 七十年代末，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，遙控技術(shù)才得到快速發(fā)展。在遙控方式上大體經(jīng)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(jī)紅外遙控這樣幾個階段。無論采用何種方式，準(zhǔn)確無誤地傳輸信號，最終達(dá)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(chǎn)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(dāng)今時代 2 的主流。 而從各國將 遙控技術(shù)在航天 、工業(yè)等 方面得到廣泛 應(yīng)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(jì)算機(jī)，智能化程度大大提高。 尤其是紅外遙控技術(shù)在這十年得到了迅猛發(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、更智能化，紅外線遙控技術(shù)正是一個重點(diǎn)發(fā)展方向 。 單片機(jī)的 概念與發(fā)展 單片機(jī)在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了計(jì)算機(jī)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(jì)數(shù)器和串行通信接口電路等，因此，單片機(jī)只需要與適當(dāng)?shù)能浖斑m當(dāng)?shù)耐獠吭O(shè)備相結(jié)合，就可以構(gòu)成一個完 整 的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 單片機(jī)誕生于 20 世紀(jì) 70 年代，作為微型計(jì)算機(jī)的一個重要分支， 應(yīng)用面很廣，發(fā)展很快。如果將 8 位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)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(jī)探索階段 （ 2） 第二階段（ 19781982）：單片機(jī)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(jī)的 各個 領(lǐng)域全面深入的發(fā)展和應(yīng)用，導(dǎo)致 單片機(jī)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(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。 研究的目標(biāo)及內(nèi)容 由于 在工業(yè)、航空以及儀器儀表等紅外控制當(dāng)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(shè)備或電器的 遠(yuǎn)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(shù)較少時矛盾并不突出。但是當(dāng)控制路數(shù)較多時 ,其接口的設(shè)計(jì)和實(shí)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(jī)的紅外解碼控制系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)對紅線外解碼并完成后置繼電器電路的開關(guān)控制功能。 設(shè)計(jì)一個多路紅外遙控開關(guān)，利用市售遙控器發(fā)送遙控器鍵盤數(shù)字信號 ，通過以 3 STC90C516RD+單片機(jī)為核心的控制器接受數(shù)字信號并解碼，然后通過控制器控制相應(yīng)的繼電器通斷，使得后置電路工作并實(shí)現(xiàn)各自 相關(guān)功能，本文所涉及研究內(nèi)容如下： （ 1） 紅外解碼思路及紅外解碼原理的分析 。 （ 2） 設(shè)計(jì)相關(guān)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(jìn)行相關(guān)程序的模塊化編程并調(diào)試 。 （ 4） 通過電路設(shè)計(jì)圖進(jìn)行實(shí)物焊接并調(diào)試，實(shí)現(xiàn)紅外開關(guān)控制功能 。 4 第 2 章 系統(tǒng) 硬件部分 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 原理 及 要求 在進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 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(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)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(diào)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(jié)果，同時還需考慮到成本的客觀因素，以使本設(shè)計(jì)簡單易懂而 又 經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 遙控 器 發(fā)出的紅外遙控信號經(jīng)紅外接收器 PC838 接收 轉(zhuǎn)化成 TTL 信號后 送給STC90C516RD+的中斷口 1， 單片機(jī)采集到這些數(shù)據(jù)后 產(chǎn)生 外部中斷 ，進(jìn)入解碼程序， 對其進(jìn)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(dāng) I/O 輸出高電平 是，使得本設(shè)計(jì)電路中的三極管 9013 導(dǎo)通，繼電器線圈導(dǎo)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(guān)斷的瞬間會產(chǎn)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(hù)驅(qū)動三極管不被擊穿，該設(shè)計(jì)采用的二極管是 IN4007，系統(tǒng)框圖 如 圖 所示： 圖 系統(tǒng) 框架 原理圖 遙控發(fā)射模塊： 在本設(shè)計(jì)中應(yīng)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(jīng)過接收、放大、整形之后轉(zhuǎn)化成可供單片機(jī)識別的 TTL 電平信號，并 送往單片機(jī)并被單片機(jī)解碼。 單片機(jī)解碼模塊：單片機(jī)對紅外接收頭傳遞來的 TTL 電平信號進(jìn)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(jī)驅(qū)動繼電器的通斷工作，從而對后置電路中的供電電源實(shí)現(xiàn)開關(guān)通斷功能控制。 繼電器 控制模塊 遙控發(fā)射模塊 單片機(jī)解碼模塊 紅外接收 模塊 5 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(jīng)過調(diào)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(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號 ，再送后置放大器。 發(fā)射機(jī) 一般由指令鍵 (或操作桿 )、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)