【正文】 編號 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)紅外遙控開關(guān)的設(shè)計(jì) The Design of the Infraredcontroller Based on SCM 學(xué) 生 姓 名 專 業(yè) 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 學(xué) 院 2022 年 6 月 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 紅外遙控技術(shù)的出現(xiàn)，不僅大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了成本，而且減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件。而微機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，則使現(xiàn)代科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來 了一次新的革命。紅外線遙控器具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)從而成為了當(dāng)今非常流行的一種控制方式 紅外遙控器是一種利用紅外遙控系統(tǒng)來控制被控對象的系統(tǒng) .整個(gè)系統(tǒng)由數(shù)字電路和模擬電路兩個(gè)部分組成。 發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、 LED紅外發(fā)送器；接收部分包括 LED 紅外 光 發(fā)射 、解調(diào)、解碼電路 。 [1] 通過對設(shè)計(jì)要求地認(rèn)真分析和研究，拿出了幾種可行方案，最終選定了一個(gè)最佳方案。該方案是采用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遙控的主要手段。我們所設(shè)計(jì)的遙控器能控制 5 個(gè)電器的電源開關(guān)，并且可對一路電燈進(jìn)行亮度的調(diào)節(jié)。 關(guān)鍵 字： 遙控電路，紅外發(fā)射，紅外接收，單片機(jī) 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) Abstract Infrared remote control technology, not only greatly improved labor productivity, reduced costs, and reduce the people39。s labor intensity and improve the working conditions. And the emergence of puter technology, the modern scientific research has been to make a qualitative leap in the field of modern industrial monitoring and control has brought a new revolution. Infrared remote control has a small size, low power consumption, functionality, and low cost in order to bee a very popular presentday control. The infrared remote control is one kind of use infrared remote control system controls is controlled the object the department green overall system is posed by the digital circuit and the analogous circuit two parts. Launches partially including the keyboard matrix, the coded modulation, the LED infrared transmitter。 Receives partially including the LED infrared light launch, the demodulation, decodes the electric circuit. After analyzing and researching on the request of the design, we take several blue print and we selected the best one in the end. The project make use of advanced SCM to realize the remote control. Remote controller we designed can dominate 5 electrical source switches and adjust the brightness of one light. keyword： Remote controlling circuit Infrared emission Infrared receiving, SCM 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 目 錄 第一章 緒 論 ....................................................... 1 紅外遙控技術(shù)的研究和成果 ...................................... 1 多功能紅外遙 控器國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .......................... 2 本設(shè)計(jì)的方案和比較 ............................................ 3 第二章 紅外遙控控制原理 ............................................ 5 第三章 紅外遙控器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................... 8 ............................................ 8 選擇 ............................................ 8 按鍵控制方式的選擇 ........................................ 8 電路設(shè)計(jì) ...................................................... 8 紅外遙控發(fā)射器遙控方式 .................................... 8 發(fā)射電路的設(shè)計(jì) ............................................ 9 發(fā)射電路原理圖 ............................................ 9 紅外遙控接收器接收方式 ................................... 10 接收電路原理圖 ........................................... 10 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方法 ............................................. 11 遙控碼的編碼格式 ......................................... 11 遙控碼的發(fā)射 ............................................. 12 數(shù)據(jù)幀的接收處理 ......................................... 12 第四章 紅外遙控器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................... 14 遙控發(fā)射部分 ................................................. 14 遙控接收部分 ................................................. 15 第五章 設(shè)計(jì)調(diào)試 ................................................... 18 調(diào)試前不加電源的檢查 ......................................... 18 靜態(tài)檢測與調(diào)試 ............................................... 18 動(dòng)態(tài)檢測與調(diào)試 ............................................... 18 調(diào)試注意事項(xiàng) ................................................. 19 第六章 結(jié)論 ...................................................... 20 參考文獻(xiàn) .......................................................... 21 致謝 .............................................................. 22 附錄 （計(jì)算機(jī)程序清單） ........................................... 23 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒 論 目前市面上的遙控器鋪天蓋地，對于家電設(shè)備的控制，首選的就是紅外遙控器，然而技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得家庭數(shù)字化趨勢越來越強(qiáng)烈，一對一遙控器（即一個(gè)遙控器只能控制一種類型的家電設(shè)備）已經(jīng)不能滿足用戶要求。多功能紅外遙控器就是在普通紅外遙控器的基礎(chǔ)上，應(yīng)市場需求而產(chǎn)生的，它能控制不同種類的設(shè)備，并且操作方便，深受顧客 的歡迎，這也決定了多功能遙控器具有廣闊的應(yīng)用前景。 紅外遙控技術(shù)的研究和成果 常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量的使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940nm 左右，外形與普通φ 5 發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣；用萬用表電阻擋 量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可 [2]。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測定，而業(yè)余條件下只能用拉鋸法來粗略判判定。 接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。 由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?100mW 左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。前些年常用Μ pc1373H、 CX20226A 等紅外接收專用放大集成電路。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一種是塑料封裝。均有三只引腳，即電源正（ VDD）、電源負(fù)（ GND）和數(shù)據(jù)輸出（ VO 或 OUT）。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同，可參考廠家的使用說明。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。但在使用時(shí)注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為 38kHz 這是由發(fā)射端所使用的 455kHz 晶振來決定的。在發(fā)射端要 對晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取 12，所以 455kHz247。 12≈ ≈ 38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用 36 kHz、40 kHz、 56 kHz 等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。 紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備。由于其無法長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 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。 [2] 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 在加用電器、室內(nèi)近距離（小于 10 米）遙控中得到了廣泛的應(yīng)用 [3]。 多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵，代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射端按下某一按鍵時(shí)，相應(yīng)地接收端有不同地輸出狀態(tài)。接收端地輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自饋、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式?！懊}沖”輸出是當(dāng)按發(fā)射端按鍵時(shí)，接收端對應(yīng)輸出端輸出一個(gè)“有效脈沖”，寬度一般在 100ms 左右?！半娖健陛敵鍪侵赴l(fā)射端按下鍵時(shí)，接收端對應(yīng)輸出端輸出“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電平”，可能是高、也可能是低，取決于相應(yīng)輸出腳的靜態(tài)狀況，如靜態(tài)時(shí)為低，則“ 高”為有效；如靜態(tài)時(shí)為高，則“低”為有效。大多數(shù)情況下“高”為有效。“自鎖”輸出是指發(fā)射端每按一次某一個(gè)鍵，接收端對應(yīng)輸出端改變一次狀態(tài)，即原來為高電平變?yōu)榈碗娖?，原來低電平變?yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等。有時(shí)亦稱這種輸出形式為“反相”?！盎ユi”輸出是指多個(gè)輸出互相清除，在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)輸出有效。電視機(jī)的選臺就屬此種情況，其他如調(diào)光、調(diào)速、音響的輸入選擇等?！皵?shù)據(jù)”輸出是指把一些發(fā)射鍵編上號碼，利用接收端的幾個(gè)輸出形成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，來代表不同的按鍵輸入。一般情況下，接收端除了幾位數(shù)據(jù)輸 出外，還應(yīng)有一位“數(shù)據(jù)有效”輸出端，以便以后適時(shí)地來取數(shù)據(jù)。這種輸出形式一般用于與單片機(jī)或微機(jī)接口 [3]。 除以上輸出形式外，還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指對發(fā)射端每次發(fā)