【正文】 基于單片機(jī)的遙控器設(shè)計(jì) 姓名：王許朋 學(xué)號(hào)：1101050045 院系：工學(xué)院機(jī)械系 班級(jí)：2011級(jí)機(jī)電一班 日期：2014年11月8日摘 要本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用了AT89C2051單片機(jī)作為核心，綜合應(yīng)用了單片機(jī)中斷系統(tǒng)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等知識(shí)，應(yīng)用紅外光的優(yōu)點(diǎn)。文章首先介紹了紅外遙控的基本原理和應(yīng)用范圍，再對(duì)AT89C2051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能給出簡(jiǎn)單的說(shuō)明，接著給出了遙控器的編碼格式，及遙控發(fā)射器，遙控接受器的電路設(shè)計(jì)。對(duì)于遙控操作的不同，遙控發(fā)射器通過(guò)對(duì)紅外光發(fā)射頻率的控制來(lái)區(qū)別不同的操作；遙控接收器通過(guò)對(duì)紅外光接收頻率的識(shí)別，判斷出控制操作，來(lái)完成整個(gè)紅外遙控發(fā)射、接收過(guò)程。最后分別詳細(xì)介紹遙控系統(tǒng)的發(fā)射部分和接收部分的電路原理圖和程序流程圖。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；紅外線；發(fā)射；接受目錄緒論……………………………………………………………………… 1第1章 設(shè)計(jì)方案論述…………………………………………………………… 3 設(shè)計(jì)目的與原理…………………………………………………………… 3 單片機(jī)紅外遙控發(fā)射器設(shè)計(jì)原理………………………………………… 3 單片機(jī)紅外遙控接收器設(shè)計(jì)原理………………………………………… 4第2章 遙控器硬件電路設(shè)計(jì)…………………………………………………… 5 單片機(jī)AT89C2051介紹…………………………………………………… 5 簡(jiǎn)介…………………………………………………………………… 5 引腳介紹……………………………………………………………… 5 紅外線遙控電路設(shè)計(jì)……………………………………………………… 5 信號(hào)發(fā)射電路………………………………………………………… 6 信號(hào)接收電路………………………………………………………… 8 CPU時(shí)鐘電路……………………………………………………………… 9 獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)…………………………………………………………… 10 掉電保護(hù)與低功耗設(shè)計(jì)…………………………………………………… 10 低功耗的實(shí)現(xiàn)方法…………………………………………………… 10 掉電保護(hù)與低功耗設(shè)計(jì)……………………………………………… 11 系統(tǒng)完整電路設(shè)計(jì)圖……………………………………………………… 13 紅外發(fā)射電路圖……………………………………………………… 13 紅外接收電路圖……………………………………………………… 14第3章 遙控器軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………… 15 遙控發(fā)射器程序設(shè)計(jì)……………………………………………………… 15 遙控接收器程序設(shè)計(jì)……………………………………………………… 20結(jié) 束 語(yǔ)參考文獻(xiàn) 緒論紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。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完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。從光學(xué)的角度而言，紅外光是頻率低于紅色光的不可見(jiàn)光，在無(wú)線光譜的整個(gè)頻率中占有很小一個(gè)頻率段，—100微秒之間，—3微秒之間的紅外光稱(chēng)為近紅外，3—30微秒之間的紅外光稱(chēng)為中紅外，30—100微秒之間的稱(chēng)為遠(yuǎn)紅外。紅外光就其性質(zhì)而言很簡(jiǎn)單，與普通光線的頻率特性沒(méi)有很大的區(qū)別，但是，由于任何有熱量的物體均有能量產(chǎn)生，所以紅外的利用非常廣泛，而且不可取代，能否檢測(cè)紅外、能測(cè)到多少紅外或者紅外檢測(cè)的技術(shù)是否可以應(yīng)用于任何自然的或想象的場(chǎng)合是紅外應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵。 當(dāng)今紅外技術(shù)的一個(gè)重要分支是紅外通信技術(shù)的應(yīng)用，這個(gè)應(yīng)用的發(fā)展非常迅速，尤其是紅外通信應(yīng)用于計(jì)算機(jī)設(shè)備中，近幾年的發(fā)展已經(jīng)表現(xiàn)出其非常成熟的特性。第1章 設(shè)計(jì)方案論述 設(shè)計(jì)目的與原理目前市場(chǎng)上一般采用的遙控編碼及解碼集成電路。此方案具有制作簡(jiǎn)單、容易等特點(diǎn)，但由于功能鍵數(shù)及功能受到特定的限制，只適合用某一專(zhuān)用電器產(chǎn)品的應(yīng)用，應(yīng)用范圍受到限制。而采用單片機(jī)進(jìn)行遙控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有編程靈活多樣、操作碼個(gè)數(shù)可隨意設(shè)定等優(yōu)點(diǎn)。本單片機(jī)遙控應(yīng)用系統(tǒng)采用紅外線發(fā)射頻率的不同，來(lái)識(shí)別不同的遙控功能。當(dāng)我們按下某一個(gè)按鍵的時(shí)候，由單片機(jī)識(shí)別出該按鍵后，由CPU向接有紅外發(fā)射管的端口發(fā)射一定頻率的脈沖，該脈沖與38KHz左右的載波脈沖進(jìn)行調(diào)制，然后將已調(diào)制的脈沖進(jìn)行緩沖放大，激勵(lì)紅外發(fā)光二極管將電能轉(zhuǎn)化為光能，使得紅外發(fā)光二極管發(fā)射出一定頻率的紅外線，當(dāng)接收控制系統(tǒng)接收到該紅外光后，由單片機(jī)內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器得到該紅外光的頻率，然后將該頻率送往CPU，由CPU對(duì)該信號(hào)進(jìn)行反編碼，識(shí)別出控制信號(hào)，從而對(duì)控制電路實(shí)施控制功能,完成整個(gè)遙控功能。 單片機(jī)紅外遙控發(fā)射器設(shè)計(jì)原理單片機(jī)紅外遙控發(fā)射器主要有單片機(jī)、行列式鍵盤(pán)、低功耗空閑方式控電路、紅外管發(fā)射電路以及單片機(jī)的一些電源、復(fù)位、震蕩子電路組成。單片機(jī)不工作時(shí)一直處于低功耗狀態(tài)，采用了空閑節(jié)電工作方式。當(dāng)遙控器的某一按鍵被按下以后，外部中斷1產(chǎn)生中斷，喚醒單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，查詢(xún)鍵盤(pán)按下的是哪一個(gè)按鍵，當(dāng)確認(rèn)按鍵后，控制軟件啟動(dòng)定時(shí)器T0、T1，T1作為發(fā)射時(shí)間控制器，T0作為紅外線發(fā)射頻率控制器，T0定時(shí)溢出時(shí)中斷程序使紅外管接口電平反轉(zhuǎn)一次，寫(xiě)入定時(shí)器的初值不同，在輸出端口就得到不同的發(fā)射頻率。T1定時(shí)溢出時(shí)中斷程序關(guān)閉T0定時(shí)器，停止紅外線發(fā)射。其設(shè)計(jì)原理框圖如圖21。AT89C2051單片機(jī) +5V電源行列式鍵盤(pán)低功耗空閑方式 控制電路紅外管發(fā)射電路 圖11 單片機(jī)遙控發(fā)射器設(shè)計(jì)原理圖 單片機(jī)紅外遙控接收器設(shè)計(jì)原理 單片機(jī)紅外遙控接收器主要有單片機(jī)、紅外遙控接收電路、狀態(tài)指示電路、控制電路以及單片機(jī)的一些外圍電路組成。利用單片機(jī)中的T0作為紅外脈沖計(jì)數(shù)器，T1作為計(jì)數(shù)時(shí)間控制器。當(dāng)電路中紅外接收管接收到第一個(gè)紅外脈沖時(shí)，外部中斷1被觸發(fā)，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器T0和定時(shí)器T1。定時(shí)溢出，中斷程序關(guān)閉計(jì)數(shù)器T0，讀入計(jì)數(shù)值并進(jìn)行判斷，確定操作對(duì)象（遙控按鍵）對(duì)其進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作，控制電路對(duì)所控制的負(fù)載進(jìn)行開(kāi)或關(guān)。還可對(duì)接收電路實(shí)行上鎖功能，對(duì)控制電路上鎖后，遙控器不能對(duì)控制電路實(shí)施遙控功能。其設(shè)計(jì)原理方框圖如圖22。AT89C2051單片機(jī)紅外接收電路狀態(tài)指示電路控制電路+5V電源 圖12 紅外接收遙控電路原理框圖第2章 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)AT89C2051介紹 簡(jiǎn)介AT89C2051是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)。片內(nèi)含有2KB可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀存儲(chǔ)器（EPROM）和128B的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)大。AT89C2051只有20個(gè)雙向輸入/輸出（I/O）端口，其中P1是完整的8位雙向I/O口，兩個(gè)外中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，兩個(gè)全雙向串行通信口，一個(gè)模擬比較放大器。此外，AT89C2051的時(shí)鐘頻率可為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入工作狀態(tài)，省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，時(shí)鐘停止震蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件系統(tǒng)復(fù)位方可繼續(xù)工作。 引腳介紹Vcc：接+5V電源正端GND：接+5V電源地端—：完整的雙向串行通信接口， —：，雙向I/O口，均有第二功能，第二功能與MCS51系列單片機(jī)基本相同XTAL1：震蕩器反向放大器內(nèi)部工作時(shí)鐘輸入端XTAL2：震蕩器反向放大器的輸出端RST：復(fù)位引腳，震蕩器工作時(shí)，該引腳上兩個(gè)機(jī)器周期的高電平復(fù)位 AT89C2051引腳圖主要功能特性●兼容MCS51指令系統(tǒng)●15個(gè)雙向I/O口●兩個(gè)16位可編成定時(shí)/計(jì)數(shù)器●時(shí)鐘頻率0—24MHz●兩個(gè)