【正文】 論文（設(shè)計）內(nèi)容（需明確列出研究的問題）：本設(shè)計要求設(shè)計一簡易智能紅外遙控器，需要解決以下問題： 熟悉紅外遙控器的工作原理； 掌握紅外通信的編解碼原理及至少一種串行通信數(shù)據(jù)校驗算法； 實現(xiàn)一個遙控器對至少 2 臺家電設(shè)備的控制； 繪制系統(tǒng)電氣原理圖及 PCB 圖； 畫出系統(tǒng)的軟件流程圖并編寫系統(tǒng)程序； 盡量做出樣機并完成系統(tǒng)調(diào)試。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標準規(guī)范。系統(tǒng)主要包括紅外發(fā)射模塊、接收模塊、存儲模塊。關(guān)鍵詞：紅外；遙控器；編解碼；E 2PROM.IISimple design of intelligent infrared remote control AbstractThe technology of infrared remote control can bring people39。 codec。70年代研制出的紅外遙控技術(shù)，隨著大規(guī)模集成電路和微處理技術(shù)的發(fā)展和成熟，紅外線遙控系統(tǒng)也迅速發(fā)展并得到廣泛的應(yīng)用，特別是在家用電器上的成功應(yīng)用，給人們的工作、生活和娛樂帶來了極大的方便，隨著城市居民生活水平的提高，家庭里家用電器的種類和數(shù)量逐步增加，與之配套的紅外遙控發(fā)射器也越來越多。用戶深感不便，并且不兼容問題大大影響了遙控器的推廣使用，因而對智能型紅外遙控器的研究是很有必要的也是很有實用意義的。 課題研究的目的利用單片機作為主控芯片，結(jié)合紅外遙控用戶碼的設(shè)置，自行設(shè)計編碼和解碼程序，實現(xiàn)一個遙控器控制多臺設(shè)備。本設(shè)計中模擬遙控器的功能，要求系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能：（1）紅外遙控器的發(fā)送模塊有顯示功能，接收電路使用一體化紅外接收頭HS0038。 國外發(fā)展概況60 年代初，一些發(fā)達國家開始研究民用產(chǎn)品的遙控技術(shù)，但由于受當(dāng)時技術(shù)條件的限制，遙控技術(shù)發(fā)展很緩慢。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。信息可以直接對紅外光進行調(diào)制傳輸，例如，信息直接調(diào)制紅外光的強弱進行傳輸，也可以用紅外線產(chǎn)生一定頻率的載波，再用信息對載波進調(diào)制，接收端再去掉載波，取到信息?，F(xiàn)在約有 120 家以上的廠商支持紅外通信標準。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）4此外，紅外遙控的連通性已用在大多數(shù)新的筆記本計算機中，并成為一種最具成本效益和便于使用的無線通信技術(shù)而問鼎市場。它實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，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。在發(fā)射端要對晶振進行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455KHz/12=38KHz。并且紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應(yīng)用到計算機系統(tǒng)中 [4]。硬件設(shè)計的好壞是本設(shè)計能否成功的關(guān)鍵。其引腳圖如下圖 31 圖31 單片機引腳圖 紅外發(fā)光二極管紅外發(fā)光二極管實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，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）7為了適應(yīng)不同的工作電壓，回路中常串有限流電阻。一體化紅外線接收頭將紅外發(fā)光二極管，低噪音放大器，限幅器，帶通濾波器，解調(diào)器，以及整形驅(qū)動電路等集成在一起。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。但在使用時注意成品紅外接收頭的載波頻率。也有一些遙控系統(tǒng)采用36KHz、40KHz、56KHz 等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。它能與 TTL、COMS 電路兼容 [6]。外觀圖及引腳圖如圖 32 所示。它通過 SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時鐘線 )兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件：不管是單片機、存儲器、LCD 驅(qū)動器還是鍵盤接口。CPU 不僅能通過指令將某個功能單元電路掛靠或脫離總線，還可對該單元的工作狀況進行檢測，從而實現(xiàn)對硬件系統(tǒng)的既簡單又靈活的擴展與控制。I 2C 總線的控制完全由掛接在總線上的主器件送出的地址和數(shù)據(jù)決定。當(dāng)總線空閑時，兩根線都是高電平。SCL 線上由高電平到低電平的跳變將影響到這些器件，一旦某個器件的時鐘信號下跳為低電平，將使 SCL 線一直保持低電平，使 SCL 線上的所有器件開始低電平期。這樣就在 SCL 線上產(chǎn)生一個同步時鐘。I 2C 總線具有多主控能力，可以對發(fā)生在 SDA 線上的總線競爭進行仲裁，其仲裁原則是這樣的：當(dāng)多個主器件同時想占用總線時，如果某個主器件發(fā)送高電平，而另一個主器件發(fā)送低電平，則發(fā)送電平與此時 SDA 總線電平不符的那個器件將自動關(guān)閉其輸出級。 E2PROM:24C02 芯片AT24C02 是美國 ATMEL 公司的低功耗 CMOS 串行 E2PROM，特點及其引腳介紹如下。用單片機的 腳作為串行時鐘線，用 腳作串行數(shù)據(jù)線。用電信號驅(qū)動紅外發(fā)光二極管，將電信號變成光信號發(fā)射出去，這就是紅外光，波長范圍在 840nm 到 960nm 之間。對于遙控器涉及到如下幾個主要問題：1. 遙控器發(fā)出的編碼信號驅(qū)動紅外線發(fā)射管，必須發(fā)出波長范圍在 940nm 左右的紅外光線，因為紅外線接收器的接收二極管主要對這部分紅外光信號敏感，如果波長范圍不在此列，顯然無法達到控制之目的。此外還有480KHz（40k ）、440KHz（37k）、432KHz（36k）等規(guī)格，也有 200k 左右的載波，用于高速編碼。3. 一個設(shè)備受控，除了滿足上面提到的兩個基本物理條件外，最重要的是變化多種多樣的當(dāng)然應(yīng)該是遙控器發(fā)出一串二進制編碼信號了，這也是不同的遙控器不能相互通用的最主要原因?？蛻舸a設(shè)計的最初本意就是為了不同的設(shè)備可以相互區(qū)分互不干擾。遙控編碼方式涉及很多方面，首先是數(shù)字 0 和 1 的表示；其次是幀結(jié)構(gòu)（引導(dǎo)碼和結(jié)束碼，客戶碼和命令碼長度及發(fā)送方式）；再次是幀間結(jié)構(gòu)（僅發(fā)一次還是反復(fù)多次，多幀交替發(fā)送，幀間間隔變化）；最后是載波頻率，以 38KHz 居多，也有 40KHz 甚至 200KHz 等特殊載波。通常紅外遙控使用專門配對編碼，解碼芯片，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，因此不同的遙控器沒有互換性，造成使用場合有多個遙控器，用戶深感不便。 紅外遙控器的框圖遙控 器操作 鍵盤S T C 8 9 C 5 4遙控器發(fā)射電路紅外接收電路1S T C 8 9 c 5 4單片機處理部分控 制輸出執(zhí)行E E P R O M存 儲部分紅外接收電路2S T C 8 9 c 5 4單片機處理部分控 制使出執(zhí)行E E P O R M存儲部分圖 37 設(shè)計總框圖 硬件電路設(shè)計紅外遙控系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括遙控器和接收控制器兩部分，由于一個遙控器控制多臺設(shè)備，所以接收控制器的個數(shù)隨控制對象的多少而定，形成如圖 37 所示的一對多的電路結(jié)構(gòu)圖。發(fā)射端利用單片機將待發(fā)送的二進制青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）16信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過 口發(fā)送，經(jīng)三極管 8050 功率放大驅(qū)動紅外發(fā)射管 D1，其中鍵盤掃描和發(fā)射電路連接如圖 38 所示。其中接收電路使用一體化紅外接收頭 HS0038，HS0038 工作頻率為 38KHZ，能對收到遙控信號進行放大，檢波，整形，調(diào)制，得到 TTL 電平信號，在送給單片機，經(jīng)單片機解碼并執(zhí)行相關(guān)控制程序，對外只有 3 個管腳：VSS、 GND 和 1 個脈沖信號輸出引腳，使用方便，性能可靠 [11]。本設(shè)計的難點也是在軟件設(shè)計上，下面就把一些主要子程序介紹如下：其中包括鍵盤掃描、發(fā)射子程序、接收子程序、存儲子程序。為了使其在無線傳輸過程中免受其他紅外信號的干擾,通常都是先將其調(diào)制在特定的載波頻率上，然后再經(jīng)紅外發(fā)射二極管發(fā)射出去,稱為調(diào)制。這樣發(fā)射時，只需將發(fā)射的“1”或“0”與 38KHz 載波信調(diào)制即可 [12]。圖 42為紅外遙控數(shù)據(jù)幀格式。開始初始 化鍵盤掃 描 ，判 斷是否有 鍵 按下 ？判斷是否為選擇鍵？ Y調(diào)相應(yīng) 選擇鍵的發(fā)射 子程序 YNN發(fā)完？N結(jié)束 Y圖 43 發(fā)射主程序流程圖判斷是“ 0 ” 還是“ 1 ” ？調(diào)發(fā) 射 “ 1 ” 的子程 序 掉發(fā)射“ 0 ” 的子程 序開始發(fā)射位數(shù)減110發(fā)射完？N返回主 程 序 Y圖 44 發(fā)射子程序流程圖 接收解碼部分紅外線接收裝置則要濾除其他雜波，只青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）20接收該特定頻率的信號并將其還原成二進制脈沖碼，也就是解調(diào)。不過需要明白接收頭輸出信號與出入的關(guān)系正好相反。主程序和接收子程序流程圖如圖 46 和圖 47。 存儲部分在數(shù)據(jù)傳送過程中，必須確認數(shù)據(jù)傳送的開始和結(jié)束。在開始信號以后，總線即被認為處于忙狀態(tài)；在結(jié)束信號以后的一段時間內(nèi)，總線被認為是空閑的。在 I2C 總線上每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不限，但每一個字節(jié)必須為 8 位，而且每個傳送的字節(jié)后面必須跟一個認可位（第 9 位） ，也叫應(yīng)答位（ACK） 。當(dāng)主器件發(fā)送完一個字節(jié)的數(shù)據(jù)后，接著發(fā)出對應(yīng)于 SCL 線上的一個時鐘（ACK）認可位，在此時鐘內(nèi)主器件釋放 SDA 線，一個字節(jié)傳送結(jié)束，而從器件的響應(yīng)信號將SDA 線拉成低電平，使 SDA 在該時鐘的高電平期間為穩(wěn)定的低電平。在接收程序中主要包括解碼，存儲等程序。Q1:RETAJMP KEYWORKKEYHIT:LCALL DELAY10MSMOV A,P3。行線為 0111,判斷是否在第 0 行SETB SETB MOV A,P3ANL A,0FHCJNE A,0FH,KEYH0。按鍵在第 2 行SETB CLR MOV A,P3ANL A,0FHCJNE A,0FH,KEYH3。查列線值 KEYH1: MOV R2,04H。查列線值 KEYH3: MOV R2,0CH。判斷是不是 4 列檢查完了。列值放入 AADD A,R2。FASE: MOV A,BORL A,0E0HMOV R4 ,8 。1usJC S1 。139。2usNEXT: DJNZ R4 ,GO 。2us。1μs 10 個脈沖的低電平DJNZ R6 , $。1μsMOV R6 , 5 。1μsMOV R6 , 4 。2μsRET 。**************MOV R5,30 。60us 。1μsDJNZ R6 , $ 。1μsDJNZ R6 , $ 。2us 接收子程序接收程序中要解決的問題是如何正確的解出碼值，這是接收程序的主要任務(wù)。MOV P2,02H。 調(diào)用子程序 DELAY1,產(chǎn)生 26μs 的延時JB ,Z1。延時 15 個脈沖后,P1. 0 = 0 轉(zhuǎn) RE1 ,P1. 0 = 1 順執(zhí)行CLR C 。再跳過后續(xù)低電平LJMP NEXT 。跳過后續(xù)低電平NEXT: DJNZ R5 ,GO 。（1）寫 1 字節(jié)數(shù)據(jù)子程序WRITE_DATA: MOV R0,00H 。讀 E2PROM CALL STOP MOV TEMP,A RET（2）讀操作子程序輸入?yún)?shù)：R0 要讀的字節(jié)地址,輸出參數(shù): A結(jié)果READ_BYTE: CALL START MOV A,0AEH CALL SENDBYTE CALL WAITACK MOV A,R0 CALL SENDBYTE CALL WAITACK青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）31 CALL START MOV A,0AFH CALL SENDBYTE CALL WAITACK CALL RCVBYTE RET青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）32五. 總結(jié)與展望 總結(jié)實現(xiàn)對以家用電器為代表的中小型電器的遙控方法，主要有無線電遙控和紅外線遙控。加之隨著城鎮(zhèn)居民生活水平的提高，家庭里家用電器的種類和數(shù)量逐步增加，所需求的紅外遙控發(fā)射器也越來越