【文章內(nèi)容簡介】 業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)論文 10 第三章 紅外遙控器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，使用的顯示器常常是 LED（發(fā)光二極管）、 LCD（液晶顯示器）。 因?yàn)樗麄冇衅渌娘@示特性。兩種顯示器，成本低，配置靈活，方便和芯片的接觸 。 LED 具有 功率小、低功耗、啟動快、亮度高、壽命長、不易產(chǎn)生視覺疲勞、無閃頻等一系列優(yōu)點(diǎn)。 而且相比于白熾燈、熒光燈，它是一種節(jié)能，綠色光源，另外，他不需要特定的驅(qū)動程序。 LCD 顯示的數(shù)字比較豐富且清晰，盡管接口復(fù)雜但它具有無電磁輻射、可 視面積大、應(yīng)用范圍廣、畫面效果好、 勻稱小巧、功耗小等優(yōu)點(diǎn)，在配置指示燈的前提下，它一般用于顯示數(shù)字。所以采用 LCD 是沒有必要的，因?yàn)?LED 已經(jīng)夠用了。 按鍵方式選擇 由于控制的電器較多，故采用外擴(kuò)充鍵盤，本次設(shè)計(jì)采用 33? 行列式鍵盤。 單片機(jī)的選擇（ AT89C51） 40 個引腳按功能來分，可以分為如下幾類： 天津工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)論文 11 1） I/O 口引腳： P0， P1， P2， P3,為四個八位 I/O 的外部引腳。 2）電源及時鐘引腳： VSS ,VCC ,XTAL1， XTAL2。 3）控制引腳： /PSEN,ALE,/EA,RESET(RST)。 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) AT89C51 芯片具有硬件資源：一個全雙工串行端口，二一六位定時器 /計(jì)數(shù)器， 4KB 的閃存，五源的兩個終端的解構(gòu)， 128 字節(jié)的 RAM，片上振蕩器和時鐘電路， 32 個 I / O 線。 1） 數(shù)據(jù)儲存器（ RAM）：該件 128b，芯片擴(kuò)展，最高可達(dá) 64Kb 的。 128bRAM片內(nèi) RAM可以在一個集成的單芯片微控制器的形式告知可以加快速度，而這 RAM可以降低功耗。 2） 中斷系統(tǒng)：有 5 個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級。 3） 程序儲存器（ ROM）：用于存儲程序，芯片可以擴(kuò)展到 64KB。 4）串行端口全雙工串行端口，有 4 種操作模式?？捎糜诖谕?信，并行I/O 口，甚至與多個單芯片多處理器系統(tǒng)，它允許控制器功能更多，更廣泛的應(yīng)用。 5)四個八位并行 I/O 口 6)微處理器（ CPU）：該 CPU 是八位， CPU 與通常的是基本相同的，同樣的操作也包括兩部分，一個用于控制來增加功能，不僅可以處理一個字節(jié)的數(shù)據(jù)也可以進(jìn)行處理的變量的唯一途徑。 7)兩個十六位計(jì)時或計(jì)數(shù)。 8）特殊功能寄存器（ SFR）：共有 21 個，每個 CPU 芯片的功能使用來管理，控制和監(jiān)視。 AT89C51 是一種低功耗，高性能，嵌入式 4KB 快閃記憶體（閃存）的 CMOS8位控制器。片上閃存程序代碼或數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)上寫，也可由傳統(tǒng)的程序員。 正是由于這些優(yōu)勢，所以我選擇了它作為選擇的系統(tǒng)微控制器的硬件類型。 把單片機(jī)制作核心器件設(shè)計(jì)一個多功能遙控開關(guān)，實(shí)現(xiàn)控制多個家用電器的功能。 發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 本發(fā)射電路主要包括四部分：紅外發(fā)射部分、復(fù)位電路部分、晶體振蕩電路部分、行列式鍵盤電路部分， 控制核心為 AT89C52，掃描口為 P0 口，九個掃描鍵，分別代表九種不同的脈沖，如圖 所示。 9 腳是復(fù)位腳， 14 腳為輸出腳，第 1 19 腳接晶振。 但 P0 口必須接上拉電阻，否則無法正常工作。 天津工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)論文 12 圖 紅外發(fā)射部分電路 天津工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)論文 13 接收電路的設(shè)計(jì) 本接收電路主要包括四部分：紅外接收部分、復(fù)位電路部分、晶體振蕩電路部分、顯示電路部分。 數(shù)碼管的二進(jìn)制編碼輸出口為 P1 口，與此同時 P0 口連接的二極管就會顯示燈亮。 調(diào)解后的紅外遙控信號的接收口為 和 。但需注意： ＊ 開關(guān)機(jī)時，燈應(yīng)處于全滅狀態(tài) ＊ P1 口和 P2 口上電初始化后保持高電平知道接收發(fā)射信號后，狀態(tài)才會發(fā) 生變化 ＊ 紅外接收頭采 用 HRM5700B，它的解調(diào)頻率為 38KHz。 當(dāng)它接收到 38KHz的紅外脈沖信號時輸出為低電平，反之輸出高電平。 圖 紅外接收部分電路 第四章 紅外遙控器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 遙控發(fā)射部分 圖 遙控發(fā)射主程序 N Y 圖 掃鍵過程流程圖 先判斷是否按下控制鍵，若按下，則進(jìn)行逐行掃描，再對應(yīng) P 口值查鍵號，然后再發(fā)送到發(fā)射程序（如圖 ） 。 掃鍵開始 開始 初始化 調(diào)用鍵掃描處理子程序 鍵按下？ 逐行掃描，按 P 口值查鍵號 按鍵號轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序 返回 發(fā) 射 開 始 置入發(fā)射脈沖個數(shù)（ R1） 發(fā) 3ms 脈沖 停發(fā) 1ms Y N 圖 紅外信號發(fā)射程序 它的發(fā)射過程：先設(shè)置好脈沖的發(fā)射個數(shù)，若是 1，則回到主程序；若不是 1，則把 1ms 脈沖送入，然后停發(fā) 1ms 脈沖，具體如圖 。 遙控 接收部分 N Y 開始 初始化 按顯示數(shù)據(jù)設(shè)置控制脈沖延時值 =0？ 調(diào)延時程序 值 口輸出控制脈沖 圖 遙控接收部分主程序 它的工作過程：初始化后把控制脈沖的延時值設(shè)置好，觀察 的脈沖是不是 0，若是 0，則直接返回；若不是 0，則轉(zhuǎn)到延時程序，這時控制脈沖將會在 輸出。 N Y N Y 圖 中斷過程：中斷開始后，需要判斷 2ms 與低電平買寬度 的大小。若比 2ms 大，則計(jì)算低電平脈沖數(shù)；若比 2ms 小，則返回中斷。接著比較 3ms 與高電平脈寬度的大小。若比 3ms 大，則實(shí)行對應(yīng)這時脈沖個數(shù)的功能程序；若比 3ms 小，則返回上一步的計(jì)數(shù)程序。 中斷開始 低電平脈寬 2ms 接收并對低電平脈沖計(jì)數(shù) 高電平脈寬 3ms？ 按脈沖個數(shù)至對應(yīng)的功能程序 中斷返回 第五章 設(shè)計(jì)調(diào)試 調(diào)試環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì)中的中的不可或缺的部分， 它是把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品的必經(jīng)的階段。而焊接和面包板插接則是實(shí)現(xiàn)實(shí)物的兩種重要辦法。 調(diào)試前不加電源的檢查 檢查是電路圖和實(shí)物圖是否對應(yīng)，其中包括少接，錯誤地，多接入的情況下等。用萬用表檢查電阻焊接和插接的是否是好的 。元件引腳之間短路，接觸不 良或不結(jié)二極管，晶體管，集成電路和錯誤電解電容的極性。 經(jīng)過檢查，若是發(fā)現(xiàn)問題，需要認(rèn)真確定。若真實(shí)存在，則需認(rèn)真思考，解決問題。 靜態(tài)檢測與調(diào)試 靜態(tài)檢查則不需要信號源，這時電源需要精確地電路來進(jìn)行測量，看這時的電源是不是發(fā)生了與眾不同的現(xiàn)象，如 氣味，觸摸熱元件，電源電路，如不正常的情況下 ，如發(fā)現(xiàn)異常的情況下，請立即關(guān)閉電源，排除故障。 我們在這一測試電路，如果沒有異常情況，然后我們用來測量的關(guān)鍵點(diǎn)，如靜態(tài)工作點(diǎn)的直流電壓，放大器的輸入和輸出的直流電壓處于正常工作狀態(tài)，導(dǎo)致與單獨(dú)不一致等 情況。 動態(tài)檢測與調(diào)試 動態(tài)調(diào)試調(diào)試基于在所要求的輸入信號源電路連接的靜態(tài)調(diào)試的方法，并遵循一步一步進(jìn)測試信號的波形，若均符合要求，我們可以適當(dāng)?shù)奶岣呋蚪档筒煌臉?biāo)準(zhǔn)，對電路進(jìn)一步優(yōu)化，找出最合適的設(shè)置。要是有問題，則需找出問題，進(jìn)行解決。 此遙控電路運(yùn)用的是遠(yuǎn)程碼分多址系統(tǒng)，用示波器對輸入信號的輸出進(jìn)行了檢查。若是按下不同的鍵，出現(xiàn)了與之對應(yīng)的不同波形，則電路正常。 調(diào)試注意事項(xiàng) 在調(diào)試電路的過程中。我們得出了一些結(jié)論：發(fā)現(xiàn)了一些常見的調(diào)試問題。 （一）儀器的接地端要 與電路的接地端連在一起。 （二）若輸入信號是微弱的， 加強(qiáng)信號或?qū)ζ渌盘栂朕k法進(jìn)行屏蔽。 （三）輸入阻抗的電壓儀器的等效電阻要比其測量值小得多。 （四）測量電路的寬帶必須小于測量儀器。 （五）學(xué)會選擇正確的測量點(diǎn)和正確測量。 （六）在試驗(yàn)過程中，包括波形，數(shù)據(jù)，相位等都需要詳細(xì)的觀察和記錄。 第六章 結(jié)論 這樣的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)基于單片機(jī)的紅外遙控開關(guān)的作品，基本結(jié)構(gòu) 。分析了紅外遙控技術(shù)，工作原理清晰的總結(jié)和技術(shù)要求紅外發(fā)射電路和接收電路的原理。并根據(jù)其特點(diǎn)，采 用脈沖數(shù)編碼方法，通過設(shè)置碼寬和遠(yuǎn)程控制代碼數(shù)據(jù)幀間隔，成功地解決了接收到的可靠數(shù)據(jù)幀的問題。 其次，基于現(xiàn)有的大量紅外遙控技術(shù)的研究 ，我們建議采用先進(jìn)的單片機(jī)系統(tǒng)制作多功能紅外遙控器控制的基礎(chǔ)上增加原有交換機(jī)上的多個設(shè)備燈泡亮度調(diào)光控制功能紅外遙控開關(guān)，使得本設(shè)計(jì)更多的是實(shí)用性。實(shí)驗(yàn)表明，在我們的五個發(fā)光二極管開關(guān)控制成功的有效距離（ 8M 或更少） ， LED 顯示屏在交換機(jī)上與正常的受控變化。由于此前進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選設(shè)備，整個紅外遙控系統(tǒng)，測量精度的靈敏度，穩(wěn)定性有不錯的表現(xiàn)，在本設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，由于時間限制 ，設(shè)計(jì)可能還存在著一些問題和不足！我希望各位專家，學(xué)者和學(xué)生給予校正。 參考文獻(xiàn) [1]李建華 . 實(shí)用遙控器原理與制作 .北京 : 人民郵電出版社 ,1996 [2]舒經(jīng)文 . 最新彩電機(jī)芯及其遙控系統(tǒng)的原理與維修 . 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 1993 [3] 李華 . 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