【正文】 Microsoft 等多家公司聯(lián)合提出的 ， 引腳分布 如圖 ： 圖 USB 接 口 引腳 分布圖 （ 2） 選擇 USB 接口為本設(shè)計(jì)供電的原因及 注意事項(xiàng) 由于 USB 供電可以提供每個(gè) U 口 最大為 500MA 的 電流 ，供電電壓為 5V， 與單片機(jī)的供電系統(tǒng)相適配，能滿足本設(shè)計(jì)絕大部分元器件的供電要求 ，而且本設(shè)計(jì)過程中并不存在大功率元器件 ，所以本設(shè)計(jì)選用 USB 作為整個(gè)紅外遙控系統(tǒng)的供電電源，但是為了 防 止 電路上短路燒壞電腦的 USB 接口 ， USB接口 應(yīng)加 自恢復(fù)保 險(xiǎn) 。是應(yīng)用在PC 領(lǐng)域的接口技術(shù)。 圖 MAX232 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路 USB 接口 本 設(shè)計(jì)采用的是 USB 接口來對(duì)整個(gè)遙控系統(tǒng)進(jìn)行適配供電，從而使得本設(shè)計(jì)的電源部分穩(wěn)定且對(duì)電路實(shí)現(xiàn)了最大簡(jiǎn)化，相比較的單片機(jī)傳統(tǒng)供電系統(tǒng)來說更為節(jié)能，成本更節(jié)約。 （ 2） MAX232 的主要特性 PC838 11 ○ 1 符合所有的 RS232C 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ○ 2 只需要單一 的 +5V 電 源供電 ○ 3 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓 V+、 V ○ 4 功耗低，典型供電電流 5mA ○ 5 內(nèi)部集成 2 個(gè) RS232C 驅(qū)動(dòng)器 ○ 6 高集成度，片外最低只需 4 個(gè)電容即可工作。 第三部分是供電。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。功能是產(chǎn)生+12v 和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 PC838 的經(jīng)典應(yīng)用原理圖 如圖 所示 ： 10 OUTPUT 單片機(jī) I/O 口 GND C1 VCC（ +5V） R2 圖 PC838 的經(jīng)典應(yīng)用電路 MAX232 MAX232 芯片是美信公司專門為電腦的 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用 +5V 單電源供電 ， RS232 接 口為 異步傳輸 標(biāo)準(zhǔn)接口 ， 因此一般用于 20m 以內(nèi)的通信 ，其引腳分布 如圖 所示： 圖 MAX232 引腳分布圖 （ 1） 引腳介紹 第一部分是電荷泵電路。只要確保遙控器工作正常，很容易判斷紅外接收頭的優(yōu)劣。三個(gè)管腳分別是地 (GND)、＋ 5 V 電源 (VCC)、解調(diào)信號(hào)輸出端 (接單片機(jī)外部中 斷 )。 在本 設(shè)計(jì) 中 采用紅外一體化接收頭 PC838， 在用小功率發(fā)射管發(fā)射信號(hào)情況下，其接收距離可達(dá) 15m。 （ 1） STC90C516RD+的特點(diǎn) ○ 1 增強(qiáng)型 12 時(shí)鐘 / 機(jī)器周期 8051 CPU； ○ 2 工作電壓： （ 5V 單片機(jī)） ； ○ 3 工作頻率范圍： 040MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz； ○ 4 用戶應(yīng)用程序空間 61K； ○ 5 片上集成 1280 字節(jié) RAM； ○ 6 通用 I/O 口 32 個(gè)，復(fù)位后為 :P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口 / 弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng)I/O 口）， P0 口是開漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需 加上拉電阻 ； ○ 7 ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器 / 仿真器可通過串口（ ）直接下載用戶程序， 8K 程序 3 5 秒即可完成一片 ； ○ 8 EEPROM 功能 ； ○ 9 看門狗 ； ○10 內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路，外部晶體 12M 以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路，復(fù)位腳可直接接地 ； ○11 共 3 個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，其中定 時(shí)器 0還可以當(dāng)成 2 個(gè) 8 位定時(shí)器使用 ； ○12 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 ； ○13 通用異步串行口（ UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART； ○14 工作溫度范圍： 075℃（商業(yè)級(jí)） ； （ 2） STC90C516RD+的 DIP 封裝 40 引腳分布 STC90C516RD+單片機(jī)的 DIP 封裝擁有 40 個(gè)引腳，其中 P0\P1\P2\P3 四組 I/0口， 總共 32 個(gè) I/O 口 引腳 ， 另外包括 一個(gè)電源 VCC 引腳，兩個(gè)晶振引腳一個(gè)接地端引腳，一個(gè)復(fù)位引腳，以及 EA 引腳、 ALE 引腳、 PSEN 引腳 ，總共 40 個(gè)引腳 ， 引腳分布如圖 所示。 相關(guān)器件 簡(jiǎn)介 本章將對(duì) 設(shè)計(jì)中所 涉及到的單片機(jī) STC90C516RD+、紅 外遙控接收頭 PC83MAX23 USB 接口 線 以及 電磁 繼電器進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 單片機(jī)把解碼所得的二進(jìn)制存入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，這樣就完成了某一按鍵的紅外解碼 操作，同樣地，按此可以實(shí)現(xiàn)其它按鍵的 紅 外解 碼 ，最后形成遙控器按鍵相應(yīng)的鍵值表。如果從 低電平過后，開始延時(shí)， 以后，若讀到的電平為低，說明該位為“ 0”，反之則為“ 1”，為了可靠起見，延時(shí)必須比 長(zhǎng)些，但又不能超過 ,否則如果該位為“ 0”，讀到的已是下一位的高電平，因 此?。?+） /2= 最為可靠，一般取 左右即可。 當(dāng)遙控器上任意一個(gè)按鍵按下超過 36ms 時(shí)， 控制 芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個(gè)特定的同步碼頭，對(duì)于接收端而言就是一個(gè) 9ms 的低電平 ,和一個(gè) 的高電平 ，這個(gè)同步碼頭可以使程序知道從這個(gè)同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。每次 8 位的碼被傳送之后，他的反碼也被傳送，減少了系統(tǒng)的誤 碼率 ，這也為后續(xù)的 解碼程序的編寫提供了 自行檢測(cè)是否誤碼的手段 。 WD6122 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 32 位二進(jìn)制碼組，所發(fā)射的一幀碼含有一個(gè)引導(dǎo)碼， 16 位用戶編碼和八位數(shù)據(jù)編碼，數(shù)據(jù)編碼的反碼也同時(shí)被傳送，編碼結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 遙控器發(fā)射的 32 位碼組圖 7 引導(dǎo)碼由一個(gè) 9ms 的載波波形和一個(gè) 的關(guān)斷時(shí)間構(gòu)成，它作為隨后發(fā)射碼的引導(dǎo)碼，這樣當(dāng)接收系統(tǒng)是由微處理器構(gòu)成的時(shí)候，能更有效的處理碼的接受與檢測(cè)及其他各項(xiàng)控制之間的時(shí)序關(guān)系。 圖 遙控編碼 的“ 0”和“ 1” 上述“ 0”和“ 1”組成的 32 位二進(jìn)制碼經(jīng) 38kHz 的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。 紅外遙控器 鍵盤接收、放大、檢波 、整形 編碼和調(diào)制 紅外接收頭 光電放大 解調(diào) 解碼單 片機(jī) 6 圖 本設(shè)計(jì)使用的成品遙控器鍵碼圖 當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。 如圖 、編碼調(diào)制、 LED 紅外發(fā)送器，接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大、解調(diào)、解碼電路，而整個(gè)接收部分將完全由上述的 PC838 紅外一 體化收頭來完成 ，本設(shè)計(jì)的發(fā)射部分采用成品遙控器來發(fā)送控制信號(hào) 。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調(diào)制的編碼指令信號(hào)接收下來，并進(jìn)行放大后送解調(diào)電路，解調(diào)電路將已調(diào)制的指令編碼信號(hào)解調(diào)出來，即還原為編碼信號(hào)。當(dāng)按下指令鍵或推動(dòng)操作桿時(shí)，指令編碼電路產(chǎn)生所需的指令編碼信號(hào)，指令編碼信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，再由驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后由發(fā)射電路向外發(fā)射經(jīng)調(diào)制定的指令編碼信號(hào)。 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(hào) ，再送后置放大器。 單片機(jī)解碼模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)對(duì)紅外接收頭傳遞來的 TTL 電平信號(hào)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。 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(huì)產(chǎn)生較大的反電勢(shì)，因此需要在繼電器線圈上反向并聯(lián)一個(gè)二極管，以保護(hù)驅(qū)動(dòng)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。 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(shí) ，首先需要保證的便是整個(gè)系統(tǒng)的 功能性與穩(wěn)定性，將各個(gè)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(shí)還需考慮到成本的客觀因素，以使本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易懂而 又 經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 （ 3） 采用 C程序語(yǔ)言進(jìn)行相關(guān)程序的模塊化編程并調(diào)試 。 設(shè)計(jì)一個(gè)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(hào) ，通過以 3 STC90C516RD+單片機(jī)為核心的控制器接受數(shù)字信號(hào)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?jī)?nèi)容如下： （ 1） 紅外解碼思路及紅外解碼原理的分析 。因此 ,不同的編、解碼芯片幾乎沒有互換性。但是當(dāng)控制路數(shù)較多時(shí) ,其接口的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)就顯得比較繁瑣 。 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(duì)編、解碼芯片 ,組成紅外發(fā)射和接收電路 ,完成對(duì)設(shè)備或電器的 遠(yuǎn)程 控制。 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(gè)重要分支， 應(yīng)用面很廣，發(fā)展很快。 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(duì)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(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向 。 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(dòng)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(shí)代 2 的主流。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(dòng)子到紅外線、再到使用總線的微機(jī)紅外遙控這樣幾個(gè)階段。 到了六十年代初，一些發(fā)達(dá)國(guó)家開始 研究民用產(chǎn)品的遙控技術(shù)，但由于 當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，遙控技術(shù)發(fā)展很緩慢。 最早的遙控器之一，是一個(gè)叫尼古拉 遙控技術(shù)的發(fā)展 與現(xiàn)狀 遙控技術(shù)是 在自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。目前，市場(chǎng)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。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。 由于本設(shè)計(jì)采用一體化紅外接收頭以及 USB 接口對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電，使得本設(shè)計(jì) 電路更為簡(jiǎn)單實(shí)效且具有 較強(qiáng)的抗干擾性，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)成本實(shí)現(xiàn)了最大減縮。 本 設(shè)計(jì) 介紹了一種由普通遙控器作為信號(hào)控制器的紅外遙控電源開關(guān)，采用 USB接口對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行適配供電， 利用 一體化紅外線接收頭 接收遙控器信號(hào)并 由 單片機(jī) STC90C516RD+進(jìn)行 解碼 處理， 并 對(duì) 多路 電源 繼電器 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)后置電路 電源 開關(guān) 的 功能性控制 。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處 理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué) 院（部）： _____電氣與信息工程學(xué)院 ____ 專 業(yè)： _____電氣工程及其自動(dòng)化 ____ 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師姓名： 最終評(píng)定成績(jī) : 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的 研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，