【正文】 紅外遙控。 主要研究內(nèi)容：設(shè)計(jì)一款紅外遙控電路，該遙控電路可以實(shí)現(xiàn)燈泡的開關(guān)和調(diào)光（或者電機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速）控制。發(fā) 射電路以AT89C2051 為控制中心發(fā)射信號(hào) , 接收電路以 AT89C51 為控制中心接收信號(hào) ,驅(qū)動(dòng)雙向晶閘管實(shí)現(xiàn)電燈的開關(guān)及亮度的控制。此方案具有制作簡單、容易等特點(diǎn)，但由于功能鍵數(shù)及功能受到特定的限制，只適合用于某一專用電器產(chǎn)品的應(yīng)用，應(yīng)用范圍受到限制。本單片機(jī) 遙控應(yīng)用采用紅外線脈沖個(gè)數(shù)編碼、單片機(jī)軟件解碼實(shí)現(xiàn)了對(duì)電燈的開關(guān) /亮度調(diào)節(jié)。 青海建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 頁 共 40 頁 目前市場 —— 一般設(shè)備系統(tǒng)采用專用的遙控編碼及解碼集成電路。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)。圖 1 和圖 2 為該應(yīng)用系統(tǒng)的遙控器設(shè)計(jì)原理框圖及接收控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理框圖。 單片機(jī)的集成度很高，它具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化、使用方便等突出特點(diǎn)，尤其耗電少，又可使供電電源體積小、質(zhì)量輕。單片機(jī)特別適合于把它做到產(chǎn)品 的內(nèi)部，取代部分老式機(jī)械、電子零件或元器件。 紅外線是一種光線，具有普通光的性質(zhì)，可以以光速直線傳播，強(qiáng)度可調(diào)，可以通過光學(xué)透鏡聚焦，可以被不透明物體遮擋等等。使用紅外線做信號(hào)載波的優(yōu)點(diǎn)很多：成本低、傳播范圍和方向可以控制 、不產(chǎn)生電磁輻射干擾，也不受干擾等等。 紅外遙控電路設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 40 頁 第一章 課題概況 紅外遙控電路設(shè)計(jì)的目的 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是利用單片機(jī)技術(shù)，并將數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)和紅外學(xué)相關(guān)知識(shí)相結(jié)合，設(shè)計(jì)一款可以實(shí)現(xiàn)燈泡的開關(guān)和調(diào)光（或者電機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速）控制的紅外遙控電路。 紅外遙控電路設(shè)計(jì)功能介紹 本設(shè)計(jì)要求紅外遙控電路實(shí)現(xiàn)以下功能： （ 1）利用紅外接收和發(fā)射探頭發(fā)送和接收紅外線； （ 2）該遙控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)燈泡的開關(guān)和調(diào)光（或者電機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速）控制； （ 3）能夠按鍵啟動(dòng) /停止，使用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)或者純數(shù)字模擬電路設(shè)計(jì)； 課題方案設(shè)計(jì) 目前紅外遙控器已經(jīng)在各類電器上得到了廣泛應(yīng)用。采用單片機(jī)進(jìn)行遙控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有硬件接口簡單方便。此方案不僅可用控制鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)電器的控制，而且可對(duì)一路電燈進(jìn)行亮度控制，方便實(shí)用。 紅外遙控電發(fā)射器主要由單片機(jī)、操作鍵盤和紅外發(fā)射 電路三部分組成。控制系統(tǒng)采用 3V電源電壓，并具有低功耗空閑和掉電方式控制。紅外接收部分結(jié)構(gòu)如圖 所示 圖 紅外遙控電路發(fā)射設(shè)計(jì)原理框圖 當(dāng)紅外接收器接收到控制脈沖后，經(jīng) 單片機(jī)處理由顯示設(shè)備顯示出當(dāng)前受控電器的序號(hào)，并判斷是否對(duì)電燈進(jìn)行調(diào)光，如需調(diào)光則經(jīng)調(diào)光電路處理后實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。 第二章 系統(tǒng)硬件部分方案設(shè)計(jì) 紅外遙控接發(fā)電路的主控芯片 本電路所用 AT89C－ 51 單片機(jī)為紅外接收電路的主控芯片，既方便也很實(shí)用。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 ? 指令集和輸出管腳相兼容。 主要特性： 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 32 可編程 I/O 線 5 個(gè)中斷源 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 由上可見， 89C51 芯片的功能強(qiáng)大，其震蕩特性能很好的滿足本設(shè)計(jì)的要求，與同類 51 芯片相比，其引腳較多，在滿足對(duì)控制方式的選擇的同時(shí)，還可加入調(diào)光控制電路，這更能符合本設(shè)計(jì)的需要。 本電路所用 AT89C2051 單片機(jī)為紅外發(fā)射電路的主控芯片。 AT89C2051 是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有 20 個(gè)引腳， 15 個(gè)雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，其中 P1 是一個(gè)完整的 8 位雙向 I/O 口，兩 個(gè)外中斷口，兩個(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。省電模式中，片內(nèi) RAM將被凍結(jié)，時(shí)鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行。 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 15 個(gè)雙向 I/O 口 兩個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率024MHz 兩個(gè)外部中斷源 可直接驅(qū)動(dòng)LED 低功耗睡眠功能 可編程 UARL通道 紅外發(fā)送電路 單片機(jī)遙控發(fā)射器原理圖如圖 所示，單片機(jī)遙控 發(fā)射器主要由 AT89C2051 單片機(jī)、操作鍵盤和紅外發(fā)射電路等組成。其中 P3． 3 用于輸出控制紅外發(fā)射電路的工作的信號(hào)， 到 鍵盤，用于接受鍵盤的信號(hào)。待發(fā)送完畢，單片機(jī)再次處于低功耗空閑狀態(tài)。 遙控器采用按鍵中斷掃描方式（按鍵部分電路圖如圖 ）。 紅外接收電路 單片機(jī)遙控接受器原理圖如圖 所示，單片機(jī)遙控發(fā)射器主要由 AT89C2051 單片機(jī)、紅外線接收電路、 50Hz 交流測電路和電燈亮滅及調(diào)光控制電路 等組成。 紅外接收電路電路指示燈 電路指示燈由三部份（電路如圖 所示），即電源指示燈、故障指示燈、控制輸出指示燈。 紅外接收電源電路 電源電路由橋式整流、濾波電容、 7805 穩(wěn)壓 器及電源指示燈組成。 紅外接收電路過零檢測 紅外接收電路交流電過零檢測圖如圖 所示。當(dāng) Ua=Ube= , Q1 三極管截止 ,Q2 三極管導(dǎo)通 , B點(diǎn)為低電平 ,C點(diǎn) ()為高電平 。 紅外遙控調(diào)光電路采用可控硅光亮控制電路，電路圖如圖 所示。紅外遙控電路設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 40 頁 第三章 系統(tǒng)軟件部分方案設(shè)計(jì) 紅外遙控初始化程序和主程序 紅外遙控接收部分與發(fā)射部分初始化程序如圖 、圖 所示，紅 外遙控接收部分與發(fā)射部分主程序如圖 、圖 所示。 紅外遙控發(fā)射部分主程序，先調(diào)用初始化程序，再完成調(diào)用鍵盤程序和進(jìn)入低功耗空閑待機(jī)方式。 紅外遙控接收部分初始化程序 ，初始化程序主要是使 P1 口和 P2 口復(fù)位，即為將 P1 口和 P2 口為高電平狀態(tài)，設(shè)置堆棧 sp，選擇工作寄存器區(qū)，設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí) IP，開外部中斷0，設(shè)置電機(jī)默認(rèn)停機(jī)標(biāo)志位。程序在循環(huán)中主要任務(wù)是 50Hz 交流電過零檢測和調(diào)用移相角控制的延時(shí)程序。 鍵盤掃鍵過程 :首先判斷控制鍵是否按下，若有控制鍵按下則進(jìn)行逐行掃描，按照 P 口值查找鍵號(hào)。 紅外信號(hào)發(fā)射過程：首先裝入發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)（發(fā)射時(shí)為 3ms 脈沖 ,停發(fā)時(shí)為 1ms 脈沖），此時(shí)若發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)為 1 則返回主程序；若不為 1 則發(fā) 1ms 脈沖，然后停發(fā) 1ms脈沖，這樣便結(jié)束整個(gè)發(fā)射過程。 3. 中斷過程：首先判斷低電平脈寬度是否大于 2ms，若脈寬不到 2ms，則中斷 返回；若低電平大于 2ms，則接收并地低電平脈沖計(jì)數(shù)，接下來看判斷高電平脈寬度沖是否大于 3ms，若脈寬不到 3ms，則返回上一接收計(jì)數(shù)過程；若高電平脈寬大于 3ms，則按照脈沖個(gè)數(shù)至對(duì)應(yīng)功能程序，此時(shí)中斷返回。對(duì)試驗(yàn)階段的電路板的安裝一般有兩種方式即焊接方式和面包板插接方式。但在多次使用的面包板中彈簧片會(huì)變松，彈 性變差，容易造成接觸不良，這是需要注意的。 調(diào)試的主要步驟。 若電路經(jīng)過上述檢查，確認(rèn)無誤后，可轉(zhuǎn)入靜態(tài)檢測與調(diào)試。 3．動(dòng)態(tài)檢測與調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基 礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號(hào)源，并循著信號(hào)的注射逐級(jí)檢測各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，如必要，要對(duì)電路參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。 我們所設(shè)計(jì)的遙控器電路是采用碼分制遙控方式，我們用示波器對(duì)發(fā)射電路輸出端及接收電路輸入端的信號(hào)波型的進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下不同的開關(guān)按鈕時(shí)所顯示的波型是不同的。 4．調(diào)試注意事項(xiàng) （ 1）正確使用測量儀器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接； （ 2）在信號(hào)較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上，在頻率較高時(shí)要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測量時(shí)應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。 （ 4） 測量儀器的帶寬必須大于被測量電路的帶寬。 （ 7） 出現(xiàn)故障時(shí)要認(rèn)真查找原因 課題設(shè)計(jì)總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí) 的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好的開端。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我選擇了實(shí)做的題目，這不僅是對(duì)我的一種鍛煉，也是對(duì)我大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的綜合檢查。使自己成長了許多。在此基礎(chǔ)上，介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)用到的各個(gè)模塊的功能特性，并進(jìn)性了方案比較，選擇出了最優(yōu)越的方案。 整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)過程是曲折的，首先在硬件設(shè)計(jì)上，由于以前所學(xué)課程有一定的基礎(chǔ)，我多方查閱資料，不斷的向老師、同學(xué)學(xué)習(xí)請(qǐng)教，以確保設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)完整，并能實(shí)現(xiàn)最完美的系統(tǒng)功能。經(jīng)過測試與修改，最終完善了硬件電路的設(shè)計(jì)，并能夠比較理想的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)功能 ——紅外遙控電路。盡管過程很艱難，但是在真正意義上學(xué)到了知識(shí)，為以后的工作和學(xué)習(xí)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。本系統(tǒng)經(jīng)過了設(shè)計(jì)階段、開發(fā)實(shí)現(xiàn)階段以及最后的應(yīng)用測試階段。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷使我對(duì) 51 單片機(jī)的一些特征