【正文】 要 IABSTRACT II目 錄 III第一章 緒論 1 1 1 2 2第2章 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì) 4 4 4 紅外遙控的基本原理 5 遙控發(fā)射器及其編碼 5 7 7+ 8 紅外接收頭PC838 9 MAX232 10 USB接口 11 電磁繼電器 13 13 14 USB電源系統(tǒng)供電電路 14 單片機(jī)控制系統(tǒng)電路 14 14 繼電器觸控電路 14 MAX232程序燒錄電路 16 16第3章 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì) 18 程序的基本思路及模塊化程序編寫介紹 18 主程序流程 18 模塊化程序簡介 19 20 20 21 23 24結(jié) 論 25參考文獻(xiàn) 26致 謝 27附 錄1 28附 錄2 29III1第一章 緒論隨著電子技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，越來越多的電子產(chǎn)品走進(jìn)人們的日常生活，而這些電器，絕大多數(shù)是采用紅外遙控方式，遙控器的使用給人們的日常生活和生產(chǎn)帶來了極大的便利。紅外遙控不影響周邊環(huán)境、不干擾電氣設(shè)備；電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控，在室內(nèi)近距離遙控中得到了廣泛的應(yīng)用；而采用單片機(jī)進(jìn)行遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)，具有編程靈活多樣，操作個(gè)數(shù)可以隨意設(shè)定等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)正是應(yīng)用紅外遙控系統(tǒng)上述特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多路開關(guān)的控制。遙控系統(tǒng)既可傳送離散的控制信息（例如開關(guān)的通斷），也可傳送連續(xù)的控制信息（例如汽車油門的大?。Ｌ厮估∟ikola Tesla）（1856—1943）的發(fā)明家在1898年時(shí)開發(fā)出來的（美國專利613809號(hào)） 。七十年代末，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，遙控技術(shù)才得到快速發(fā)展。無論采用何種方式，準(zhǔn)確無誤地傳輸信號(hào)，最終達(dá)到滿意的控制效果是非常重要的，最初的無線遙控裝置采用的是電磁波傳輸信號(hào)，由于電磁波容易產(chǎn)生干擾，也容易受干擾，因此逐漸采用超聲波和紅外線媒介來傳輸信號(hào)。而從各國將遙控技術(shù)在航天、工業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展后，遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計(jì)算機(jī)，智能化程度大大提高。單片機(jī)在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了計(jì)算機(jī)的所有基本功能部件，包括中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器計(jì)數(shù)器和串行通信接口電路等，因此，單片機(jī)只需要與適當(dāng)?shù)能浖斑m當(dāng)?shù)耐獠吭O(shè)備相結(jié)合，就可以構(gòu)成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。如果將8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個(gè)階段：（1） 第一階段（19761978）：單片機(jī)探索階段（2） 第二階段（19781982）：單片機(jī)完善階段（3） 第三階段（19821990）：微控制器形成階段（4） 第四階段（1990至今）：微控制器全面發(fā)展階段隨著單片機(jī)的各個(gè)領(lǐng)域全面深入的發(fā)展和應(yīng)用，導(dǎo)致單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是向CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。使用專用的配對(duì)編、解碼芯片來組成紅外發(fā)射電路和紅外接收電路,在控制路數(shù)較少時(shí)矛盾并不突出。此外編、解碼芯片通常是專用配對(duì)使用的,即某種解碼芯片只能識(shí)別某種編碼芯片的編碼,對(duì)其他型號(hào)的編碼芯片的編碼則不能識(shí)別。為了解決上述專用編解碼芯片配對(duì)的局限性，本文意在研究一種基于基于單片機(jī)的紅外解碼控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)紅線外解碼并完成后置繼電器電路的開關(guān)控制功能。（2）設(shè)計(jì)相關(guān)控制電路、接收電路、以及被控功能電路。（4）通過電路設(shè)計(jì)圖進(jìn)行實(shí)物焊接并調(diào)試，實(shí)現(xiàn)紅外開關(guān)控制功能。遙控器發(fā)出的紅外遙控信號(hào)經(jīng)紅外接收器PC838接收轉(zhuǎn)化成TTL信號(hào)后送給STC90C516RD+的中斷口1，單片機(jī)采集到這些數(shù)據(jù)后產(chǎn)生外部中斷，進(jìn)入解碼程序，對(duì)其進(jìn)行紅外解碼處理并獲得對(duì)后置電路所需的控制信息，這些控制信息可直接從I/O口輸出，當(dāng)I/O輸出高電平是，使得本設(shè)計(jì)電路中的三極管9013導(dǎo)通，繼電器線圈導(dǎo)通形成磁場，吸住彈片，常閉斷開，常開閉合，連通后置電路中的供電電源。紅外接收模塊：接收遙控器發(fā)射含有鍵碼值信息的紅外線，經(jīng)過接收、放大、整形之后轉(zhuǎn)化成可供單片機(jī)識(shí)別的TTL電平信號(hào)，并送往單片機(jī)并被單片機(jī)解碼。繼電器控制模塊：單片機(jī)驅(qū)動(dòng)繼電器的通斷工作，從而對(duì)后置電路中的供電電源實(shí)現(xiàn)開關(guān)通斷功能控制。發(fā)射機(jī)一般由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射電路等幾部分組成。接收電路一般由接收電路、放大電路、調(diào)制電路、指令譯碼電路、驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路(機(jī)構(gòu))等幾部分組成。指令譯碼器將編碼指令信號(hào)進(jìn)行譯碼，最后由驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路實(shí)現(xiàn)各種指令的操作控制（機(jī)構(gòu)）。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) 紅外遙控系統(tǒng)框圖 遙控發(fā)射器及其編碼遙控發(fā)射器專用芯片很多，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現(xiàn)以WD6122遙控發(fā)射器專用芯片組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。這種遙控碼具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，、“0”；、“1”。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。編碼采用脈沖位置調(diào)制方式（PPM），利用脈沖之間的時(shí)間間隔來區(qū)分“0”和“1”。遙控器將按鍵信息進(jìn)行編碼后調(diào)制到紅外線的某個(gè)頻率通過發(fā)光二極管發(fā)射出去，紅外接收管接收到發(fā)射管發(fā)出的紅外信號(hào)后對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)原始編碼信息，紅外遙控接收頭解調(diào)出的編碼是串行二進(jìn)制碼，包含著遙控按鍵信息，但它還不便于CPU讀取識(shí)別，因此需要先對(duì)這些二進(jìn)制碼進(jìn)行解碼。 解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”，不同的是高電平的寬度不同，“0”,“1”,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。 根據(jù)紅外編碼的格式。就這樣單片機(jī)程序就可以識(shí)別遙控器相應(yīng)的功能鍵，通過遙控器向單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)的命令，單片機(jī)接收到命令后通過驅(qū)動(dòng)電路使繼電器動(dòng)作從而實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的開關(guān)。+STC90C516RD+單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超/高速/低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，時(shí)鐘頻率在12MHz以下時(shí)，復(fù)位腳可直接接地。 單片機(jī)STC90C516RD+DIP封裝引腳圖 紅外接收頭PC838紅外接收電路一體化的紅外接收裝置將遙控信號(hào)的接收、放大、檢波、整形集于一身，并且輸出可以讓單片機(jī)識(shí)別的TTL 信號(hào)，這樣大大簡化了接收電路的復(fù)雜程度和電路的設(shè)計(jì)工作，方便使用。它能與TTL、COMS 電路兼容，接收紅外信號(hào)頻率為38 kHz,同時(shí)能對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形，得到TTL 電平的編碼信號(hào)。紅外一體化接收頭的測(cè)試：可以在PC838 的電源端與信號(hào)輸出端之間接上一只二極管及一只發(fā)光二極管后，再配上規(guī)定的工作電源（為＋5V），當(dāng)手拿遙控器對(duì)著接收頭按任意鍵時(shí)，發(fā)光二極管會(huì)閃爍，說明紅外接收頭和遙控器工作都正常；如果發(fā)光二極管不閃爍發(fā)光，說明紅外接收頭和遙控器至少有一個(gè)損壞。由于供電電源存在干擾，應(yīng)該對(duì)電源端進(jìn)行濾波處理，處理方法為：電源端與接地端之間連接一個(gè)100Ω左右的電阻以及一個(gè)47uF左右的電容。由6腳和4只電容構(gòu)成。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。15腳GND、16腳VCC（+5v）。（3）MAX232的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路其中CCCC4四個(gè)電容按下圖方式連接用來產(chǎn)生+12V以及12V兩個(gè)電源，供RS232串口電平的需要，而電容C5用來濾除MAX232的+5V供電電源的噪聲干擾。（1）USB接口的簡介USB 是英文Universal Serial BUS（通用串行總線）的縮寫，而其中文簡稱為“通串線，是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。本設(shè)計(jì)只需要利用USB的VCC電源端（+5V），以及GND（接地端）對(duì)設(shè)計(jì)中所涉及的元器件進(jìn)行供電，而其余兩腳為數(shù)據(jù)傳送端口無需利用，因此空置便可，在設(shè)計(jì)過程中需要先用萬用表電壓檔測(cè)量USB接口的VCC端以及GND端口，避免連接電路時(shí)候?qū)㈦娫礃O性接反而造成不必要的后果。（1）電磁繼電器的介紹繼電器是一種電控制器件。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。當(dāng)輸入量（如電壓、電流、溫度等）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，繼電器被所控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開。繼電器具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)。（2）電磁繼電器的原理電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的，（），只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。整個(gè)原理圖(附錄2)中包括MAX232與RS232程序燒寫模塊，單片機(jī)解碼模塊，紅外接收頭模塊，繼電器控制模塊，USB供電模塊，而本設(shè)計(jì)的紅外發(fā)射模塊采用市面上普通的成品遙控發(fā)射器。 USB接口電源 單片機(jī)控制系統(tǒng)電路單片機(jī)接收紅外接收頭輸出的電平信號(hào)產(chǎn)生中斷，處理中斷服務(wù)程序即紅外解碼程序并完成對(duì)繼電器的驅(qū)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)電源開關(guān)控制功能。 繼電器觸控電路采用5V電磁繼電器，在單片機(jī)的I/O口輸出一個(gè)高電平的時(shí)候，將驅(qū)動(dòng)晶體三極管9013導(dǎo)通，使得電磁繼電器的控制線圈通斷形成磁場，可是應(yīng)該在繼電器線圈上加二極管阻斷線圈反電勢(shì)以保護(hù)三極管9013。在整個(gè)硬件設(shè)計(jì)過程中，所遇上的主要問題是如何驅(qū)動(dòng)繼電器工作，由于單片機(jī)的I/O口在直接連接繼電器控制線圈引腳上不足使得繼電器線圈以產(chǎn)生拉動(dòng)彈片的磁場，所以需要對(duì)輸入的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行放大，而在繼電器驅(qū)動(dòng)電路上添加一個(gè)三極管，則可以解決這個(gè)問題。圖中兩個(gè)+5V電源不能為同一個(gè)供電電源，R1R3使用的阻值為1K左右，4引腳接后置電路即可。 循 環(huán) 判 斷 主程序開始初始化中斷繼電器控制程序是否按鍵？紅外解碼程序中斷返回中斷開始 主程序流程