【正文】 .............................................22參考文獻 .....................................................................................................................38基于單片機的電器遙控器的設(shè)計前言當前社會是信息化高速發(fā)展的社會，隨著社會的發(fā)展，中國的電器市場也在不斷的發(fā)展，不斷的更新交替，從剛開始的黑白電視機，到現(xiàn)在的液晶電視等等，還有不斷出現(xiàn)在市場的新型電器，比如從前沒有的空調(diào)，電腦等，這些電器的出現(xiàn)，無疑給中國的電器帶來了商機，也給中國的百姓帶來了方便，為了滿足廣大消費者的需求，電器遙控器的產(chǎn)生也是具有一大重要的意義，而將單片機融入到遙控器中也是一大突破，有了單片機的電器遙控器，對電器的操作將更加的簡潔化。70 年代末，隨著大規(guī)模集成電路和計算機應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，遙控技迎來了快速發(fā)展時期。電磁波來傳輸信號是最開始的時無線遙控裝置所采用的，它具有的最大缺點，科技總是不斷地進步，后來以紅外線和超聲波為媒介進行信號傳輸就慢慢被采用。慢慢的紅外線的遙控應(yīng)運而生，當今時代的主流也即是紅外線多功能遙控器。這就是把紅外線作為載體的遙控形式。紅外線遙控是利用波長在 之間的紅外線來傳遞控制信號的。而且，紅外線的波長很小很小，因此，紅外遙控不會使其他電器受到干擾，也不會影響近鄰的無線電設(shè)備。因為使用紅外線遙控器件的時候，它的功耗很小，外圍線路非常簡單，工作電壓很低，所以它在日常工作生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。缺點：紅外線遙控距離較短；紅外 LED 不是十分耐用；兩個設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，中間不能有阻擋物；紅外線遙控是一種視距傳輸技術(shù)，采用點對點的連接具有方向性。為了提高對紅外遙控產(chǎn)品的開發(fā)效率，重點介紹該套紅外遙控編碼分析儀，它好像一臺示波器，利用最先進的電腦技術(shù)，對紅外遙控信號進行分析，顯示出詳盡的編碼、解碼，數(shù)據(jù)信息，使開發(fā)人員對編、解碼情況一看便知，從而使設(shè)計人員提高了工作的效率，增加了產(chǎn)品的可靠性，穩(wěn)定性。因為各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量專用于紅外遙控的集成電路，需要的時候按圖索驥即可。伴隨著大量出現(xiàn)的紅外光電器,紅外遙控在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來越廣泛了。在多路控制的紅外發(fā)射部分一般會設(shè)置有多個按鍵，每個按鍵對應(yīng)有不同的控制功能。接收端有五種輸出狀態(tài)，分別是：數(shù)據(jù)形式、脈沖形式、自饋形式、電平形式、互鎖形式。一般情況下，為了以后適時地來取數(shù)據(jù)，接收端在具有幾位數(shù)據(jù)輸出外的基礎(chǔ)上，還有一位“數(shù)據(jù)有效”輸出端。當按發(fā)射端按鍵時，接收端對應(yīng)輸出端輸出一個“有效脈沖”就叫做“脈沖”輸出，它的寬度一般在 100ms 左右。有時亦稱這種輸出形式為“反相” 。“互鎖”輸出是指多個輸出互相清除，在同一時間內(nèi)只有一個輸出有效。2 總體設(shè)計方案的論證和選擇 方案一使用由常規(guī)集成電路組成的單通道紅外遙控電路，一般用字不需要多路控制的場合，它不需要使用較貴的專用編譯碼器，因此成本較低。 紅外接收部分結(jié)構(gòu)圖一個電路對其進行解調(diào)并產(chǎn)生相應(yīng)的控制功能之時，就是紅外接到控制頻率之時。a. 紅外發(fā)射部分：產(chǎn)生震蕩頻率紅外發(fā)射紅外接收解調(diào)控制受控電器單片機遙控按鈕紅外發(fā)射 紅外發(fā)射部分結(jié)構(gòu)圖當紅外發(fā)光二極管發(fā)射控制脈沖，就是按下遙控按鈕的時，單片機產(chǎn)生的相應(yīng)的控制脈沖。 方案三使用單片機制作一個紅外電器遙控器，可以分別控制一個電燈開關(guān)和 5 個電器的電源開關(guān)，而且可以對電燈調(diào)光控制。b. 紅外接收部分結(jié)構(gòu)如圖 所示：單片機紅外接收控制方式選擇開關(guān)單片機按鍵控制紅外發(fā)射單片機顯示受控電器電源開關(guān)受控電器圖 紅外接收部分結(jié)構(gòu)圖紅外接收器接收到控制脈沖后，經(jīng)過單片機的處理由顯示設(shè)備顯示出當前受控電器的序號，并且判斷是否對電燈進行調(diào)光，如果判斷出需調(diào)光則經(jīng)調(diào)光電路反應(yīng)后實現(xiàn)調(diào)光功能。方案二雖然可以控制多個電器，但是控制功能太過單調(diào)，只能實現(xiàn)對電器開關(guān)的控制，實用價值不是很大；方案三不但可用控制鍵來實現(xiàn)對電器的控制，而且可對一路電燈進行亮度控制，方便實用。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 發(fā)送部分設(shè)計 單片機選擇本設(shè)計可以用 AT89C－51，C－31, 羚羊單片機等多種單片機來實現(xiàn)。本設(shè)計程序比較簡單，功能也較少，如果用羚羊單片機太過麻煩，有點大材小用，而且本設(shè)計所用到的輸入輸出端口也不是太多，所以我決定用 AT89C－51 單片機來完成本設(shè)計，不但方便而且實用。該單片機采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 主要特性：全靜態(tài)工作：0Hz24Hz4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器數(shù)據(jù)保留時間：10 年與 MCS51 兼容5 個中斷源三級程序存儲器鎖定128*8 位內(nèi)部 RAM兩個 16 位定時器/計數(shù)器32 可編程 I/O 線片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 XTAL1 是反向放大器的輸入，XTAL2 是反向放大器的輸出。當采用外部時鐘源驅(qū)動器件時，XTAL2 應(yīng)該不接，當有余輸入到內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬沒有任何要求，但是必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。兩種方式分別如圖 1 所示: 圖 時鐘方式圖 芯片擦除：三個鎖定位和整個 PEROM 陣列的電擦除可以通過正確的控制信號組合并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。此外，AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下形成靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU 停止工作，但定時器，RAM，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 按鍵控制選擇因為本設(shè)計所控制的電器數(shù)目比較少，所以不用外接擴充鍵盤，直接使用單片機上的接口，用 8 個點觸式開關(guān)就可以了。 遙控發(fā)射器電路設(shè)計這個遙控發(fā)射器采用碼分制遙控方式。在確定使用 AT89C51 作為本設(shè)計發(fā)射電路核心芯片和點觸式開關(guān)作為控制鍵后，加上 12M 晶體震蕩器和一個簡單紅外發(fā)射電路便可實現(xiàn)紅外發(fā)射。其中 實現(xiàn)對發(fā)光二極管的減暗控制， 實現(xiàn)對發(fā)光二極管的增亮控制,端口 RST 為復(fù)位腳,采用簡單的 RC 上復(fù)位電路。 晶體三極管在電路中起放大作用，該設(shè)計采用的是一個 NPN 型的三級管 9013，為了得到更大的放大倍數(shù)，采用了共射級接法。 接收部分設(shè)計 單片機的選擇和發(fā)射部分是一樣的,該設(shè)計所用到的輸入輸出端口不是很多 ，所以用 AT89C－51單片機完全可以完成該設(shè)計，而且 AT89C51 方便實用的性能比其他同類芯片更適合于本設(shè)計。但是它們也是各有各的特點：LED 接口很簡單，不需要使用專用的驅(qū)動程序，而且在設(shè)計程序時也十分的簡單；LCD 顯示的字較為豐富，也相當清楚，給人的感覺很好，但是它的接口很復(fù)雜，而且要自己造字庫，難度很高。下面就介紹一下 LED 顯示器的引腳和結(jié)構(gòu)用發(fā)光二極管來顯示字段的器件叫 LED 顯示器，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中一般用七段顯示器。圖 中是七段顯示器的結(jié)構(gòu)，由八個發(fā)光二極管組成一個顯示器，其中有七個發(fā)光二極管控制 a～g 七段的暗或亮，最后一個發(fā)光二極管控制一個小數(shù)點的暗或亮。圖 LED 引腳圖LED 有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種顯示方式。如共陰極 LED 顯示器，當 a,b,c,d,e,f 為高電平，g,d，p 為低電平時，高電平的引腳恒定截止，顯示器顯示“0” 。在靜態(tài)顯示方式時，顯示器中的各位是相互獨立的，且各位的顯示字符一旦確定以后，相應(yīng)鎖存輸出就會維持不變，因此，靜態(tài)顯示的亮度比較高。動態(tài)顯示方式動態(tài)顯示方式一般用在多位 LED 顯示時，是為了節(jié)省 I/O 口線，降低成本。顯示器的亮度不但與點亮和熄滅的時間比例有關(guān)，而且與導(dǎo)通電流有關(guān)。這種動態(tài)顯示方式就是將七段 LED 顯示器的所有段選位并聯(lián)在一起，由一個 8 位 I/O 口控制，相應(yīng)的 I/O口控制相應(yīng)的共陽極或共陰極，從而實現(xiàn)各位顯示器的分時選通。由于單片機 I/O 口有限，而靜態(tài)顯示需要占用大量的接口。如果是需要顯示的數(shù)碼管實在是太多，則還可以在數(shù)碼管和單片機之間加上譯碼器來進一步減少口子的數(shù)目。無觸點且輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點，因而在各種電子設(shè)備上得到廣泛的應(yīng)用。光電耦合器的種類較多,但在家電電路中,常見的只有 4 種結(jié)構(gòu):第一類,為發(fā)光二極管與光電晶體管封裝的光電耦合器,結(jié)構(gòu)為雙列直插 4 引腳塑封,內(nèi)部電路見表一,主要用于開關(guān)電源電路中。 第三類,為發(fā)光二極管與光電晶體管(附基極端子)封裝的光電耦合器,結(jié)構(gòu)為雙列直插 6 引腳塑封,內(nèi)部電路見表一,主要用于 AV 轉(zhuǎn)換音頻電路中。因為本設(shè)計所用到的調(diào)光功能僅僅是調(diào)節(jié)電燈的亮暗，所以無需使用復(fù)雜的調(diào)光控制系統(tǒng)，可直接使用一個光電藕合器，來實現(xiàn)此功能。紅外遙控接收器的接收過程如圖 所示：圖 紅外遙控接收器的接收過程圖從上可知，紅外遙控系統(tǒng)中的檢出電路和指令信號在碼分制系統(tǒng)中由解碼電路和編碼電路構(gòu)成，由于碼分制系統(tǒng)編碼脈沖的頻率非常低，是超低頻，因此要有調(diào)制和解調(diào)的過程，假如不用調(diào)制與解調(diào)電路，外界的光線變化可能會對接收電路產(chǎn)生干擾，從而形成誤動作，導(dǎo)致系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性難以得到保證。當按下不同的指令鍵時，指令信號電路產(chǎn)生不同脈沖編碼，然后經(jīng)過調(diào)制電路調(diào)制，變?yōu)榫幋a脈沖調(diào)制信號，再經(jīng)過驅(qū)動電路驅(qū)動紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光信號。智力指令信號檢出電路是和發(fā)射器中編碼電路相對應(yīng)的譯碼電路，它會將指令信號譯出。設(shè)計電路圖如圖 :紅外接收前置放大解調(diào)指令解碼記憶驅(qū)動執(zhí)行圖 設(shè)計電路圖我們用芯片端口 — 與數(shù)碼管的 a—h 這 8 個引腳對應(yīng)相連，用來顯示被控發(fā)光二極管的序號。其中可調(diào)節(jié)亮度的燈用接端口 的二極管。設(shè)計電路圖如圖 所示:圖 受控電器電源開關(guān)設(shè)計電路圖 調(diào)光電路設(shè)計晶體三極管主要是放在放大電路中用來放大作用，本設(shè)計采用的是一個 9012 三極管，為了得到更大的放大倍數(shù)，采用了類似于共射級的接法。對于調(diào)光控制就采用一個光電耦合器來實現(xiàn)對一路電器的亮度控制。 遙控接收器電路原理圖下圖 為本紅外遙控設(shè)計的另一核心部分接收電路原理圖，其中數(shù)碼管的a 到 h 這 8 個引腳與芯片端口 到 對應(yīng)相接，用來顯示被控發(fā)光二極管的序號，端口 到 與 6 個發(fā)光二極管的電源控制輸出