【正文】 ，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類(lèi)題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。然而市場(chǎng)上的絕大部分遙控器都是針對(duì)各自特定的遙控對(duì)象所設(shè)置的，不能直接應(yīng)用于通用的智能儀器控制。系統(tǒng)主要包括紅外發(fā)射模塊、接收模塊、存儲(chǔ)模塊。自行編程解碼、顯示，并通過(guò)控制芯片把解出的碼值存儲(chǔ)到E 2PROM—AT24C02中。關(guān)鍵詞：紅外；遙控器；編解碼；E 2PROM.IISimple design of intelligent infrared remote control AbstractThe technology of infrared remote control can bring people39。s daily lives which is used most frequently by people among the intelligent equipment. However, the vast majority of the remotecontroller at the market are designed for their particular remote object which can not be directly applied to generalpurpose intelligent instrument control. For different devices are not patible infrared remote control problems, this design presents a scheme of an intelligent infrared remotecontroller, and can also control at least two appliances. System includes infrared transmitter module, receiver module, storage module. The design uses STC89C54 as the main chip, modulates the transmittion signal to 38KHz, which makes integrated infrared remote receiver HS0038 can receive and calculate the code values by their own programming solutions, and then show up and store the code value into the E2PROMAT24C02 by the controlling chip . Simply and convenient, intelligent patible are all this design’s features.Keywords: Infrared。 codec。在今后的幾年當(dāng)中，與人們的日常生活息息相關(guān)，是人們使用頻率最高的智能化設(shè)備。70年代研制出的紅外遙控技術(shù)，隨著大規(guī)模集成電路和微處理技術(shù)的發(fā)展和成熟，紅外線遙控系統(tǒng)也迅速發(fā)展并得到廣泛的應(yīng)用，特別是在家用電器上的成功應(yīng)用，給人們的工作、生活和娛樂(lè)帶來(lái)了極大的方便，隨著城市居民生活水平的提高，家庭里家用電器的種類(lèi)和數(shù)量逐步增加，與之配套的紅外遙控發(fā)射器也越來(lái)越多。然而市場(chǎng)上的絕大部分遙控器都是針對(duì)各自特定的遙控對(duì)象，不能直接應(yīng)用于通用的智能儀器研發(fā)及其更一般的控制場(chǎng)合。用戶深感不便，并且不兼容問(wèn)題大大影響了遙控器的推廣使用，因而對(duì)智能型紅外遙控器的研究是很有必要的也是很有實(shí)用意義的。本設(shè)計(jì)提出了一種智能遙紅外控器的設(shè)計(jì)方案，并能同時(shí)控制至少兩臺(tái)家電設(shè)備體現(xiàn)出了多功能、兼容性。 課題研究的目的利用單片機(jī)作為主控芯片，結(jié)合紅外遙控用戶碼的設(shè)置，自行設(shè)計(jì)編碼和解碼程序，實(shí)現(xiàn)一個(gè)遙控器控制多臺(tái)設(shè)備。本論文提出了一種智能遙紅外控器的設(shè)計(jì)方案，并能同時(shí)控制至少兩臺(tái)家電設(shè)備體現(xiàn)出了多功能、兼容性。本設(shè)計(jì)中模擬遙控器的功能，要求系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）紅外遙控器的發(fā)送模塊有顯示功能，接收電路使用一體化紅外接收頭HS0038。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3二. 系統(tǒng)概述紅外遙控器的應(yīng)用非常廣泛，是目前日常生活控制中應(yīng)用較多的一類(lèi)產(chǎn)品，并且正越來(lái)越多的應(yīng)用于工業(yè)控制，國(guó)內(nèi)外許多科研單位和技術(shù)公司都在積極研制，目前研制已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且種類(lèi)不斷增多，性能越來(lái)越好，功能也越來(lái)越強(qiáng)大。 國(guó)外發(fā)展概況60 年代初，一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始研究民用產(chǎn)品的遙控技術(shù)，但由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，遙控技術(shù)發(fā)展很緩慢。在遙控方式上大體經(jīng)歷了從有線到無(wú)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。最初的無(wú)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，也易受干擾，因此逐漸采用超聲波和紅外線媒介來(lái)傳輸信號(hào)。較為理想的是光控方式，逐漸采用紅外線的遙控方式取代了超聲波遙控方式，出現(xiàn)了紅外線多功能遙控器，成為當(dāng)今時(shí)代的主流 [3]。信息可以直接對(duì)紅外光進(jìn)行調(diào)制傳輸，例如，信息直接調(diào)制紅外光的強(qiáng)弱進(jìn)行傳輸，也可以用紅外線產(chǎn)生一定頻率的載波，再用信息對(duì)載波進(jìn)調(diào)制，接收端再去掉載波，取到信息。紅外遙控由來(lái)已久,但是進(jìn)入 90 年代,這一遙控技術(shù)又有新的發(fā)展,應(yīng)用范圍更加廣泛。現(xiàn)在約有 120 家以上的廠商支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)。 紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)開(kāi)發(fā)的這種新的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)還得到 PC 機(jī)產(chǎn)業(yè)的有力支持。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4此外，紅外遙控的連通性已用在大多數(shù)新的筆記本計(jì)算機(jī)中，并成為一種最具成本效益和便于使用的無(wú)線通信技術(shù)而問(wèn)鼎市場(chǎng)。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見(jiàn)光。紅外發(fā)光二極管一般有黑色，深藍(lán)，透明三種顏色。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455KHz/12=38KHz。由于其無(wú)法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡(jiǎn)單，只要按給定電路連接無(wú)誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作，可進(jìn)行多路遙控。并且紅外遙控是一種無(wú)線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來(lái)越多的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 [4]。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5三. 智能紅外遙控器的硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分：發(fā)射電路和接收電路。硬件設(shè)計(jì)的好壞是本設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵。還支持 ISP 下載，不用編程器，只要一個(gè) MAX232 和一些廉價(jià)的元件就能寫(xiě)程序，可擦寫(xiě) 10 萬(wàn)次 [5]。其引腳圖如下圖 31 圖31 單片機(jī)引腳圖 紅外發(fā)光二極管紅外發(fā)光二極管實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見(jiàn)光。常用的紅外發(fā)光二極管（如 SE30PH303） ，其外形和發(fā)光二極管 LED相似，發(fā)出紅外光（近紅外線約 ） 。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7為了適應(yīng)不同的工作電壓，回路中常串有限流電阻。直射式指發(fā)光管和接收管相對(duì)安放在發(fā)射與受控物的兩端，中間相距一定距離；反射式指發(fā)光管和接收管并列一起，平時(shí)接收管始終無(wú)光照，只在發(fā)光管發(fā)出的紅外光遇到反射物時(shí)，接收管收到反射回來(lái)的紅外線才工作。一體化紅外線接收頭將紅外發(fā)光二極管，低噪音放大器，限幅器，帶通濾波器，解調(diào)器，以及整形驅(qū)動(dòng)電路等集成在一起。紅外接收頭的主要功能為 IC 化的一種受光元件，其內(nèi)部是將光電二極管（俗稱接收管）和集成 IC 共同組合封裝而成，其 IC 設(shè)計(jì)主要以類(lèi)比式控制，一班可以接收850~1100nm 波段的紅外光，其中主要以接收 940nm 為主。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。紅外接收二極管一般有 圓形和方形兩種。但在使用時(shí)注意成品紅外接收頭的載波頻率。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取 12，所以 455KHz247。也有一些遙控系統(tǒng)采用36KHz、40KHz、56KHz 等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來(lái)決定。HS0038 黑色環(huán)氧樹(shù)脂封裝，不受日光、熒光燈等光源干擾，內(nèi)附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高。它能與 TTL、COMS 電路兼容 [6]。它接收紅外信號(hào)頻率為 38 KHz,周期約 26 μs，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)。外觀圖及引腳圖如圖 32 所示。主要特點(diǎn)就是它具有體積小、功耗低、靈敏度高、無(wú)需外部元件等。它通過(guò) SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時(shí)鐘線 )兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件：不管是單片機(jī)、存儲(chǔ)器、LCD 驅(qū)動(dòng)器還是鍵盤(pán)接口。時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線上的任何變化，都將被看做是總線的起始或結(jié)束信號(hào)。CPU 不僅能通過(guò)指令將某個(gè)功能單元電路掛靠或脫離總線，還可對(duì)該單元的工作狀況進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件系統(tǒng)的既簡(jiǎn)單又靈活的擴(kuò)展與控制。當(dāng)某個(gè)器件向總線上發(fā)送信息時(shí)，它就是發(fā)送器(也叫主器件)，而當(dāng)其從總線上接收信息時(shí)，又成為接收器(也叫從器件) 。I 2C 總線的控制完全由掛接在總線上的主器件送出的地址和數(shù)據(jù)決定?？偩€上主和從(即發(fā)送和接收)的關(guān)系不是一成不變的，而是取決于此時(shí)數(shù)據(jù)傳送的方向。當(dāng)總線空閑時(shí)，兩根線都是高電平。I 2C總線的數(shù)據(jù)傳送速率在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下為 100kbit/s，在快速方式下，最高傳送速率可達(dá)400kbit/s。SCL 線上由高電平到低電平的跳變將影響到這些器件，一旦某個(gè)器件的時(shí)鐘信號(hào)下跳為低電平，將使 SCL 線一直保持低電平，使 SCL 線上的所有器件開(kāi)始低電平期。當(dāng)所有器件的時(shí)鐘信號(hào)都上跳為高電平時(shí)，低電平期結(jié)束，SCL 線被釋放返回高電平，即所有的器件都同時(shí)開(kāi)始它們的高電平期。這樣就在 SCL 線上產(chǎn)生一個(gè)同步時(shí)鐘。（3）總線競(jìng)爭(zhēng)的仲裁總線上可能掛接有多個(gè)器件，有時(shí)會(huì)發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)主器件同時(shí)想占用總線的情況。I 2C 總線具有多主控能力，可以對(duì)發(fā)生在 SDA 線上的總線競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行仲裁，其仲裁原則是這樣的：當(dāng)多個(gè)主器件同時(shí)想占用總線時(shí)，如果某個(gè)主器件發(fā)送高電平，而另一個(gè)主器件發(fā)送低電平，則發(fā)送電平與此時(shí) SDA 總線電平不符的那個(gè)器件將自動(dòng)關(guān)閉其輸出級(jí)。首先是地址位的比較，如果主器件尋址同一個(gè)從器件，則進(jìn)入數(shù)據(jù)位的比較，從而確保了競(jìng)爭(zhēng)仲裁的可靠性 [8]。 E2PROM:24C02 芯片AT24C02 是美國(guó) ATMEL 公司的低功耗 CMOS 串行 E2PROM，特點(diǎn)及其引腳介紹如下。它的容量是 256 個(gè)字節(jié)（00h～0ffh） ，有 AAA0 三位地址，可見(jiàn) I2C 總線上可以連接 8 片 AT24C02，它的尋址字節(jié)是 1010 A2A1A0 R/W[9]。用單片機(jī)的 腳作為串行時(shí)鐘線，用 腳作串行數(shù)據(jù)線。顯然，接收電路及 CPU 也是與遙控器的編碼一起配套設(shè)計(jì)的。用電信號(hào)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管，將電信號(hào)變成光信號(hào)發(fā)射出去，這就是紅外光，波長(zhǎng)范圍在 840nm 到 960nm 之間。紅外線發(fā)射管通常的發(fā)射角度為 3045 度之間，角度大距離就短，反之亦然。對(duì)于遙控器涉及到如下幾個(gè)主要問(wèn)題：1. 遙控器發(fā)出的編碼信號(hào)驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射管，必須發(fā)出波長(zhǎng)范圍在 940nm 左右的紅外光線，因?yàn)榧t外線接收器的接收二極管主要對(duì)這部分紅外光信號(hào)敏感，如果波長(zhǎng)范圍不在此列，顯然無(wú)法達(dá)到控制之目的。正因?yàn)橛羞@一物理基礎(chǔ)，多合一遙控器才有可能做成。此外還有480KHz（40k ）、440KHz（37k）、432KHz（36k）等規(guī)格，也有 200k 左右的載波，用于高速編碼。顯然這是多合一遙控器應(yīng)該滿足的第二個(gè)物理?xiàng)l件。3. 一個(gè)設(shè)備受控，除了滿足上面提到的兩個(gè)基本物理?xiàng)l件外，最重要的是變化多種多樣的當(dāng)然應(yīng)該是遙控器發(fā)出一串二進(jìn)制編碼信號(hào)了，這也是不同的遙控器不能相互通用的最主要原因。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，很多公司開(kāi)發(fā)家電設(shè)備的遙控子系統(tǒng)時(shí)還不采用通用的編碼芯片，而是用通用的單片機(jī)隨心所欲地自編一些編碼，這就使通用遙控的問(wèn)題更加復(fù)雜化了?？蛻舸a設(shè)計(jì)的最初本意就是為了不同的設(shè)備可以相互區(qū)分互不干擾。5. 采用同樣的編碼芯片、同樣的用戶碼下，也不能意味著一定可以通用，因?yàn)閷?duì)命令碼的分配與使用上，仍然是沒(méi)有固定的模式可以遵循，遙控器編碼芯片簡(jiǎn)單的支持?jǐn)?shù)十種命令碼，多的上千種，但遙控器往往只有數(shù)十個(gè)鍵，甚至只有幾個(gè)鍵，如何從中選取這數(shù)十個(gè)鍵，這些鍵如何分配使用，不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師都自搞一套，這樣一來(lái)事情就更復(fù)雜化了。遙控編碼方式涉及很多方面，首先是數(shù)字 0 和 1 的表示；其次是幀結(jié)構(gòu)（引導(dǎo)碼和結(jié)束碼，客戶碼和命令碼長(zhǎng)度及發(fā)送方式）；再次是幀間結(jié)構(gòu)（僅發(fā)一次還是反復(fù)多次，多幀交替發(fā)送，幀間間隔變化）；最后是載波頻率，以 38KHz 居多，也有 40KHz 甚至 200KHz 等特殊載波。同一個(gè)設(shè)備碼下也就是同一個(gè)遙控器不同的按鍵則用命令碼來(lái)表示。通常紅外遙控使用專(zhuān)門(mén)配對(duì)編碼，解碼芯片，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，因此不同的遙控器沒(méi)有互換性，造成使用場(chǎng)合有多個(gè)遙控器，用戶深感不便。 紅外遙控器組成通用紅外遙控器由發(fā)射和接收兩大部分組成。 紅外遙控器的框圖遙控 器操作 鍵盤(pán)S T C 8 9 C 5 4遙控器