【正文】 STC90C516RD+ ......................................... 8 紅外接收頭 PC838............................................ 9 MAX232 .................................................... 10 USB 接口 ................................................... 11 電磁繼電器 ................................................ 13 硬件系統(tǒng)相關(guān)電路圖 ............................................. 13 系統(tǒng)整體原理圖 ............................................. 14 IV USB 電源系統(tǒng)供電電路 ....................................... 14 單片機(jī)控制系統(tǒng)電路 ........................................ 14 紅外接收頭電路 ............................................. 14 繼電器觸控電路 ............................................ 14 MAX232 程序燒錄電路 ........................................ 16 關(guān)于繼電器驅(qū)動(dòng)的問題 ....................................... 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 相關(guān)程序代碼 ................................................... 20 主程序模塊 ................................................. 20 紅外解碼程序 ............................................... 21 繼電器控制程序 ............................................. 23 所用相關(guān)延時(shí)程序 ........................................... 24 結(jié) 論 .............................................................. 25 參考文獻(xiàn) ........................................................... 26 致 謝 .............................................................. 27 附 錄 1 ............................................................ 28 附 錄 2 ............................................................ 29 1 第一章 緒論 課題背景及其意義 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 （例如汽車油門的大小） 。 特斯拉（ Nikola 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） 。 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，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， 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。 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)的 概念與發(fā)展 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使用的 ,即某種解碼芯片只能識別某種編碼芯片的編碼 ,對其他型號的編碼芯片的編碼則不能識別。 為了解決上述 專用編解碼芯片配對的 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)出的紅外遙控信號經(jīng)紅外接收器 PC838 接收 轉(zhuǎn)化成 TTL 信號后 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， 對其進(jìn)行紅外解碼處理 并 獲得 對后置電路 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)識別的 TTL 電平信號，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)）。 圖 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 ，該 芯片類型的 遙控發(fā)射器成品鍵碼值如圖 。這種遙控碼具有以下特征： 采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的“ 0”；以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的“ 1”，其波形如圖 所示。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”。 紅外解碼思路 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)出的紅外信號后對該信號進(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讀取識別，因此需要先對這些二進(jìn)制碼進(jìn)行解碼。 解碼的關(guān)鍵是如何識別“ 0”和“ 1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“ 0”、“ 1”均以 的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“ 0”為 ,“ 1”為 ,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，程序應(yīng)該等待 9ms 的起始碼和 的結(jié)果碼完成后才能讀碼。就這樣單片機(jī)程序就可以識別遙控器相應(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)。 8 STC90C516RD+ 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。 9 圖 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)識別的 TTL 信號，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 ， 接收紅外信號頻率為 38 kHz,同時(shí)能對信號進(jìn)行放大、檢波、整形，得到 TTL 電平的編碼信號。 紅外一體化接收頭的測試 ：可以 在 PC838 的電源端與信號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，本設(shè)計(jì)采用 電容濾波同樣能 夠滿足設(shè)計(jì)要求 。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 C C C C4 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 ，其連接電路如圖 所示 。 12 （ 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 ，（本設(shè)計(jì)應(yīng)用的 5 引腳電磁繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意如圖 所 示）， 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