基于单片机的红外遥控器的设计.doc

1、毕业设计（论文）任务书题目： 基于单片机的红外遥控器的设计 学生姓名： 赵东山 班级： 电气 6 班 学号： 13230637 题目类型： G 指导教师： 李峰 一、 设计参数设计背景：随着社会经济的飞速发展，人民生活水平的逐步提高，家用电器的普及率逐年增大，家用电器的种类不断变多。由于各种设备都自带遥控器，而且不同的设备所遵循的红外遥控规则也不尽相同，操纵这些设备得使用各种遥控器，给使用者带来了诸多不便。万能学习型遥控器技术的产生，尤其是学习型遥控器，很好的解决了这一问题。主要内容：1进行系统主电路的设计和控制电路的设计。2主设备的选择和具体型号的确定、电器元器件选型以及具体型号的确定, 各

2、类导线的选择及布线的设计；3系统控制要求：该系统是基于 AT89C52 单片机的学习型红外遥控器；通过接收电路接收红外遥控器发送过来的红外遥控信号； 经过存储电路存储红外遥控信号；通过键盘电路和发送电路实现遥控家用电器的功能。具有通用性。二、 设计（论文）任务及要求任务：1. 熟悉题目要求，通过查阅相关科技文献,初步拟定设计方案;2. 对所选方案论证与确定、并进行技术经济分析；3. 用 1 号图纸绘出详细的主回路电路图和控制电路图；4. 对装置及电器元件的选型要有详细的计算书；5. 列写详细的硬件清单；6. 编写控制软件；7. 详细的设计说明书，字数要求： 20k25k 字；8. 翻译一篇与自

3、己所学专业或设计有关的英文资料， （英译汉） 20k 字符左右。工作量：1. 开题报告（不少于 2k 字） ；2. 设计说明书（不少于 60 页，约 20k25k 字左右） ；3. 图纸(手工绘制)两张，英文翻译一份；4.中文摘要（中文摘要约 200 字，35 个关键词） ；5. 外文资料翻译（约 5000 汉字） 。考勤、纪律及注意事项：毕业设计期间要求学生要有端正的工作态度，不迟到，不早退，遵守毕业设计纪律，认真做好各原始数据的记录与保管，做好毕业设计日志，及时加以分析整理，发现问题并解决问题，认真完成设计任务。三、 各阶段时间安排设计内容 周数了解设计内容、要求、任务，熟悉设计题目 0.

4、5 周收集与设计相关的文献、技术资料 0.5 周调研、实习（穿插在设计中进行） 机动初步完成主电路设计 1 周设计控制电路、软件框图 1 周完成控制电路设计和软件程序框图 0.5 周编写程序 1.5 周完成软件设计，整理元器件清单 0.5 周绘制电路图、软件框图，整理软件清单 1 周完成主电路图、控制电路图、流程图绘制 1.0 周完成毕业设计说明书 1.0 周完成英文文献翻译 0.5 周修改毕业设计说明书、答辩 0.5 周注：机动 0.5 周四、 主要参考资料1施伟.基于单片机学习型遥控器的设计：本科学位论文.武汉，武汉大学自动化系，2011.2李晋，王玲.学习型遥控器设计.电子测量技术，20

5、06.16(1):93-95.3宋瑞，刘华珠，林树涛，等.一种新型自学习型红外遥控器设计.东湾理工学院学报，2011.33(3):61-62.4高恭娴.低成本学习型红外遥控器的设计.低压电器，2009.37(22):64-67.5张彬杰. 22 个元件做出学习型遥控器.无线电，2010.25(8):81-83.6沈晓晖， 李伟. 学习型遥控器全接触.中国有线电视，2011.47(2):27-28.7 Faura F，Garcia A，Estrems MFinite Element Analysis of Optimum Clearance in The Blanking ProcessJJ 0

6、f Material Processing Technology，1998，80（81）：1211258 http ：/ / www. 51kaifa. com / jswz.9顾晓红. 学习型遥控器中的码型识别.电子与封装，2009.45(10):11-13.10丁家峰，李新梅，许雪梅，等.集成收发式学习型遥控器的设计.微计算机信息设计，2008.23(32):86-88.11吴文佳.语音录放电路在只能学习型遥控器中的应用.电子元器件应用，2004.15(12):53-57.12催俊生.数字电视机顶盒的使用常识.中国有线电视：2011.38(9): 19-22.注：1.本表一式二份，一份由学

7、生装订入册，一份教师自留。摘 要红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控方式，由于其具有结构简单、体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而广泛应用于彩电、空调机、CDVCD、录像机家用电器设备及其工业控制中。随着现在人们生活中家电日益增加的需要，使用红外遥控器也越来越频繁。因为各种红外遥控器编码格式不同，使得各种红外遥控器不能兼容。经常需要更换遥控器，这也给人们生活带来了不便。单片机的迅速发展使这一问题得到了很好的改善。在此设计一种以 AT89C52 单片机为核心的学习型红外遥控器，通过测量红外一体化接收头输出信号，并原样地记录其输出脉冲宽度，然后保存在单片机中，最后利用单片定时器中断产生

8、 38 kHz 载波信号，以软件代替了硬件，节约了资源。该学习型红外遥控器能成功地学习各种红外遥控设备的编码，并通过 38 kHz 载波发送学习到的记忆信号。实现了对各种各样红外遥控的学习，从而实现了真正的自学习遥控。关键词：红外；遥控；学习型；AT89C52ABSTRACTInfrared remote control is the most widely used means of a communication and remote control, due to its simple structure, small size, low power consumption, stron

9、g function, low cost, and therefore widely used in color TV, air conditioning, CD / VCD, VCR household appliances and industrial control equipment. With people now living in the growing need for home appliances, use infrared remote control is also increasingly frequent. Because of various different

10、encoding format infrared remote control, making all kinds of infrared remote control can not be compatible. Often need to replace the remote control, which brings inconvenience to peoples lives. SCM has been developed rapidly so that this problem has been well improved.In this design a kind of learn

11、ing as the core AT89C51 infrared remote control, first by measuring the output signal of Integrated IR receiver head, and stood to record the output pulse width, and then stored in the SCM, Finally, single-chip timer interrupt to generate 38 kHz carrier signal， the software instead of hardware, savi

12、ng resources. The learning IR remote control can be successful in learning a variety of infrared remote control device codes and send the signals have been stored by 38KHz carrier. Achieved on a variety of learning IR remote control, Therefore, to achieve true self-learning remote control.Keyword：in

13、frared ；remote control ；learning；AT89C52目 录摘 要 .IABSTRACT.II1 绪 论 .11.1 课题研究背景 .11.2 课题研究的发展现状 .11.3 课题研究的意义 .21.4 课题研究的内容 .2第 2 章 学习型红外遥控的原理 .42.1 红外遥控系统概述 .42.2 红外遥控调制原理 .42.3 红外遥控发射原理 .42.4 红外遥控接收原理 .6第 3 章 红外遥控系统方案设计 .83.1 设计 性能指标 .83.2 硬件方案设计 .83.3 软件方案设计 .8第 4 章 红外遥控的硬件设计 .104.1 硬件的选择 .104.1.1

14、 红外接收装置的选择 .104.1.2 红外发射装置的选择 .124.1.3 单片机的选择 .134.2 红外遥控电路设计 .194.2.1 接收部分电路 .194.2.2 发射部分电路 .19第 5 章 系统软件的设计 .215.1 主程序的设计 .215.2 遥控码读入程序的设计 .215.3 遥控码发送程序的设计 .235.4 初始化程序和延时程序 .23第 6 章 红外遥控的调试与仿真 .256.1 软件部分的仿真 .256.2 硬件电路部分的仿真 .266.3 硬件电路的调试 .28第 7 章 结论与展望 .34致谢 .35参考文献 .36附录 .37附录一 .37附录二 .38附录

15、三 .391 绪论1.1 概述60 年代初，一些发达国家开始研究民用产品的遥控技术，但由于受当时技术条件的限制，遥控技术发展很缓慢。70 年代末，随着大规模集成电路和计算机技术的发展，遥控技术才得到快速的进步。在遥控方式上大体经历了从高成本的有线到成本低廉控制方便的无线控制。无论采用何种方式，准确无误传输信号，最终达到满意的控制效 果是非常重要的。最初的无线遥控装置大多采用的是电磁波传输信号，由于电磁波容易产生干扰，也易受到外界干扰，因此逐渐采用超声波和红外线媒介来传输信号。与红外线相比，超声传感器频带窄，所能携带的信息量少，易受干扰而引起误动作。较为理想的是光控方式，逐渐采用红外线的遥控方式

16、取代了超声波遥控方式，出现了红外线多功能遥控器，成为当今时代的主流。由于红外线在频谱上居于可见光之外，所以抗干扰性强，且安全。红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。具有光波的直线传播特性，不易产生相互间的干扰，是很好的信息传输媒体。信息可以直接对红外光进行调制传输，例如，信息直接调制红外光的强弱进行传输，也可以用红外线产生一

17、定频率的载波，再用信息对载波进调制，接收端再去掉载波，取到信息。从信息的可靠传输来说，后一种方法更好，这就是我们今天看到的大多数红外遥控器所采用的方法。红外遥控技术在这十年来得到了迅猛发展，尤其在家电领域如彩电、DVD、空调、玩具等，也在其它电子领域得到广泛应用，随着人们生活水平的提高，对产品的追求是使用更方便、更具智能化，红外遥控技术正是一个重点的发展方向。红外线是波长在 760nm 至 1mm 之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外线，波长在 0.76um 至 3.0um 之间。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用的近红外

18、线传输技术。但作为无线局域网的传输方式，红外线方式的最大优点是不受无线电干扰，且它的使用不受国家无线管理委员会的限制。红外数据协会（IRDA）成立后，为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在 850 至 900nm 之内。1.2 课题设计目的及意义随着社会经济的飞速发展，人民生活水平的逐步提高，家用电器的普及率逐年增大，家用电器的种类不断变多。由于各种设备都自带遥控器，而且不同的设备所遵循的红外遥控规则也不尽相同，操纵这些设备得使用各种遥控器，给使用者带来了诸多不便。万能学习型遥控器技术的产生，尤其是学习型遥控器，很好的解决了这一

19、问题。遥控器是由高产的发明家 Robert Adler 在五十年代发明的。而红外遥控是 20 世纪70 年代才开始发展起来的一种远程控制技术，其原理是利用红外线来传递控制信号，实现对控制对象的远距离控制，具体来讲，就是有发射器发出红外线指令信号，有接收器接收下来并对信号进行处理，最后实现对控制对象的各种功能的远程控制。红外遥控具有独立性、物理特性与可见光相似性、无穿透障碍物的能力及较强的隐蔽性等特点。因此，本次课题研究试着设计一种以单片机为核心的学习型红外遥控器。通过此设计可以提高我们对专业知识的运用能力，让我们把在大学四年中所学到的专业知识真正的运用到实践当中。在设计过程中使我们能够把专业知

20、识系统的，有条理的连接起来，并且结合红外通信的相关知识，合理的运用。该红外遥控器可以很好地学习市面上流行的各种遥控器的红外遥控编码，并且能够学习和控制各种不同类型的红外遥控设备。不但实现了一台遥控器控制多种设备，同时也给人们日常生活中遥控红外家用电器时带来方便，具有很大的现实意义。1.3 国内外研究现状及发展趋势目前国外（主要是欧美市场）的遥控器几乎都是多功能遥控器，它们能够控制全球的绝大部分的视频设备甚至包括空调器。这些遥控器一般由 MCU 进行控制，其价格一般都比较贵，达上百美金。值得一提的是，目前全球的遥控器的 80%是由中国大陆代工贴牌生产的，但关键芯片是别人的。国外的遥控器主要通过超

21、市等渠道进行销售，消费者可以根据自己的需要进行选择。红外遥控的特点是不影响周边环境的、不干扰其他电器设备。价格低廉，编码简单，近距离的遥控使用红外遥控非常有优势。由于红外一体化接收头的出现，大大降低了红外遥控的成本和技术难度，目前不仅在家电领域，在玩具、安防等领域也有广泛的应用。红外遥控系统主要由红外遥控发射装置、红外接收设备、遥控微处理机等组成。因此，遥控系统是一涉及单片机的数字系统。红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。

22、现在工业设备中，也已经广泛在使用。在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。因此，现在红外遥控在家用电器、室内近距离遥控中得到了广泛的应用。现有的自主学习型红外遥控器，其核心 MCU 主要有以下几种：MCS-51 系列、Microchip PIC16 系列、 Winbond W741 系列、Holtek HT48 系列以及

23、ARM（Advanced RISC Machines）系列。目前国内外比较成熟的产品主要有：1、BREMAX 公司的 NRC-304 网络多功能遥控器，特点：联机自学习、脱机自学习两种模式，具有 USB 扣，通过 INTERNET 登录 BREMAX 网站下载相应型号加点的遥控器编码，兼容各种品牌和型号。2、Sunwave 公司的 SRC1600，特点：具有巨集设定功能，单一按键巨集设定课记忆多达 60 个指令，具备红外学习功能，具有 USB 接口，课预设遥控编码和升级系统。3、罗技 Harmony 1100，特点：黑色铝合金外壳，305 英寸的触屏，用户可以根据具体情况添加或者删除屏幕上的功

24、能键，设备能通过 USB 联机，获取罗技在线数据库配置文件。4、上海慧居智能电子的 HJ-JYWC,它的主要特点为:触屏按键组合输入；具有红外学习功能；具有载波频率识别功能,能准确识别各种复杂的红外代码。目前国内红外遥控电子元器件的竞争很激烈，导致了价格的低廉，表面上有利于消费者，可是长期恶性竞争，互相压价格，必将导致产品质量的下降，最终损害的只能是消费者。红外遥控的前景依然看好，不过红外遥控的现状不容乐观。红外遥控是单工的红外通信方式，整个通信中，需要一个发射端和一个接收端。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收端普遍采用价格便宜，性能可靠的一体化红外接收头接收红外信号，它同时对信号进行放大、检波、整形，得到 TTL 电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并控制相关对象。