1、 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文） 题 目 学 习 型 红 外 线 遥 控 器 班 级 机 电 0906 姓 名 修 丘 淇 指导教师 张 国 同 河南工业职业技术学院机电工程系毕业设计 摘要 学习型红外线遥控器，通过自学习而拥有对多台电器的遥控功能。该遥控器有两种状态：学习状态和控制状态。处于学习状 态时，使用者每按一个控制键红外接收电路就开始接收外来红外信号，并将其转换为电信号，然后经过检波、整形、放大，再由单片机定时对其采样，将每个采样点的二进制数据以 8 位为一个单位，分别存放到指定的存储单元中去，供以后对
2、该设备控制使用；处于控制状态时，使用者每按一个控制键单片机从指定的存储单元中读取二进制数据，串行输出（位和位之间的时间间隔等于采样的时间间隔）给信号保持电路，同时由调制电路进行信号调制，将调制信号经放大后，由红外线发射二极管进行发射，从而实现对该键对应设备功能的控制。 关键词 ：学习型 ,红外线遥控器 ,学习状态 ,控制状态 ,AT89S52 Abstract Learning type infrared remote control, by self learning and have multiple electrical appliances remote control functio
3、n. The remote controller has two states: learning state and control state. In the learning state, every user according to a control key and infrared receiving circuit began to receive foreign infrared signal, and converts it to an electrical signal, and then after demodulation, shaping, amplificatio
4、n, and then by the timing of the sampling, every sampling point binary data in 8 as a unit, respectively, to store the specified storage unit, for later on the equipment to control the use of; in the control mode, the user each press of a control key chip from the designated memory unit reading bina
5、ry data, serial output ( and between the time interval is equal to the sampling time interval ) to the signal holding circuit, at the same time by modulation circuit signal modulation, the modulation signal is amplified by the infrared emitting diode, transmitting, thus realizes to the keys correspo
6、nding to device function control. Key words: learning, infrared remote control,learning control, AT89S52 河南工业职业技术学院机电工程系毕业设计 目 录 1 课题综述 . 1 1.1 课题来源及意义 . 1 1.2 课题研究背景 . 1 1.3课题研究意义 . 1 1.4 预期目标 . 1 1.5 面对的问题 . 2 1.6 需解决的关键技术 . 2 2 系统分析 . 3 2.1 涉及的基础知识 . 3 2.2 解决问题的基本思路 . 3 2.2.1 AT89S52单片机的基本知识 . 3
7、2.2.2 单片机的发展趋势 . 4 2.2.3 对于抗干扰能力的解决 . 5 2.3 总体方案 . 9 2.4 功能模块框图 . 10 3 系统设计 . 11 3.1电路原理图 . 11 3.2实现方法 . 12 3.3 详细流程图 . 12 4 代码编写 . 13 河南工业职业技术学院机电工程系毕业设计 4.1 AT89S52 单片机与各模块电路的连接端口分配 . 13 4.2 复位电路的设计 . 13 4.3 按键电路设计的实现 . 14 4.4 中断程 序的实现 . 15 4.4.1 定时器中断 T1 的服务程序 . 15 4.4.2 外中断 0 的服务程序 . 16 4.5 主函数的
8、实现 . 17 5 系统调试 . 18 6 总 结 . 19 参考文献 . 20 1 课题综述 1.1 课题来源及意义 目前，人们的物质文化生活水平日益提高，各种各样的家用电器走进了千家万户，其中，大多数的家用电器都有各自不同的遥控器，人们常常为了控制某台电器到处寻找其对应的遥控器，这 样就给人们的生活带来了很多步便。为了解决这个问题，笨项目提出了一个多功能遥控器的设计方案：该遥控器可以通过自学习而拥有对多台电器的遥控功能，既省时又省力，从而使人们免除同时面对众多遥控器的苦恼。 1.2 课题研究背景 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
9、本低等特点，因而广泛应用于彩电、空调机、 CD/VCD、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。因其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。再此情况下，我们急需研究出一种新型的遥控器来解决上述带来的不变。 1.3 课题研究意义 目前国内学习型遥控器大多采用复制遥控器红外波形达到学习目的，其方法简单，实现起来较方便。但其采用专用遥控集成的芯片，导致设计复杂，成本高，并且遥控器的红外信号形成都是采用红外线遥控发射芯片产生，其集成度高， 且 价格昂贵。 而且不同品牌、不同型号的
10、设备之间易产生误操作，在不同的设备中使用不同的传输规则或者识别码，这就使得各个型号的遥控器都只是用于各自的遥控对象，容易造 成实际使用中遥控器多而复杂，经常搞混的结果。 1.4 预期目标 设计一种基于 AT89S52 单片机控制的红外线遥控器，具有以下功能： 1、适用于编码式红外线遥控型家用电器 河南工业职业技术学院机电工 程系毕业设计 第 2 页 共 20 页 2、可遥控多台家用电器 3、具有一个学习 /控制复用键 4、可通过一个设备选择键和各个功能控制键实现对多台设备的常用功能的学习和控制 5、成本低，抗干扰能力强 1.5 面对的问题 1、对于 AT89S52 单片机的了解及应用 2、对于
11、抗干扰能力的解决 1.6 需解决的关键技术 本项目是通过扫描按键的状态、单片机外中断 0 和定时 /计数器程序来判断遥控 器处于什么状态，实现什么功能，因此，对于功能键的设计和中断程序的设计是难点。同时，对于红外发射和红外接收的工作原理和设计对于我们来说也是陌生的，都要从头开始，对其进行了解、掌握及使用，所以也是一个难题。 河南工业职业技术学院机电工 程系毕业设计 第 3 页 共 20 页 2 系统分析 2.1 涉及的基础知识 通过对本项目的了解，为了实现该项目的各个功能，必须要掌握以下知识点： 1、电源原理及设计 2、单片机复位电路工作原理及设计 3、单片机晶振电路工作原理及设计 4、按键电
12、路的设计 5、驱动 74LS07 的特性及使用 6、一体化红外遥控接收器的特性及使用 7、 AT89S52 单片机引脚 8、单片机 C 语言程序设计 2.2 解决问题的基本思路 2.2.1 AT89S52 单片机的基本知识 功能特性： AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统 可编程 Flash，使得 AT89S52
13、 为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方 案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash， 256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位 定时器 /计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 静态逻 辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 8 位微控制器 8
14、K 字节在系统可 编程 Flash AT89S52。 主要性能：与 MCS-51 单片机产品兼容、 8K 字节在系统可编程 Flash 存储器、河南工业职业技术学院机电工 程系毕业设计 第 4 页 共 20 页 1000 次擦写周期、全静态操作： 0Hz 33Hz 、 三级加密程序存储器 、 32 个可编程I/O 口线 、三个 16 位定时器 /计数器八个中断源、全双工 UART 串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。 图 2-1 AT89S52 引脚图 2.2.2 单片机的发展趋势 自单片机出现至今，单片机技术已走过了几十年的发展路程。纵观几
15、十年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器（ MPU）技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，拉动广泛的应用领域，表现出比微处理器更具个性的发展趋势： A. 采用先进结构以实现高性能 在过去的一段时间内，单片机的指令运行速度一直在 10MIPS 以下，这对于应用在工业控制领域内的单片机来说是足够了，但当单片机被应用在通讯及 DSP 领域作为高速运算、编码或解码时，就会出现因指令运行速度不够而限制单片机应用的情形，因此提高单片机指令运行速度已经成为迫切需要解决的问题。 B. 进一步降低功耗 基于 80C51 的飞利浦低功率、低系统成本微控制器 51LPC 系列是业界推动单片机向低功
16、耗方向发展的主导单片机系列之一。 51LPC 系列单片机采用以下三种方法降低功耗： a)使系统进入空闲模式，在空闲模式下，只有外围器件在工作，任意的河南工业职业技术学院机电工 程系毕业设计 第 5 页 共 20 页 复位及中断均可结束空闲模式； b)使系统进入低功耗模式，在低功耗模式下，振荡器停止工作，使功耗降到最小； c)使系统进入低电 压 EPROM 操作； EPROM 包含了模拟电路，当 Vcc 高于 4V 时，可通过软件使这些模拟电路掉电以降低功耗，在上电情况下可使系统退出该模式。 C. 采用 Flash Memory 随着半导体工艺技术的不断进步， MPU 的 Flash 版本逐渐替
17、代了原有的 OTP 版本。 Flash MPU 具有以下优点：与多次可编程的窗口式 EPROM 相比， Flash MPU 的成本要低得多；在系统编程能力以及产品生产方面提供了灵活性，因为 Flash MPU可在编程后面再次以新代码重新编程；可减少已编程器件的报废和库存；有助于生产厂商缩短设计周期 ，使终端用户产品更具有竞争力。 D. 集成更多功能及兼容性 目前单片机的另一个发展趋势是在芯片上集成更多的功能。如模拟功能，包括模拟比较器、 A/D 和 D/A 转换器等。具体表现在：兼容性作为设计的第一考虑；额外的新的特点是透明的；使用同一种编程器； OTP 使器件快速提升及标准化成为可能。 E.
18、 强抗干扰能力 不断加强抗干扰能力是单片机进一步发展的必然趋势。 ST Microelectronics公司推出的 ST62 系列单片机在这方面是佼佼者，其优良的抗干扰能力使得许多大公司将其应用在系统中的关键部件上。许多单片机开发 商也正朝着这个方向努力。 F. 朝系列化、全面化方向发展 各大单片机开发商在增加产品功能的同时效力于形成产品的系列化、全面化，以满足各种控制领域的要求，这也是单片机发展的趋势之一。日本 TOSHBA公司开发了从4位到 64位的多系列单片机，日立公司也有从 4位到 32位的单片机，目前还没有哪个厂家生产的单片机比东芝公司的种类多。 随着单片机性能的不断提高，不断的克服
19、和弥补自身的不足。在各种控制领域，单片机将拥有更加广阔的使用天地。在很长的一段时间内，它将一直是工程设计人员的首选控制芯片之一。 2.2.3 对于抗干扰 能力的解决 该项目中采用一体化红外遥控接收器 HX1838，该接收器的内部包括红外光敏二河南工业职业技术学院机电工 程系毕业设计 第 6 页 共 20 页 极管、谐振电路、放大电路、解码器、滤波器等，其工作电压为 +5V，输出引脚直接输出不带副载波的负极性 RC-5V 信号，具有电路简单、灵敏度高、抗干扰性好等优点。 红外光敏二极管：它广泛用于各种家用电器的遥控接收器中，如音响、彩色电视机、空调器、 VCD 视盘机、 DVD 视盘机以及录像机
20、等。 红外接收二极管能很好地接收红外光二极管发射的波长为 940nm 的红外光信号，而对于其他波长的光线则不能接收。因而保证了接收的准确性和灵敏度。 红外 接收二极管的结构如图所示。最常用的型号为 RPM-301B。 红外线接收头的工作原理，红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，一般红外信号经接收头解调后，数据 “ 0”和“ 1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上，单片机解码时，通常将接收头输出脚连接到单片机的外部中断，结合定时器判断外部中断间隔的时间从而获取数据。重点是找到数据“ 0”与“ 1”间的波形差别。 3 条腿的红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，接收头输出的是解调
21、后的数据信号（具体的信号格式，搜“红外 信号 格式”，一大把），单片机里面需要相应 的读取程序。红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。 先讲一讲什么是红外线。我们知道，人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为 0.62 0.76 m；紫光的波长范围为 0.38 0.46 m。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控就是利用波长为 0.76 1.5 m 之间的近红外线来传送控制信号的。 图 2-2 红外线接收器 解码器也叫 编码器（ encoder），是一种输入模拟视频信号并将它转换为数字信号格式，以进一步压缩和传输的硬件软件设备。像视频的 mpeg4，音频的 mp3， ac3，
