1、（2011届）毕业设计题目LED灯具遥控器测试系统设计与制作单片机控制单元的设计姓名专业电子信息工程班级学号指导教师导师职称2011年5月20日LED灯具遥控器测试系统设计与制作单片机控制单元的设计摘要由于LED广阔的应用前景，对LED的质量和要求也不断的提高，所以对LED各项参数的检测也提出了更高的要求。为了更好的节省劳动力，本设计为生辉照明有限公司设计一个专门针对LED灯的红外测试系统。应生辉照明有限公司要求，我们需要设计一个简易的智能遥控检测系统。本系统由红外发射部分和红外接收部分组成。以待检测的LED灯为中心，4米为半径，分别安放三个红外信号发射端，相邻两个发射端与LED灯形成一个顶角
2、为60度的扇形区域。一个人在LED灯的位置发射一个信号给红外发射端1，当发射端1检测到信号就会生成一个红外信号发送给LED灯，若LED灯亮了就表示LED灯能收到相对应的发射端位置的红外信号。发射端2和发射端3重复以上操作就可以了，若三个发射端发射的红外信号LED灯都能接收并显示对应的现象，就表示该LED灯达到企业要求的指标，能投入销售。反之该LED灯不合格，予以淘汰。这种检测方式的精度，重复性，可靠性和测试效率相比较于传统的测试方式都有明显的提高，能更有效的降低成本。关键词红外遥控，测试系统，发射，接收ILEDLAMPSANDLANTERNSREMOTECONTROLTESTSYSTEMDES
3、IGNANDPRODUCTIONSINGLECHIPMICROCOMPUTERCONTROLUNITABSTRACTBECAUSETHELEDBROADAPPLICATIONPROSPECTSOFTHEQUALITYANDLED,REQUESTALSOIMPROVINGTHEVARIOUSPARAMETERS,SOFORTHEDETECTIONOFLEDALSOPUTFORWARDHIGHERREQUESTINORDERTOBETTERSAVELABOR,THISDESIGNFORTHECOMPANYTODESIGNATARGETEDSPECIFICALLYATLEDLAMPOFINFRARE
4、DTESTINGSYSTEMSHOULDTHECOMPANYREQUIREMENT,WENEEDTODESIGNASIMPLEINTELLIGENTREMOTEDETECTIONSYSTEMTHISSYSTEMCONSISTSOFINFRAREDEMISSIONPARTANDINFRAREDRECEIVINGCOMPONENTSWAITINGFORTHEDETECTIONOFLEDLIGHTSFORTHECENTER,4METERSWHENLAUNCHINGEND1DETECTSIGNALWILLGENERATEANINFRAREDSIGNALISSENTTOLEDLIGHTS,LEDLIGH
5、TSIFTHESAYSLEDLAMPCANRECEIVECORRESPONDINGLAUNCHOFTHEINFRAREDSIGNALPOSITIONTHE2ANDLAUNCHTERMINALLAUNCHTHREEREPEATTHEOPERATIONISOK,IFTHREELAUNCHOFTHEINFRAREDSIGNALLEDLIGHTSFIREDALLCANRECEIVEANDDISPLAYTHECORRESPONDINGPHENOMENON,SAIDTHELEDLIGHTS,ACHIEVEDTHEENTERPRISEREQUIREMENTSCANBEBROUGHTINTOSALESINDE
6、XCONVERSELYTHISLEDLAMPISUNQUALIFIED,GIVEFALLINTODISUSETHEACCURACYOFTHEMEASUREMENTMETHODS,REPEATABILITY,RELIABILITYANDTESTEFFICIENCYCOMPAREDWITHTRADITIONALTESTMETHODSHAVESIGNIFICANTLYIMPROVED,CANMOREEFFECTIVETOREDUCECOSTSKEYWORDSINFRAREDREMOTECONTROL，TESTSYSTEM,LAUNCH，RECEIVINGII目录摘要IIIABSTRACTIV1绪论1
7、11课题的来源112课题的意义113红外遥控技术国内外发展现状214课题研究的主要内容22设备方案设计与总体设计421总体方案设计422方案评价63主要元器件介绍731单片机的选择732红外发光二极管简介1033红外一体化接收头10331描述10332主要特性10333详细参数104软件设计1241主程序流程图1242红外发射接收模块工作原理1343红外发射13431红外编码原理13432红外发射电路14433红外发射流程图1544红外接收15441数码帧的接收处理15442接收电路16443接收程序流程图185硬件制作与软件调试2051复位电路2052红外发射电路21521红外遥控系统原理2
8、1522红外数据发射电路的设计2153红外接收电路21III54系统调试22541硬件调试22542软件调试22结论24参考文献25致谢26附录27附录1模拟遥控红外信号发射端程序27附录2红外发射电路图36附录3红外接收电路图37附录4发送接收总电路图38毕业设计01绪论11课题的来源LED，一种全新概念的固态光源，以其更好的节能、环保、寿命长、可控性高等技术优势，成为当今社会最具发展前景的高新技术之一，正式宣告即将全面替代传统照明，半导体照明技术发展日新月异，正在改变百年传统照明历史。伴随着LED技术在照明领域的应用，LED产品在全球掀起了一场节能环保的绿色风暴，被业界誉为“绿色照明”产品
9、。社会在发展，在能源消耗越来越高的今天，已经有人预言“在未来10年内，LED产品将成为取代白炽灯、高压钠灯等传统照明灯具的唯一产品。”LED灯具有体积小质量轻，可选用不同光色的LED组合成光色柔和的各种模块，任意安装在房间中，房间照明系统将不再局限于单一一个灯具，而是由单个灯具照明转化为无照明器具感的整体照明效果的无影灯。不同的光色和亮度对人们的生理和心理所能产生的效果不同，在很多情况下，人们并不需要很亮的白光，有可能是黄光，也有可能是其它颜色的光能更适合当时的生理和心理的需要。三基色LED可以实现亮度、灰度、颜色的连续变换和选择，使得照明从普遍意义上的白光延伸为多种颜色的光。照明器具中，白炽
10、灯浪费电能稳占靠前位置，它大概只有不到十分之一的电能转变成光能，其它电能都转化为热能白白的被浪费掉了，所以人们都在想各种办法，寻找新的光源来替代白炽灯，节能灯就应运而生了。由于它相比而言便宜又好制作，于是就取得了大量的应用，有逐步取代白炽灯应用的趋势。节能灯取代白炽灯被称为照明领域的第三次革命1。公司的红外遥控LED灯具产品具有良好的前景，一体化的LED流水线可以批量的生产产品，但是产品生产后的大量的检测工作需要耗费许多人力物力。今年沿海城市在劳工方面有着巨大的空缺，解决检测工作的问题对于公司的发展具有重大的意义。伴随着LED灯具的迅速发展，公司可以更快的进步，要减少人力物力来实现这一情况，则
11、必须要设计一个LED灯具智能检测系统来替代多余的劳动力，以减少人工成本，更提高了劳动效率，合理利用劳动资源。12课题的意义由于一体化的LED灯具流水线可以批量生产，故很难保证每个产品的合格性，需要在产品生产完成后，选择工人在定点的位置检测灯具是否合格。然而遥控LED灯具的检测必须在灯具所在的不同角度以及规定的距离内进行检测，这使得工人的劳动强度极大，而且工作的效率不高。这就要求设计一个既方便，但又不需要太多劳动力的测试系统。一般工人要测试LED灯具是否合格，必要要换至少3个位置来检测，然后还要重新卸下LED灯，然后再装上新的LED灯，LED灯具遥控器测试系统设计与制作1步骤繁琐不说，还要来回不
12、断换位置。而现在设计的系统，则只需要人坐在LED灯具旁边，然后远程遥控三个发射检测装置，就可以测试该LED灯具是否合格，与原先的检测方式相比，既方便又节省时间。故设计一个LED灯具遥控器测试系统，用于红外遥控灯产品质量的自动检测，不仅解决公司用人难、招工难的问题，还可以为公司节省更多支出，提高劳工工作效率，减少人为操作的失误，可以更好的保障质量。13红外遥控技术国内外发展现状随着信息技术的普及和发展，红外技术得到了迅猛的发展。红外技术已经渗透到国民经济的各个行业和日常生活的方方面面，在工业自动化、生产过程控制、信息采集和处理、通信、红外制导、激光武器、电子对抗、环境检测、红外育种、红外加热、安
13、全防范、家用电器控制等各个方面得到了广泛的应用。特别的在家用控制领域，红外技术的应用给普通用户带来了极大的便利，然而大量的红外遥控器的使用带来了大量的红外遥控器的生产。常用的红外遥控系统一般分为发射部分和接收部分。发射部分的元件主要是红外发光二极管。它实际上只是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料的不同，所以在它两端施加一定电压的时候，它便会发出红外线，而不是可见光。目前使用的红外发光二极管发出的红外线波长基本在940MM左右，红外发光二极管一般有黑色、深蓝色和透明的2。要判断一个红外发光二极管的好坏，只要用万用表电阻挡量一下红发发光二极管的正、反方向电阻就可以了。接收部分的红外接收管是一种光
14、敏二极管。在应用中要使红外接收二极管正常工作，就必须要给它加反向偏压，这样才能获得更高的灵敏度。红外发光二级管一般有圆形和方形两种。红外遥控的主要特点是不影响周边环境、不干扰其他设备。因为它无法穿透墙壁，所以不同房间的电器可以使用通用的遥控器而不会产生干扰3。电路调试简单，一般只要按给定电路连接，就不需要任何调试就可以投入工作，编解码容易，可进行多路遥控。14课题研究的主要内容本设计中提供的是以一个单片机为核心的简易的LED灯测试系统，用于对LED产品的质量进行检测，暂时缓解产品人工检测上的压力。每一个红外遥控LED的合格需要检测的参数为距离、角度以及灵敏度。本设计将在距离被测LED灯4M远，
15、呈120的扇形区域内布置三个模拟遥控器装置，发射红外信号检测LED灯在规定距离内不同角度，不同信号的亮暗以及颜色反应，从而鉴别该灯是否合格。为了减少操作人员的工作量，远程控制三个检测端，采用相同的编毕业设计2码方式不同的编码数据发出红外控制码。整个系统已单片机为核心，以红外通信为网络，进行LED灯的检测。具体任务如下1）、了解LED灯具遥控器测试系统的设计的需求；2）、提出LED灯具遥控器测试系统的总体设计方案；3）、根据总体设计方案给出单片机部分的设计方案和结构；4）、设计系统单片机部分的电路和程序；5）、完成LED灯具遥控器测试系统样机单片机部分的制作和调试；遥控器测试系统模型如图11所示
16、LED灯发射器1发射器2发射器3604M图11遥控测试系统模型LED灯具遥控器测试系统设计与制作32设备方案设计与总体设计21总体方案设计系统的整体构架如图21所示图21系统总体结构框图本系统由红外发射部分和红外接收部分组成。以待检测的LED灯为中心，4米为半径，分别安放三个红外信号发射端，相邻两个发射端与LED灯形成一个顶角为60度的扇形区域。一个人在LED灯的位置发射一个信号给红外发射端1，当发射端1检测到信号就会生成一个红外信号发送给LED灯，若LED灯亮了就表示LED灯能收到相对应的发射端位置的红外信号。发射端2和发射端3重复以上操作就可以了，若三个发射端发射的红外信号LED灯都能接收
17、并显示对应的现象，就表示该LED灯达到企业要求的指标，能投入销售。反之该LED灯不合格，予以淘汰。本设计的测试系统，是一个以单片机为核心，红外线为通信媒介的遥控系统。在系统中存在着多个红外发射端与红外接收端，如模拟红外遥控发射端既需要接受红外信号，也需要发射红外信号。红外遥控系统中发射端与接收端的通信是一连串的二进制脉冲码信号。红外遥控系统中所采用的编码方式有三种（1）FSK（移频键控）方式用两种不同的脉冲频率分别表示二进制数的“0”和“1”。（2）PPM（脉冲位置编码）方式在脉冲位置编码的方式下，每一位二进制数所占脉冲数用的时间是一样的，只是传号在后的表示“1”，传号在前、空号在后的表示“0
18、”。（3）PWM（脉冲宽度编码）方式脉冲宽度编码方式是根据传号脉冲的宽被检测LED灯单片机控制单元模拟红外遥控信号发射端2模拟红外遥控信号发射端1模拟红外遥控信号发射端3毕业设计4度来区别二进制数的“1”和“0”的。传号脉冲宽的是“1”，传号脉冲窄的是“0”，而每位二进制数之间则用等宽的空号进行分隔。9公司遥控器是用PWM的编码方式，所产生的脉冲编码的格式为引导脉冲头、识别码用户码、键码、键码的反码。其引导脉冲为宽度为9MS左右的一个高脉冲和一个低脉冲的组合,用来是标识指令码的开始。识别码、键码、键码的反码均为数据编码脉冲,用二进制数表示。“0”和“1”均由毫秒量级的高低脉冲的组合代表。识别码
19、即用户码是对每个遥控系统的标识。通过对识别码的检验,每个遥控器只能控制一个设备动作,有效的防止跟其他设备之间的串扰。当遥控器指令键按下时,指令信号产生电路便产生脉冲编码。键码后面一般还要有键码的反码,用来检验键码接收的正确性,防止误动作,增强系统的可靠性。这些指令信号由调制电路调制成38KHZ的信号,经调制后输出,最后由驱动电路驱动红外发射器件LED发出红外遥控信号。本设计中三个模拟红外遥控信号发射端，均采用这种编码方式。用单片机AT89C52为核心，加上红外发射的外围电路模拟遥控器的红外编码信号，对被测LED灯进行远程控制。其中模拟遥控端的结构如图22所示图22模拟遥控发射端设计框图接收电路
20、使用一体化集成红外接收器成品，一体化的红外接收装置将遥控信号的接收、放大、检波、整形集于一身，并且输出可以让单片机识别的TTL信号，这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作，方便使用。在本系统中采用与LED灯上一致的红外一体化接收头IRM38BN，不需要任何外接元件就能完成从红外接收到输出TTL电平兼容信号的所有工作。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它发出的便是红外线而不是可见光。红外接收电路C51单片机应用系统指示电路红外发射电路复位红外信号LED灯具遥控器测试系统设计与制作522方案
21、评价红外遥控的设计主要是利用单片机和单片机外围电路的组合来发出38KHZ的脉冲信号，然后由红外发光二极管发射出红外信号，接收端由单片机采集红外接收器件转换后的电平信号再进行信号的识别。本设计使用的单片机可以选用技术成熟功能相对简单的AT89C51单片机。红外遥控具有抗扰能力强，信息传输可靠、功耗低、成本低、易实现等显著优点，它是一种无线、非接触控制技术，如此才被诸多电子设备特别是家用电器广泛应用，并越来越多的应用到微机遥控系统中4。红外遥控系统有发送和接收两个组成部分。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。红外接收端采用普遍的价格便宜，性
22、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，经单片机解码并执行，控制LED灯具的相关色彩。红外遥控系统的发送端将基带二进制信号调制成一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。整个系统软件的设计采用了自上向下的模块化的结构方式，将各个功能分成独立模块，由系统的程序统一管理执行。系统软件的程序设计主要是和硬件电路相结合，实现用红外遥控的方式控制整个系统的运作。毕业设计63主要元器件介绍31单片机的选择本设计使用的单片机可以是80C31，AT89C51，凌阳单片机等多种单片机来实现。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦
23、除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机5。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。单片机AT89C51引脚如图31所示图31AT89C51引脚图主要特性1）、与MCS51兼容2）、4K字节可编程闪烁存储器寿命1000写/擦循环数据保留时间10年3）、全静态工作0HZ24HZ4）、三级程序存储器锁定5）、1288位内部RAMLED灯具遥控器测试系统设计与制作76）、32
24、可编程I/O线7）、两个16位定时器/计数器8）、5个中断源9）、可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式10）、片内振荡器和时钟电路80C31单片机,它是一种8位的高性能单片机是属于标准MCS51的HCMOS产品。结合了HMOS的密度和高速技术以及CHMOS的低功耗特征，标准的MCS51单片机的指令系统与体系结构。80C31单片机内置中央处理单元、32个双向的I/O口、128字节内部数据存储器RAM、一个全双工串行通信口和2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，片内时钟振荡电路。但是80C31无片内存储器，需要外接存储器。80C31还可以工作在低功耗模式，可以通过两种软件选择掉电或者空闲模式。
25、在掉电模式下的时候，保存内部数据存储器数据，时钟振荡停止，同时要停止芯片内其他功能。在空闲模式下，单片机冻结CPU,而内部数据存储定时器、串行口和中断系统继续维持它们的功能。80C31有两种封装形式，分别是PDIP和PLCC。80C31单片机引脚如图32所示123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE31MAY2011SHEETOFFILEEPROTEL99SE件件件件件EXAMPLESMYDESIGN1DDBDRAWNBYRST9RXD/P3010INT0/P3212INT1/P3313T0/P3414T1/P3515EA/VPP31XTA
26、L119P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732P101P112P123P134P145P156P167P178P20/A821P21/A922P22/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528ALE/PROG30TXD/P3111WR/P3616RD/P3717PSEN29XTAL21880C31图3280C31引脚图P00P07P0口8位双向口线（在引脚的3239号端口）。P10P17P0口8位双向口线（在引脚的18号端口）。P20
27、P27P0口8位双向口线（在引脚的2128号端口）。毕业设计8P30P37P0口8位双向口线（在引脚的1017号端口）。（1）P1口有单个功能。当外部扩展存储器的时候，可以当作数据总线或者地址总线，当外部不扩展的时候，可以作为一般的I/O口使用，但其内部没有上拉电阻，要是作为输入或者输出的时候应该在外部接上上拉电阻。（2）P2口有两个功能。当做地址总线用的时候，它要外部扩展存储器，当一般的输入输出使用时，内部应该有上拉电阻。（3）P3口有两个功能。除了可以作为输入输出之外，还有一些特殊的功能，可以由特殊寄存器来设置。它有内部EPROM的单片机芯片，为写入程序提供专门的编程电源和编程脉冲。（4）
28、单片机的上拉电阻。当作为输入的时候，上拉电阻将电位拉高，弱国输入的是低电平就可以提供电流源。故如果P0口作为输入来使用的话，且处于高阻抗状态，只有外接一个上拉电阻才可以正常工作。SPCE061A是SPCE500A等之后凌阳科技新推出的一款16位结构的微控制器，与SPCE500A不同的地方是，SPCE500A在存储器的资源方面考虑了大部分用户对资源的需求较少，以便于程序调试方便，它里面只内嵌32K字节的闪存。SPCE500A拥有较高的处理速度还快速处理复杂信号的优点，故它是适用于识别应用数字语音的一种经济的选择。主要性能1）、16位微处理器2）、CPU时钟032MHZ49152MHZ3）、内置3
29、2KFLASH4）、内置2K字节SRAM5）、工作电压VDD2636V，VDDHVDD55V6）、晶体振荡器7）、可编程音频处理8）、32位通用可编程输入/输出口9）、2个10位数模转换输出通道10）、2个16位可编程定时器/计数器11）、具备触键唤醒功能12）、7通道10位电压模数转换器和单通道声音模数转换器13）、具备串行设备接口14）、具有低电压复位功能和低电压监测功能15）、具有保密能力由于80C31无内部存储器，本设计要求编写程序，就必须要用外部扩展，比较麻烦。本设计所编写的程序较简单，功能也比较少，若使用凌阳单片机又LED灯具遥控器测试系统设计与制作9太过麻烦，有点大材小用。本设计
30、用到的输入输出端口也不多，故选择使用ATM89C51单片机来完成设计。该单片机运算能力较强，软件编程的灵活性和自由度也较大，并且在市场上比较多见，价格又便宜，技术比较成熟且容易实现。32红外发光二极管简介普通发光二极管（LED）是大家都熟悉的发光器件，事实上，红外发光二极管的原理、结构、工艺都是和LED基本一样的。它们都是把电能直接转换成光能，并且拥有一个PN结的发光二极管，只是两种所组成的材料不一样。LED发出的是可见光，但红外发光二极管发出的是不可见光红外线。光是一种电磁波，可见光的波长范围是380760NM，例如绿光的波长为490570NM，红光的波长是650760NM,超过760NM的
31、是红外线。红外发光二极管也是一种发光二极管，它的波长范围是7601500NM，因为发光的波长不同，所以加上“红外”二字用来区别。制造发光二极管的材料主要有磷化镓（GAP）、林砷化镓（GAASP）；制造红外发光二极管的材料有砷化镓（GAAS）、砷铝化镓（GAALAS）等，最多的是GAAS。红外遥控器的输出都是用编码后串行数据对3840KHZ的方波进行脉冲幅度调制而产生的6。33红外一体化接收头331描述IRM38BN内含高速PIN光电二极管和全制程前置放大IC，采用内外双屏蔽封装结构，在红外遥控系统中作为接收器使用。332主要特性模块封装，体积小巧宽工作电压，276V高灵敏度，优良抗干扰能力输出
32、匹配TTL、CMOS电平，低电平有效上电短延时（低于1MS）333详细参数工作电压VCC2660V工作电流ICC0515MA接收距离L1215M静态电流ICE（无信号输入时）0510MA接收角度1/2/45DEG毕业设计10BMP宽度FBW（3DBBANDWIDTH）35KHZ接收频率F0379KHZ低电平输出VOL（VIN0VVCC5V）0204V高电平输出VOH（VCC5V）4850V输出脉冲宽度TPWL（VIN50MVPP）500700STPWH（VIN50MVPP）500700S红外一体化接收头实物如图33所示图33IRM38BN红外一体化接收头LED灯具遥控器测试系统设计与制作114
33、软件设计41主程序流程图主程序流程框图如图41所示图41主程序流程框图本系统是用来实现LED灯具自动检测而设计的，用来检测LED灯具性能是开始定时器、中断等初始化是否接受红外信号N记录各个高低电平的时间码值处理数码管显示是否等于特定值NYY发射红外信号返回毕业设计12否合格。当这系统开始运行的时候，所有的数据都清零，然后人工给予一个红外信号，系统就会开始自动运行，当系统没有检测带有红外信号的时候，则自动返回继续接收红外信号。当检测到有接收到红外信号以后，系统会记录各个高低电平的时间，然后进行解码，若码值和某特定码值相等，则会发射一个红外信号，用来表示这边工作正常，即表示该LED灯具合格。若码值
34、和某特定码值不一样，则会返回重新接收信号。42红外发射接收模块工作原理光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米到一毫米之间肉眼可以看到的只是其中的一部分，我们称它为可见光，可见光的波长范围是380NM780NM，可见光的波长从长到短可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七色光，其中光的波长比红光长的称之为红外光。红外传输作为传输方式，红外的最大优点是不受无线电干扰，并且红外的使用不会受到国家无线管理委员会的限制。由于红外线对非透明物体的透过性较差，导致其传输距离受限制。红外数据协会将用于红外通信的红外光波波长限定在850NM900NM之间。红外通信是用940NM近似红外波段的红外线作传输信息的媒介，
35、即通信信道。发射端采用脉宽调制方式，将二进制数字信号调制成某一特定频率的脉冲序列，并且驱动红外发射管以光脉冲的形式发射出去。接收端是将接收到的光脉冲转换为电信号，再经过放大、滤波等相关的处理后，发送到解调电路进行信号的解调，还原成二进制数字信号再输出。简单的说，红外通信实际上就是对二进制数字信号的调制和解调，使其可以用于红外信道的传输。红外通信接口是针对红外信道的调制解调器。由于单片机本身并不具有红外通信接口，所以我们只能利用单片机的串行接口与片外的红外发射和接收电路来组成一个应用于单片机系统的红外串行通信接口。企业要求的载波频率为38KHZ，故发射端发送的载波频率应该是38KHZ的方波，采用
36、脉宽调制方式发送，通过待发送二进制数据的“0”、“1”控制两个脉冲之间的时间间隔，即脉宽调制的占空比。由于选用的红外接收头只响应脉冲调制的红外信号，故当载波频率偏离红外接收头的中心频率5，或者只有载波信号没有调制信号的时候，输出就会一直是高电平。43红外发射431红外编码原理模拟红外遥控信号发射端的作用是发射与被测LED灯配套的遥控器的红外信号，所发出的32位码要与LED灯相符合。本设计在三个模拟红外遥控信号发LED灯具遥控器测试系统设计与制作13射端的程序中定义了不同的数据码，可以使被测LED灯有不同的测试效果，如遥控器控制发射端1发射红外信号可以使被测灯发出红的光7。公司的核定遥控器发出的
37、红外信号经38KHZ的载频进行调制，本设计程序利用单片机的定时器发射红外脉冲。设定定时器为工作方式2，并给他赋初值，设定时值为38K，也就是每隔26US中断一次。将定义的用户码以及数据码的值转换成二进制码。采用脉宽调制的串行码，以脉宽为056MS、间隔0565MS、周期为1125MS的组合表示二进制的“0”；以脉宽为056MS、间隔169MS、周期为225MS的组合表示二进制的“1”。指令脉冲信号如图42所示“0”位“1”位图42指令脉冲图上述由“0”、“1”组成的多位二进制码经过38KHZ的载波进行调制，提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。接着通过红外发射二极管进行第二次调制，使其产生红外
38、线向控制发射。432红外发射电路在确定选择AT89C51作为本设计的发射电路的核心芯片后，外加上一个简单红外发射电路和一个12M晶体振荡器就可以实现红外发射。端口RST为单片机的复位脚，采用简单的RC上复位电路。端口P35（T1）作为红外线遥控码的码值输出口，用来输出38KHZ载波编码。端口XTAL1和端口XTAL2接12MHZ晶振。LED为红外发光二极管，在此选用IR204A，其视角较小，发射距离较远。三极管主要用到的是它在放大电路中的放大作用。不过端口P35（T1）输出的为高电压，三级管不能承受，所以添加了一个阻值较大的电阻来分压，以此来缓冲加到三极管上的电压。红外发射电路图如图43所示毕
39、业设计14123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE2JUN2011SHEETOFFILEEPROTEL99SE件件件件件EXAMPLESMYDESIGN1DDBRAWNBYRST9RXD/P3010INT0/P3212INT1/P3313T0/P3414T1/P3515EA/VPP31XTAL119P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732P101P112P123P134P145P156P167P178P20/A821P21/A922P22
40、/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528ALE/PROG30TXD/P3111WR/P3616RD/P3717PSEN29XTAL21810UFVCC5V30PF30PF12MHZ82K47039图43红外发射电路原理图433红外发射流程图当程序开始运行时，各个元件都会进行初始化，使得里面原有的信号全部清空，然后再按下按键，程序就会自动扫描到被按键的位置，继而发出相对应的信号给接收端。发射程序的流程框图如图44所示图44发射程序流程框图44红外接收441数码帧的接收处理遥控接收部分的程序过程如下当红外线遥控器输出脉冲帧数据时，红外一
41、体化接受头接受到红外信号的开始初始化红外发射端口按键扫描红外数据发射LED灯具遥控器测试系统设计与制作15脉冲，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据帧。在数据帧接收时，将对第一位（起始位）码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉宽小于85MS且大于105MS，将作为错误码处理。当间隔位的高电平脉宽大于45MS时，结束接收。当第一位码正确开始接收数据帧，在每一个低电平之后用定时器记录相应的持续时间，然后根据累加器中的持续时间的数据，执行相应输出口的操作。红外线遥控器输出的一帧遥控码波形图如图45所示图45遥控码波形图由于遥控器编码是连续的32位二进制码组，所以在接收完一帧遥控码后，累加器中
42、将储存着33个数据（第一位为起始位），通过码值处理函数，将其转换成二进制的32位码。442接收电路接收端最先由红外一体化接收头来接收发送端发送来的38KHZ的调制脉冲信号，然后经过其内部放大、滤波、解调，在OUT端输出一个低电平。单片机的P30口就会根据程序初始化为高电平，接着不断检测P30引脚的状态，当检测到低电平时，就证明接收到了红外信号，然后就可以进入相应的控制程序。红外接收部分电路如图46所示毕业设计16123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE2JUN2011SHEETOFFILEEPROTEL99SE件件件件件EXAMPLESM
43、YDESIGN1DDBDRAWNBYRST9RXD/P3010INT0/P3212INT1/P3313T0/P3414T1/P3515EA/VPP31XTAL119P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732P101P112P123P134P145P156P167P178P20/A821P21/A922P22/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528ALE/PROG30TXD/P3111WR/P3616RD/P3717PSEN29XTAL
44、218OUT4UFGNDVS10020KVCC图46红外接收电路LED灯具遥控器测试系统设计与制作17443接收程序流程图当程序开始运行时，程序会自动初始化清零，然后检测是否有接收到红外信号，当系统没有检测带有红外信号的时候，则自动返回继续接收红外信号。当检测到有接收到红外信号以后，系统会记录各个高低电平相对应的时间，然后进行解码，若码值和某特定码值相等，则会发射一个红外信号，用来表示这边工作正常，即表示该LED灯具合格。若码值和某特定码值不一样，则会返回重新接收信号。接收程序流程框图如图47所示图47接收程序流程框图在红外接收电路中，红外接收器采用红外一体化接收头。这个接收模块是一个三端元件
45、，只要提供5V的电源电压就可以工作。它具有功耗低、抗干扰能力强，输入灵敏度高，对950NM以外的红外光不敏感的特点。它先通过红外光敏元件将接收到的38KHZ的光信号转换成电信号，然后对转换后的电信号进行放大、滤波、解调处理，再还原为二进制电信号，通过OUT端口输出。发送的数位“0”至少要对应14个载波脉冲，这就是要求传送的频率不可以超过2400BPS。这样的红外发送接收电路的红外通信距离就可以有8M，符合企业的LED灯具生产链检测需求。为了增强抗光干扰能力，对接收模块可以采取一定的措施。开始定时器、中断等初始化是否接受红外信号N记录各个高低电平的时间码值处理Y毕业设计18（1）利用黑色环氧聚光
46、透镜，消除可见光对它的干扰。（2）只响应脉冲调制的红外信号，要是载波频率偏离红外接收头的中心频率5，或只有载波频率没有调制信号的时候，则红外接收头的输出端持续高电平。LED灯具遥控器测试系统设计与制作195硬件制作与软件调试51复位电路复位是单片机的初始化操作，它的主要功能是把PC初始化为0000H，让单片机可以从0000H单元开始执行程序8。一般来说，除了进入系统的时候的正常初始化之外，若程序运行过程中出错或者操作错误时，会使系统处于死锁状态，为了解决这问题，就需要按复位键重新启动程序。复位操作可以分为上电自动复位和按键手动复位两种方式。本设计采用了前者来实现。按键和上电都可以有效的复位。上
47、电的瞬间RST引脚获得一个高电平，单片机复位电路随着电容的充电，RST引脚的高电平会逐渐的下降9。RST引脚的高电平值要能够维持2个机器周期的时间，单片机就可以进行复位操作。按键复位除了具有上电复位功能之外，若想复位，只要按下RESET按键，电源经过电阻分压以后就会在RET端长生一个复位的高电平。由于要软件编写，为了使指令执行时间计算更加方便，故晶体振荡器的频率为12MHZ。又一个机器周期有12个振荡周期组成，所以机器周期就是振荡脉冲的十二分频。当振荡脉冲频率选定为12MHZ的时候，一个机器周期就是1US。复位电路图如图51所示图51复位电路图毕业设计2052红外发射电路521红外遥控系统原理
48、脉码调制是将指令脉冲编码信号调制在载波振荡器所产生的载波上。用脉码调制信号去驱动红外发光二极管，可以发出经过调制以后的红外光波。红外遥控系统框图如图52所示图52红外遥控系统电路框图红外编码原理一般来说，红外遥控器都是将遥控信号调制在38KHZ的载波上的，然后经过缓冲放大后才送到红外发光二极管，转化成红外信号再发射出去。二进制脉冲码的形式有多种，其中最常见的是脉冲宽度调制码（PWM码）和脉冲位置调制码（PPM码）。前者是以宽脉冲代表1，窄脉冲代表0。脉宽为056MS、间隔169MS、周期为225MS的组合表示二进制的“1”；以脉宽为056MS、间隔0565MS、周期为1125MS的组合表示二进
49、制的“0”。522红外数据发射电路的设计在红外数据发射过程中，由于信号发送时的最大平均电流要几十毫安，所以需要经过三极管放大以后才可以去驱动电光二极管。软件编程是将数据从P2引脚将数据输出。T0定时产生特定载波信号。53红外接收电路LT0038是一种用于红外遥控解搜的小型一体化的接收头，集红外线接收、放大、解调于一身，不需要任何的外接元件，就可以完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的一切工作，体积和一般的三极管大小一样，使用各种红外数据传输和红外遥控，中心频率为38KHZ。该接收器对外只有三个引脚OUT、GND、VCC，用来和单片机接口非常方便。红外接收是把已调信号转换成一定格式的调制信号，是完成红外线接收、放大、解调和还原成发射格式的脉冲信号。输出TTL兼容电平，最后通过解码把接受的脉冲信号转换成数据，最终实现数据的传输。接收端先由红外一体化38KHZ载波指令编码控制盘调制驱动电路红外发射LED灯具遥控器测试系统设计与制作21接收头来接收处理发送端发送来的脉冲信号。一旦收到38KHZ频率的调制信号，一体化接收头OUT端就会输出低电平信号，当未接收到信号时保持高电平。根据红外编码格式，设计的程序应该等待45MS的起始码和45MS的结果码。接收头最先接收到的是9MS高电平和45MS低电平组合成的引导码，然后是2
