1、毕业设计（论文）文献综述题目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专业电子信息工程1前言随着信息技术的飞速发展，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、安全防范、家用电器控制等各个方面得到了广泛的推广。特别的在家用控制领域，红外技术的应用给用户带来了极多的便利，然而大量的红外遥控器的使用带动了大量的红外遥控器的生产。2主题21红外遥控器原理及应用红外遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低的特点，凭着这些特点，它在家电产品设备中广泛应用
2、。现代智能化仪器仪表系统、工业设备中的控制输入也较多地使用红外遥控器。这里给出红外遥控器信号发射原理、红外接收器的连接方式和单片机软件解码应用程序，并提供了一种对未知格式的遥控器信号码检测的程序1。红外遥控器是由遥控发射集成电路、振荡器及键盘扫描电路组成的。当遥控器有按键被按下时，振荡电路立即接通并且起振，扫描信号发生器随之发出多路不同时序的扫描时序脉冲，依次对键盘矩阵进行扫描，键盘编码器则由接收到的回送信号判断出被按按键的位置，并输出相应的编码至译码器，经译码器进行码元变换后的信号被重新编码调制，然后输出。不同的红外遥控器之间的主要区别在于拥有不同的遥控发射集成芯片和编码的调制方式。经过大量
3、的研究分析发现，绝大多数的遥控器其有相同的载波频率2。1红外遥控器信号发射原理简介通用红外发射器由指令键、指令信号产生电路、调制电路、驭动电路及红外发射器组成。图21红外发射器的组成2红外遥控器信号接收芯片外围电路接收电路可以使用集成红外接收器，一般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。图22接收器引脚3未知信号格式遥控器信号码的识别在应用系统中，要成功完成对遥控器信号的解码并实现对系统功能的控制，就必须了解遥控器信号码即遥控器所发射脉冲流的格式，即信号的引导脉冲高低脉冲的宽度、“0”、“1”的表示法，以及遥控器识别码、各个功能按键的按键码。对信号码的识别应当
4、从分析脉冲流的各个高、低脉冲的时间入手，通过分析各个高、低脉冲的时间，继而得出信号码的格式。图23数据存储格式4软件解码应用程序在己知的遥控器信号码格式的条件下，可以通过应用单片机软件程序实现解码。图24遥控器发射硬件图当按下某个键时，发送电路就产生相对应的编码,经过调制后，在输出端产生串行编码的脉冲。这些脉冲经过驱动电路后由红外二极管发射出去。当接收端接收到光信号后，先经过光放大器再经过专用解码芯片将其还原解调为串行编码脉冲，然后由接收电路按照编码解码的协议转换为相应的控制电平，最后山执行电路驱动开关等完成要求的操作3。在遥控智能产品中应用范围最广的是红外遥控方式，因为红外线遥控装置具有体积
5、小、功耗微、功能强、成本低等特点。这些产品包括电视机、空调等。大量带有红外遥控功能的电器产品的使用带动力红外遥控器的生产，需要相对应的检测装置对遥控器进行检测。在当今市面上遥控器的种类繁多，而且相互之间不兼容，因此检测装置的种类也非常多。现有的检测装置一般是用发光二极管来进行检测，没有良好的人机界面。这样的检测方法和检测装置已经跟不上生产的需求，因此研制一种比较通用、能很好地兼容、有良好的人机交互界面的检测装置具有着良好的社会效益和经济效益4。在工业控制的许多环境下，不适合操作人员直接控制，例如高温、高压、辐射、粉尘、强酸性、腐蚀性、有毒气体等。这时，红外遥控是可行的控制方式之一。透过这种方式
6、，操作人员可以及时采集现场数据，修改控制对象的参数，并且发送控制命令，以达到理想的控制效果。红外遥控通过红外通信的方式进行控制，具有低功耗、低成本、高可靠性、体积小、结构简单、避免人身伤害等优点，是一种先进的控制方式，具有广阔的应用前景5。22红外遥控检测仪红外遥控器检测仪主要功能是在于接收红外遥控器各按键的红外遥控编码，并使之与己存储的正确编码作比较，从而实现各种红外遥控信号的检测，判断各种红外遥控器是否输出正确的红外码，以实现对相应设备的遥控控制。随着信息技术的飞速发展，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
7、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、安全防范、家用电器控制等各个方面得到了广泛的推广。特别的在家用控制领域，红外技术的应用给用户带来了极多的便利，然而大量的红外遥控器的使用带动了大量的红外遥控器的生产。在一些遥控器的生产以及维修中，对发射信号是否规范的检测尤为重要。通用遥控器的设计可分成两部分，即遥控发射器简称遥控器和遥控接收器，遥控器发射遥控代码，遥控接收器识别遥控代码并进行相应的处理6。红外光发射电路的基本原理红外遥控发射器由键盘矩阵、遥控专用集成电路集成电路LSI、电源和红外发射电路组成。当按下某个键时，由ISI产生经过调制，在输出端产生串行编码脉冲，通过激励
8、电路，驱动红外线发光二极管发光，将编码信号经红外线二次调制后发射出去。二次调制首先是用与键盘操作相对应的控制信号去对38一40KHZ左右的载波信号进行脉冲调制，然后再去对波长约为95ONM的红外光载波进行第二次幅度调制，即用驱动红外线发光二极管方法产生红外遥控信号7。遥控器面板自动检测系统的软件部分框架主要包括以下3个部分1模板建立子系统；主要是提供接口建立模板，存储各模板的敏感倍息，记录各按钮相对位置；2实时面板检测子系统；作为系统的核心部分，实时比对待测遥控器与模板中的相关信息，确定该遥控器是否合格，如若不合格，自动定位到问题区域，并发出报警提示，同时记录出错信息；3统计信息查询子系统；将
9、某种摸板在一定时间范围内检测出的信息进行集中反馈，出问题的区域进行统计查询，并由此提供生产过程中的一些合理建议与改正方案。第1部分是准备，为第2部分提供模板；第2部分是执行，进行具体操作；第3部分是反馈，将第2部分的结果整理汇报，向用户集中报告检测结果8。在现代的遥控器的生产过程中，需要对遥控器的以下电气性能进行以下测试1能否发出调制信号2发出的调制载频是否符合要求3发出的调制代码是否正确4发出的调制信号幅度是否符合要求，即遥控距离是否符合要求9。23单片机控制单元随着材料科学、工艺技术、计算机技术的发展与进步，电路系统向着集成度高的方向发展，CPU的生产制造技术，也朝着综合性、技术性、实用性
10、发展。如CPU的运算位数从4位、8位到32位机的发展，运算速度从8MHZ,32MHZ到16GHZ，发展速度已是不可预测。其中单片机在控制系统中的应用越来越普遍，单片机控制系统是以单片机CPU为核心部件，扩展一些外部接口和设备，组成单片机工业控制机，主要用于工业过程控制。单片机系统设计主要包括以下几个方面的内容控制系统总体方案设计，包括系统的要求、控制方案的选择，以及工艺参数的测量范围等；选择各参数检侧元件及变送器；建立数学模型及确定控制算法，选择单片机，并决定是自行设计还是购买成套设备；系统硬件设计10，包括接口电路，逻辑电路及操作面板；系统软件设计，包括管理、监控程序以及应用程序的设计，应用
11、系统设计包含有硬件设计与软件设计两部分11；系统的调试与试验。单片机微控制器是一种数字化的电子系统，它主要应用于开关量的控制，加装相应的模块后，也可以实现相应的模拟量、数字盘的控制。单片机实际就是一台超微型微机。它在一片小小的芯片中包含了微机所具有的核心元件并且具有微机的基本功能12。红外遥控信号的编码格式遥控器发射的遥控编码脉冲由引导码、系统码、重复系统码、功能码和功能码的反码组成，如图1所示。引导码是遥控编码的起始部分，由一个高电平和一个低电平组成，作为接收数据的准备脉冲，通知接收器开始接收信号。系统码和功能码的编码是采用脉冲位置调制方式编码，根据脉冲之间的时间间隔来区分码值的“0”或“1
12、”。对应于二进制数字信号“0”、“1”的脉冲时间间隔分别为2TCP和4TCP,而每一脉冲的宽度固定为TCP,如图2所示。系统码是通过遥控器编码芯片上引脚的不同接法设定的，用以区分不同型号的遥控系统；功能码则是遥控器功能按键的编码，不同的功能按键其代码不相同功能码的反码是用来纠错的。系统码为8位，功能码也为8位，所以脉冲码共为32位。为了增强遥控系统的可靠性，将系统码发送两次，将功能码与其反码一起发送，因此很少出现系统误操作13。图25遥控编码的组成图26遥控编码中的“0”和“1”为使系统具有较强的抗干扰能力，信号的码流绝大多数采用“重复”发送方式，但其重复规则有所不同，可概括为1简单重复方式，
13、即将数据码进行简单重复发送。2有引导码的数据重复方式。为保证接收同步，在数据码前增加的宽脉冲为同步信号，称为引导码。3重复码方式。为降低功耗，第一组数据发出后，每隔一定时间仅发出一个宽脉冲和一个窄脉冲，称之为重复码。143总结红外遥控器具有结构简单、系统的技术复杂度小、成本低、方向性好、信息安全性高、可用频率资源多等优点，因此在家电的遥控技术中确立了主导地位遥控器基本系统的构成一个独立的单片机核心系统，一般由时钟电路、地址锁存器电路、地址译码器、存储器扩展、模拟量输入通道的扩展、模拟量输出通道的扩展、开关量的I/O接口设计、键盘输人和显示电路等组成。15在本项目的研制过程中，首先学习了红外技术
14、的原理特别是红外脉冲的发送模式。根据红外脉冲的电平信号，利用了红外一体化接收头传感器完成对红外脉冲信号的光电转变。4参考文献1陈粤初单片及应用系统设计与实践M北京北京航空航天大学出版社19922林志琦单片机原理接口及应用（C语言版）M北京中国水利水电出版社,20073陈永甫红外辐射红外器件与典型应用M电子工业出版20044吴伟，徐小力，谷玉海基于C8051F020的红外遥控器智能检测系统D电子技术2008,85LEDLUMINAIREDESIGNGUIDEMCREEINC20076李奔杰智能红外遥控检测仪J西北工业大学出版2006，3（1）44467胡骅，陈明PROTEL99SE原理图与PCB
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