1、 本科 毕业 论文 (设计 ) （二零 届） 基于单片机的红外遥控器设计 所在学院 专业班级 电气工程及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 1 - 摘 要 红外遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。目前市场上一般采用专业的遥控集成电路，具有制造容易，操作简便的特性，但由于不同 型号的编码芯片不能相互识别，应用范围受到限制。该设计的目的在于以单片机为控制核心，制作一个具有自学习能力的红外遥控器，可以实现对多路电器的红外遥控。 为实现上述功能，将设计一款红外遥控电路，具体结构分为发射电路和接收电路。以 AT89C2051 为控制中心发射红外信号，以 AT89S52
2、为控制中心接收红外信号，驱动继电器实现灯泡的开关及亮度控制。 通过对设计要求的认真分析和研究，最终选定最佳方案，设计的遥控器能控制 5 个电灯开关，并可对一路电灯进行亮度的调节。 经测试，该电路能实现对多个设备的控制，基本符合技术要求 。 关键词 ： 红外 遥控 电路； AT89C2051； AT89S52 - 2 - Abstract Infrared remote control is the most widely used as a means of communication and remote control. Currently on the market generally
3、use professional remote control integrated circuit, with manufacturing is easy, simple features, but because of the different types of encoding chips can not recognize each other, the application is limited in scope. The purpose of the design for the control of the microcontroller core, producing a
4、self-learning ability of infrared remote control, multiple appliances can be achieved on the infrared remote control. To achieve the above functions, the design of an infrared remote control circuit, the concrete structure is divided into transmitter and receiver circuit. AT89C2051 as the control ce
5、nter to transmit signals to the control center AT89S52 received signal, the drive to achieve bi-directional thyristor switch and the lamp brightness control. Through careful analysis of design requirements and research, the final selection of an optimal solution, designed to control five remote cont
6、rol light switches, and the brightness of the lights all the way to the regulation. After testing, the circuit can realize the control of multiple devices, in line with technical requirements. Key Words: Remote Control Circuit; AT89C2051; AT89S52 - 3 - 目 录 1 引言 .1 2 总体设计 .2 2.1 方案比 较 .2 2.1.1 总体方案比较
7、 .2 2.1.2 单片机的选择 .3 2.1.3 显示电路的选择 .3 2.2 系统简介 .3 3 硬件设计 .6 3.1 单片机 AT89S52 .6 3.2 单片机 AT89C2051 .7 3.3红外发射电路 .8 3.4红外接收电路 .8 3.5控制部分 .9 3.6 LED显示电路 . 11 4 软件设计 .14 4.1系统的功能实现 .14 4.1.1遥控码的编码格式 .14 4.1.2遥控码的发射 .14 4.1.3数码帧的接收处理 .14 4.2发射编码的软件设计 .15 4.3接收编码的软件设计 .17 5 测试结果及其分析 .19 6 结束语 .21 致 谢 . 错误 !
8、未定义书签。 参考文献 .22 附录 1 实验原理图 .23 附录 2 程序清单 .24 - 1 - 1 引言 随着电子技术的飞速发展，新型大规模集成电路的不断出现，使遥控技术有了日新月异的发展。近年来，遥控技术在工业生产，家用电器，安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。红外遥控技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已较成熟。是一种把红外线作为载体的遥控方式，具有对环境影响小，隐蔽性强，控制距离远，结构简单，可靠性高等一系列优点。 本设计利用红外传输控制指 令及智能控制系统，借助单片机强大灵活的控制功能发出脉冲编码，组成一个红外遥控系统。 该红外遥控器能记忆多
9、个红外指令。当进行学习时，微处理器开始解码，数据被存入片外存储器中。当进行遥控时，通过按键选择对应的控制功能，微处理器调用相应功能的红外编码。其中 红外通讯的发射部分是把待发送的部分转换成一定格式的脉冲，然后驱动红外发光管向外发送数据。红外通讯的接收部分则是完成红外线的接收、放大、解调，还原成格式相同，高低电位相反的脉冲信号 1。 为实现上述功能，在系统的设计上也有一系列的要求：被控设备的控制实时反应时间要 短；能根据控制系统要求对红外控制指令信号精确编码；抗干扰能力强，不产生误动作；整个系统的操作便捷，成本低廉。 - 2 - 2 总体设计 根据任务书的要求， 以单片机为控制核心，设计红外发射
10、、接收电路，存储电路，键盘输入电路和显示电路，并制作一个具有自学习能力的红外遥控器，可以实现对多路电器的红外遥控，可以拟定以下的几种方案。 2.1 方案比较 2.1.1 总体方案比较 方案一： 简易红外遥控电路 在不需要多路控制的应用场合，可以使用由常规集成电路 组成的单通道红外遥控电路。由于该方案是简单的单通道控 制，可直接产生一个控制功能的震荡频率， 再通过红外发光二极管发射出去。 当红外接收头接收到控制频率时，由一个电路对其进行解调并产生相应的控制功能。 它是一个简单的 单通道红外遥控电路。这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码器，因此成本较低 。该方案未采用单片机控制，功能过于单一，仅
11、能对一路电器进行简单的遥控。 方案二： 红外线发射 /接收控制电路均采用单片机来实现，输出控制方式可选择，实用性强。 当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。当红外接收器接收到控制脉冲后，由控制方式选择开关选择是 “互锁”还是单路控制，再由单片机处理后，对相应的受控电器产生控制。 方案二 采用单片机来实现，电路简单，实用性强。 虽可控制多个电器，但控制功能过于单调，仅能实现电器开关的控制，实用价值不大。 方案三：用单片机制作一个红外电器遥控器，可以分别控制多个电器的电源开关，并且带记忆性。 当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。 当
12、红外接收器接收到控制脉冲后，经单片机处理由显示设备显示出当前受控- 3 - 电器的序号并且进行存储。 方案三不仅可用控制键实现对电器的控制，而且可记忆、方便实用。并且本设计用 到的元器件较少，电路相对简单实用，因此本设计采用方案三。 2.1.2 单片机的选择 方案一：采用凌阳单片机作为处理器。 该学习型设计所需编写程序比较简单，功能也比较少，使用 凌阳 单片机过于 复杂，大材小用。 方案二：采用 8031 系列单片机 。但是 8031 系列单片机没有内 部程序存储器，学习型红外遥控设计需要编写程序，那么就需要外部扩展，比较麻烦。 方案三：红外发射部分采用 AT89C2051 单片机，接收部分采
13、用 AT89S52 单片机，该两种单片机都具有较大的程序存储器，使系统不需要扩展就能满足设计要求，故采用方案三。 2.1.3 显示电路的选择 方案一： LED 数码管接口非常简单，不需要专用的驱动程序，在设计程序时也非常的简单。 方案二： LCD 显示的字比较丰富，也比较清楚，给人的感觉很好，但是接口复杂，且要自己造字库，难度不小。 对于本设计遥控器的接收电路来说，在配置一 些指示灯的前提下，只显示数字就够了， 故没必要采用 LCD，用 LED 数码管就够了 。 2.2 系统简介 通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。设计的电路由以下几个基本模块组成：直流稳压电源，红外发射电路，红外接收电
14、路及控制部分 2。系统框图如图 2-1 所示。 - 4 - 图 2-1 系统总体框图 红外遥控电路发射器主要由单片机、操作键盘和红外发射电路三部分组成。当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射 3。控制系统采用 5V 电源，具有低功耗空闲和掉电方式控制。红外遥控电路发射电路原理图如图 2-2 所示。 图 2-2 红外遥控电路发射原理框图 红外遥控电路接收器主要由单片机、指示电路 、 红外接收电路 和输出控制电路四个 部分组成。当红外接收器接收到控制脉冲后，由单片机处理，由显示设备- 5 - 显示 出当前受控电器 的序号，并判断是否对灯泡进行调光。系统采用 5V 单电源供
15、电 ，能满足低功耗空闲状态，并具有掉电记忆控制功能 4。红外遥控电路接收电路原理图如图 2-3 所示。 图 2-3 红外遥控电路接收原理框图 - 6 - 3 硬件设计 3.1 单片机 AT89S52 AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS 8 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 在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
16、AT89S52 是用静态逻辑设计的，提供两种可用软件来选择的省电方式，即空闲方式和掉电方式。空闲方式时， CPU 停止工作， RAM、定时器 /计数器、串行口和中断系统都继续工作。掉电方式时，片内振荡器停止工作，只保存片内RAM 的内容，指导下一次硬件复位为止。 该单片机内部资源丰富功能强大，集成了内部看门狗、双数据指针、在系统编程（串行下载目标程序）等功能，软硬件调试方便，对于开发来说是极为便利。另外，其本身较大的存储器使得本系统不需要扩展即能满足设计要求。 AT89S52 的引脚说明如下： 1.P0 端口是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动
17、 8 个 TTL 输入，对端口写 1 时，又可作高阻抗输入端使用。在访问外部程序和数据存储器时，它是多时分路转换的地址 /数据总线，在访问期间激活内部的上拉电阻。 2.P1 端口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P1 的输出缓冲器可驱动 4 个 TTL 输入。对端口写 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，可做输入口用。 P1 作输入口时，通过内部的上拉电阻，被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。 3.P2 端口是一个带 有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P2 的输出缓冲器可驱动 4 个 TTL 输入。对端口写 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，可做输入口用。 P2 作输入口时，通过内部的上拉电阻，被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在访问外部程序存储器和 16 位地址的外部数据存储器时， P2
