毕业设计姓名：专业：班级：指导教师：课程设计任务书姓名：钟思专业：自动化班级：1301班设计课题：基于单片机的红外线遥控器设计指导教师：电子信息工程系印制二○一五年十二月目录第一章红外发射部分 (1)1、设计要求与指标 (1)2、红外遥感发射系统的设计 (1)3、红外发射电路的设计 (2)4、调试结果及其分析 (3)第二章红外接受部分 (4)1、红外遥控系统的设计 (4)2、系统的功能实现方法 (9)3、红外接受电路图 (10)4、软件设计： (10)5、调试结果及分析： (10)6、结论： (11)参考文献 (11)第一章红外发射部分1.设计要求与指标红外遥控是目前使用较多的一种遥控手段。
功能强、成本低等特点。
系统。
设计要求利用红外传输控制指令及智能控制系统，借助微处理器强大灵活的控制功能发出脉冲编码，组成的一个遥控系统。
本设计的主要技术指标如下：(1) 遥控范围：0 —1 米(2) 显示可控制的通道(3) 灵敏可靠，抗干扰能力强(4) 控制用电器电流最高为2 A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。
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；多路遥控。
红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，系统采用编/ 解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。
设计的电路由几个基本模块组成：直流稳压电源，红外发射电路，红外接收电路及控制部分。
发射电路，利用遥控发射利用键盘，这种代码指令信号调制在40KH z 的载波上，激励红外光二极管产生具有脉冲串的红外波，通过空间的传送到受控机的遥控接收器。
2.红外遥感发射系统的设计红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，系统采用编/解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。
发射系统设计的电路由如下的几个基本模块组成：直流稳压电源，红外发射电路。
系统框图如图所示。
3.红外发射电路的设计3.1.摇控码的编码格式采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms 的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms 的组合二进制的“1”。
3.2遥控码的发射当某个操作按键按下时，单片机先读出键值，然后根据键值设定遥控码的脉冲个数，再调制成40kHz 方波由红外线发光管发射出去。
P3.5 端口的输出调制波如图2 － 2 所示。
图2-2单一按键波形图2-2连续按键波形3.3 红外发射电路图遥控发射通过键盘，每按下一个键，即产生具有不同的编码数字脉冲，这种代码指令信号调制在40KH z 的载波上，激励红外光二极管产生不同的脉冲，通过空间的传送到受控机的遥控接收器。
电路如下图所示。
4 调试结果及其分析(1) 电路要求遥控控制距离为0 —1m ，在利用38KHz 的接收头时，虽然能接收到信号，但是接收的距离很有限。
经过反复调试，换用40KHz 的接收头时基本满足了设计需求。
(2) 由于将3ms 的接收脉冲放在1ms 的后面，编码解调出现错误，导致接受端无信号输出。
解决方法是将3ms 的接收脉冲放在前面就可以接收到信号。
单片机进行数码帧的接收处理，3 ms 的脉冲检验，当第一位低电平码的脉宽小于2 ms时就会错误处理。
在初始化过程中，将P1 口全置0 ，但是继电器仍工作，通过反复调试，将初始化的P1口全置 1 ，通过反向使得输出全为0 ，从而满足上电复位，继电器掉电，满足初始化要求。
第二章红外接受部分1.红外遥控系统的设计红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，系统采用编/ 解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。
设计的电路由如下的几个基本模块组成：红外发射电路，红外接收电路及控制部分。
1 .系统框图(如图3 －1 所示)2. XTAL2 接外部晶体的另一个引脚。
在单片机内部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端。
采用外部振荡器时，此引脚应悬浮不连接。
3. 输入/ 输出引脚P0.0 ～P0.7 、P10. ～P 1 .7 、P2.0 ～P2.7 和P3.0 ～P3.7 。
①P0 端口（P0.0 ～P0.7 ）P0 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8 个TTL 输入，对端口写 1 时，又可作高阻抗输入端用。
在访问外部程序和数据存储器时，它是分时多路转换的地址（低8位）/ 数据总线，在访问期间激活了内部的上拉电阻。
②P 1 端口（P 1 .0 ～P 1 .7 ）P 1 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 端口。
P 1 的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）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，这时可用作输入口。
因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
③P2 端口（P2.0 ～P2.7 ）P2 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（吸收或输出电流方式）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，P2 作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，这时可用作输入口。
P2作为输入口时，因为有内部的上拉电阻，那些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( 如执行MOVX @ DPTR 指令)时，P2 送出高8 位地址。
在访问8 位地址的外部数据存储器( 如执行MOVX @ R i , A 指令)时，P2口引脚上的内容，在整个访问期间不会改变。
④P3 端口（P3.0 ～P3.7 ）P3 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( 吸收或输出电流方式)4 个TTL 输入。
对端输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
在AT89C52 中，P3 端口还用于一些专门功能，这些兼用功能如下：(1) P3.0 RXD （串行输入口）(2) P3.1 TXD （串行输出口）(3) P3.2 /INT0 （外部中断0 ）(4) P3.3 /INT1 （外部中断1 ）(5) P3.4 T0 （记时器0 外部输入）(6) P3.5 T1 （记时器1 外部输入）(7) P3.6 /WR （外部数据存储器写选通）(8) P3.7 /RD （外部数据存储器读选通）(9) P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号4. 振荡器特性：XTAL1 和XTAL2 分别为反向放大器，该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石英震荡和陶瓷震荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2 应不接。
由于输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
5. 芯片擦除：整个PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，ALE 管脚处于低电平10ms 来完成。
在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1 ”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
主控制器采用ATMEL公司的8位单片机AT89C52。
AT89C52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable) 的可反复擦写1000 次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS -51指令系统。
图3-9：主控制器电路原理图2.系统的功能实现方法2.1摇控码的编码格式采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms 的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms 的组合二进制的“1”，其波形如图4所示。
图4 遥控码的“1”和“0”红外遥控发射芯片采用PPM 编码方式,当发射器按键按下后, 将周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms 的编码脉冲。
遥控编码脉冲由前导码、16 位地址码（8 位地址码、8 位地址码的反码）和16 位操作码（8 位操作码、8 位操作码的反码）组成。
通过对用户码的检验，每个遥控器只能控制一个设备动作，这样可以有效地防止多个设备之间的干扰。
编码后面还要有编码的反码，用来检验编码接收的正确性，防止误操作，增强系统的可靠性。
前导码是一个遥控码的起始部分，由一个9ms 的高电平( 起始码) 和一个 4. 5ms 的低电平( 结果码) 组成，作为接受数据的准备脉冲。
图5 发送一组完整的编码脉冲上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38khz的载频进行二次调制以提高发射频率，然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。
2.2遥控码的发射当某个操作按键按下时，单片机先读出键值，然后根据键值设定遥控码的脉冲个数，再调制成40kHz 方波由红外线发光管发射出去。
P3.5 端口的输出调制波如图4 － 1 所示。
2.3数码帧的接收处理当红外线接收器输出脉冲帧数据时，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，将对第一位码的码宽进行验证。
若第一位低电平码的的脉宽小于2ms ，将作为错误码处理。
当间隔位的高电平脉宽大于3ms 时，结束接收，然后根据累加器 A 中的脉冲个数，执行相应输出口操作。
图4 －2 就是红外线接收器输出的一帧遥控码波形图。
3.红外接受电路图在接收过程中，脉冲通过光学滤波器和红外二极管转换为40KHZ的电信号，此信号经过放大，检波，整形，解调，送到解码与接口电路。
如图 5 － 1 所示。
通常，红外遥控器将遥控信号(二进制脉冲码) 调制在40KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，产生红外信号发射出去。
将上述的遥控编码脉冲对频率为40 KHz( 周期为26.3ms) 的载波信号进行脉幅调制(PAM ) ，再经缓冲放大后送到红外发光管，将遥控信号发射出去。
4.软件设计：本系统的软件程序主要包括主程序、接收解码程序、发射程序、遥控器学习识别程序几个大的模块程序。
5.调试结果及分析：本电路总共设计了21个输入按键，其中11个为特殊按键，其他键均为数字键。
当输入一个按键0时，通过红外发射和接收电路，对应的继电器 1 的设备工作，液晶显示十六进制代码。
当按下按键 1 时，数码管显示不同的十六进制代码。
以此类推0—9号数字键功能同上，特殊按键，根据按的特殊按键的不同，会实现不同功能，如快进。
本设计在调试过程中也遇到很多问题。
1. 电路要求遥控控制距离为0 —1m ，在利用38KHz 的接收头时，虽然能接收到信号，但是接收的距离很有限。
经过反复调试，换用40KHz 的接收头时基本满足了设计需求。
在初始化过程中，将P1 口全置0 ，但是继电器仍工作，通过反复调试，将初始化的P1口全置 1 ，通过反向使得输出全为0 ，从而满足上电复位，继电器掉电，满足初始化要求。