遥控信号的单片机控制毕业论文

1、. . . . 毕业论文(设计)报告题 目:遥控信号的单片机控制 系 部: 计算机科学系 专业名称: 计算机应用技术（控制方向） 班 级: 12计算机应用技术（一）班 姓 名: 余大川 学 号: A123GZ053010xxxx 指导教师: xxxx 2014 年 11 月 25 日36 / 49 余大川性别男学号A123GZ0530101023（系）专业 计算机科学系论文（设计）题目 遥控信号的单片机控制课题来源课题类别编程+检测选题原因条件分析： 首先，我本身学的专业是计算机应用技术（控制方向），代码的编写和仿真是我的主修课，而遥控信号的单片机控制是其中的一部分。其次，遥控信号的单片机控制

2、在各个领域也有广泛的运用，所以更需要对遥控信号的单片机控制进行了解与研究。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。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；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。红外遥控虽然被广泛应用，但各产商的遥控器不能相互兼容。当今市场上的红外线遥控装置一般采用专用的遥控编码与解码集成电路，但编程灵活性较低，且产品多相互绑定，不能复用，故应用围有限。而本文采用单片机进行遥控系统的应用设计，遥控装置将同时具有编程灵活、控制围广、体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特

3、点，因此采用单片机的红外遥控技术具有广阔的发展前景。指导教师意见：系部毕业论文（设计）小组意见：签名（章）：年 月 日毕业论文(设计)任务书 系 部 计算机科学系 班 级 12计算机应用技术（1）班 姓 名 余大川 学 号 A23 论文题目 遥控信号的单片机控制 指导教师 周庆国 2014年 11 月 25 日容和要求： 1.本文以AT89S52单片机作为核心，综合应用单片机的中断系统、定时器等知识和应用红外线的优势来设计。 2. 遥控发射器通过对红外发射频率的控制来区别不同的操作。 3.遥控接收器通过对红外光接收频率的识别，判断出控制操作，来完成整个红外发射器、接收过程。 4.在控制器中主要

4、包括红外线信号的接收、信号的整形和放大、解码、信号的软件处理、控制等功能。将原编码信号送入单片机AT89S52中进行信号识别、解码，然后进行相应的处理，达到控制电器的目的。指导教师签字 年 月 日 毕业论文设计指导教师成绩评定表学生余大川班级计算机应用技术（1）班学号A123GZ0530101023题目遥控信号的单片机控制评价容具体要求分值评分调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；有收集、加工各种信息与获取新知识的能力。10分析与实践能力理论分析与计算正确，有较强的实际动手能力、分析能力和计算机应用能力。20基础理论专业知识能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能对课题进行理论分析，得出有

5、价值的结论。20论文(设计）写作质量立论正确，论述充分，结论严谨合理； 分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统-，编号齐全，书写工整规，图表完备、整洁、正确；论文有应用价值、设计结果达到要求。30学习态度工作质量按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律； 工作作风严谨务实。10创新有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10总分×30%总分 指导教师评语是否可以提交答辩是否指导教师签字 年 月 日毕业论文设计评阅教师成绩评定表学生余大川班级计算机应用技术（1）班学号A123GZ0530101023题目遥控信号的单片机控制评价容具体要求分值评分文

6、献综述综述简练完整,有见解；有收集、加工各种信息与获取新知识的能力。10论文(设计) 写作质量立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确, 符号统一,编号齐全,书写工整规,图表完备、整洁、正确:论文结果有应用价值、设计结果达到要求。70工作量与难度工作量饱满,难度较大。10创新有创新意识:对前人工作有改进或突破, 或有独特见解。10总分×30%总分 评阅教师评语是否可以提交答辩是否评阅教师签字年 月 日 摘要随着科技的发展，越来越多的现代化电器走进了普通老百姓的家庭，而这些家用电器大都由红外遥控器控制，本文在总结和分析大量资料的基础上，设计一款以

7、AT89S52单片机为核心的红外遥控器，能够达到学习和动手的能力，具有一定的现实意义。 采用红外技术和单片机技术，首先将各个按键进行编码，当不同的指令键被按下时，指令信号电路产生不同冲编码的指令信号，也就是进行编码，然后经芯片进行调制从而产生不同的编码信号，再由驱动电路驱动红外发射器发射红外信号。把单片机等产生的编码控制信号，经由调制电路调制为32-40KHz的方波信号（提高发射效率、降低功耗）。再经由驱动电路驱动红外发光二极管（IRED）发出红外遥控信号；在接收端使用与发送端新配对的红外光电二极管，接收含有控制信号的红外信号，在将该红外信号解调为电信号后，再送入AT89C51单片机进行解码，

8、以得到相应的控制信号，从而完成红外信息的传送，最后在屏幕上显示相应的数字。关键词：控制器 ；红外；遥控；单片机控制ABSTRACT With the development of science and technology，Modern appliances more and more into the ordinary families，These home appliances are mostly composed of infrared remote control，Based on the review and analysis of a large amount of data

9、on the，Design of a AT89S52 microcontroller as the core of the infrared remote controller，To achieve the ability of learning and hands-on，Has certain practical significance。 Using infrared technology and the SCM technology，First, each key code，When the instruction of different key is pressed，Command

10、signal circuit generates a command signal at different code，That is to encode，Then the chip to generate different code signals modulation，Then the drive circuit to drive the infrared emitter emits infrared signal。The singlechip control signal generated code，Through the modulation circuit for 32-40KH

11、z square wave signal(improve emission efficiency, reduce power consumption)。Through the drive circuit to drive an infrared light-emitting diode (IRED)Emit infrared remote control signal，In the use and sending and receiving end new paired infrared photodiode，Receives the infrared signal containing co

12、ntrol signal，In the infrared signal is demodulated into electrical signals，And then into the AT89C51 microcontroller decoding，To get the corresponding control signal，Transfer to complete infrared information，Finally, the corresponding digital display on the screen。Keywords:controller；infrared；teleco

13、ntrol；Single chip microcomputer control前 言红外遥控是一种短距离无线通讯技术，红外通信技术具有性价比高、实现简单、抗电磁干扰能力强、空间接入灵活等特点，在红外遥控、军工企业、家电制造，特别是在现场环境恶劣，需要非电信号进行点对点直线数据传输的场合，其扮演者重要角色。单片机技术的不断发展，为红外通信的研究与应用提供了一个便捷的平台。作为一款8位单片机，AT89S52具有较强的功能，其便于用较低的成本构成一个较大的系统，在低功耗、实时性要求高的工控场合拥有较大的优势。红外线接收头是集成红外线接受PD二极管，放大、滤波和比较器输出等的IC模块，通常可以按频率分

14、为36.9,40,56.7KHz可按不同需求选择使用不同频点分类，红外接收头是用来接收红外信号的电子元器件，红外接收头的应用领域也越来越广泛，比如常用的红外遥控，红外感应，红外数据读取等。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本文集中介绍了一种基于AT89S52的红外遥控与控制系统设计中的控制器的设计方法，其中包含着红外接收、解码、光电隔离等

15、较为宽泛的电路要点，整个系统有着特殊的思路，在今后的研究中可以借鉴。目 录一、绪论11.1论文研究的背景与意义11.1.1论文研究的背景11.1.2论文研究的意义11.2研究的现状以与发展趋势21.2.1研究的现状21.2.2遥控系统的发展趋势21.3研究的容和方法31.3.1研究的容31.3.2研究的方法3二、遥控信号的单片机控制的总体设计32.1 本文研究的方案32.2遥控系统的主要功能42.3遥控系统的组成部分与结构框图4三 控制模块的硬件设计53.1 单片机主控模块53.1.2引脚说明63.2单片机外围电路图83.2.1电源电路83.2.2 复位电路93.2.3 独立按键93.2.4数

16、码管103.3 红外遥控解码实验硬件11四、控制模块的软件设计124.1红外接收头的简介与工作原理124.1.1红外遥控器的简介与工作原理144.2遥控系统的电路设计174.2.1信号发射电路174.2.2遥控发射编码格式194.3 数据帧的接收处理194.4 红外遥控器的按键分析204.4 红外线遥控发射流程图214.5 红外线遥控接收流程图224.6程序代码234.7仿真结果与说明28五、总结与展望33结 论34参考文献35声 明36致 37一、绪论1.1论文研究的背景与意义1.1.1论文研究的背景60年代初，一些发达国家开始研究民用产品的遥控技术，但由于受到当时技术条件的限制，遥控技术发

17、展很缓慢。70年代末，随着大规模集成电路和计算机技术的发展，遥控技术得到快速的进步。在遥控方式上大体经历了从高成本的有线到成本低廉控制方便的无线控制。无论采用何种方式，准确无误传送信号，最终达到满意的控制效果是非常重要的。红外遥控系统主要由遥控发生器、一体化接收头、单片机、接口电路组成。遥控器用来产生遥控编码脉冲，驱动红外发射管输出红外遥控信号，遥控接收头完成对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲，遥控编码脉冲是一组串行二进制码，对于一般的遥控红外系统，此串行码输入到微控制器，由其部CPU完成对遥控指令解码，并执行相应的遥控功能。使用遥控器作为遥控系统的输入，需要解决如下几个关键问题

18、：如何接收红外遥控信号；如何识别红外遥控信号以与解码软件的设计、控制程序的设计。红外遥控技术在工农业，通信技术，家用电器等多种领域中得到了广泛的应用，特别是在门禁系统中的应用，更加收到了人们的瞩目。本设计的红外线遥控就是将红外遥控技术和单片机技术应用结合的一种方案。他的特点是：抗干扰能力强，工作可靠，使用方便，传递信息准确可靠，几乎让传统电器匹配智能电器。红外遥控作为一种高科技产品，在很多领域已经成为主导产品，现在它正以飞快的速度进入寻常百姓家。为我们所熟知。1.1.2论文研究的意义 随着科技的发展，人们的节奏也越来越快，随着人们对方便，快捷的要求也不断增高。遥控器的出现，在一定程度上满足人们

19、这个要求，遥控器是由高产的发明家Robert Adler在五十年代发明的。而红外遥控是20世纪70十年代才开始发展起来的一种远程控制技术，其原理是利用红外线来传递控制信号，实现对控制对象的远距离控制，具体来讲，就是有发射器发出红外线指令信号，有接收器接收下来并对信号进行处理，最后实现对控制对象的各种功能的远程控制。 伴随着计算机技术的进步，无线通信技术和自动控制技术也得到了飞速的发展。同时计算机等信息工具以与一些新的技术和产品不断的进入普通老百姓的家中，其中遥控器在里面也显得有非常重要的作用。而目前使用最多的红外遥控器具有如下的功能，就是用户在对各种家用电器进行操作的时候。不需要离得很近，在遥

20、控器离家电有几米甚至几十米外的距离都能够对其操作。通过对存储和控制各个子系统的信息，来实现对各个行业有关遥控器电器的控制，以达到解决人们的工作方便、生活简单。具有广泛的发展前景。1.2研究的现状以与发展趋势1.2.1研究的现状随着科技的日益发展，人们对近距离的现场遥控以与无线通信的技术指标要求越来越高，尤其是在模拟锁像环集成电路和感器技术的巨大进步下，大大加速了这个进程。目前无线产品在各个领域已相当普遍的使用，但大多存在这很大的局限性，如：电路复杂，计算难度大且多数运用的是模拟电路。这不仅使其抗干扰能力差、准确度低，也加剧了电路的调式和维修难度。于是越来越多的遥控系统和数据通信系统引入了不可见

21、的红外线作为传输媒介进行通信，组成了无线红外遥控系统。红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有信息传输可靠、抗干扰能力强、安全度高、功耗低、成本低、易实现等的优点。是目前应用最为广泛的一种通信和遥控手段。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。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；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。不必像无线电遥控器那样，每套（发射器和接收器）要有不同的遥控频率或编码（否则，就会隔墙控制或干扰别的电器）。所以同类产品的红外线遥控器，可以有一样的遥控频率或编码，而不会

22、出现遥控信号“串门”的情况。以达到准确度高，速度快、即方便等优点，从人让人们随心所欲的操作电器。在以后的各个行业中遥控技术将不断的得到推广。1.2.2遥控系统的发展趋势 红外线是太线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家赫歇尔于1800年发现，又称为红外热辐射。太谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.751000m。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.751.50m之间；中红外线，波长为1.506.0m之间；远红外线，波长为6.0l000m 之间。 红外技术发展的先导是红外探测器的发展。1800年,FW赫歇尔发现红外辐射时使用的是水银温度计,这是最原始的热敏型红外探

23、测器。20世纪初开始,测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱,证明了红外技术在物质分析中的价值。30年代,首次出现红外光谱代,以后,它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。40年代初,光电型红外探测器问世,以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器,其性能优良、结构牢靠。50年代,半导体物理学的迅速发展,使光电型红外探测器得到新的推动。到60年初期,对于13、35和813微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。到现在,在固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面都得到快速的发展,使红外技术在军、民两用方面都得到了广泛的普与。1.3研究的容和方法1.3.1研究的容 通过单片

24、机、数字电子技术、模拟电子技术等课程，结合实践加深对所学的知识的解，通过设计红外线遥控电路，进一步掌握单片机等理论知识的运用，加深了解电子元件特别是集成电路（芯片）的结构与功能，同时在设计过程中增加自己的动手能力以与独立思考的能力，为以后在社会立足添加了经验。 本文主要是设计一个基于单片机的红外线遥控器控制，即使用红外线遥控技术，单片机来实现红外信号的发射和接收，同时利用数码显示传递的信息。本文设计要求主要利用AT89S52作为本设计的核心元件。辅助电路要求包括发射模块电路、接收模块电路、电源电路等。1.3.2研究的方法我现在了遥控信号的单片机控制这个题目后，去图书馆查阅有关红外线、单片机的书

25、籍，上网搜索资料，去探究红外线遥控技术的基本原理。遥控器分为发射器和接收器两部分，我先研究遥控发射器，遥控发射器电路采用红外线发光二极管发出经过调制的红外光波；再研究遥控接收器，接收器红外发射器的红外光波转换为相应的电信号，再送放大器处理还原成信号。最后对遥控器进行总结。二、遥控信号的单片机控制的总体设计2.1 本文研究的方案本系统采用单片机AT89S52作为本设计的核心元件。利用红外线遥控发射、接收的工作原理以与单片机外部中断的原理而制作的一款遥控开关。通用红外遥控系统优由发射和接受两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如下图所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红

26、外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解码、解码电路。遥控开关时在通用红外遥控系统的基础上加以改进实现的。其实质就是将红外遥控接收部分采用单片机AT89C51来控制。即当一体化红外接收器收到红外控制信号后，将光信号转变成电信号，经放大、解调、滤波后，将原编码信号送入单片机AT89C51中进行信号识别、解码，然后进行相应的处理，达到控制电器的目的。2.2遥控系统的主要功能系统采用单片机AT89S52作为本设计的核心元件。利用红外线遥控发射、接收的工作原理以与单片机外部中断的原理而制作的一款遥控开关。通用红外遥控系统优由发射和接受两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如下图所

27、示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解码、解码电路。遥控开关时在通用红外遥控系统的基础上加以改进实现的。其实质就是将红外遥控接收部分采用单片机AT89C51来控制。即当一体化红外接收器收到红外控制信号后，将光信号转变成电信号，经放大、解调、滤波后，将原编码信号送入单片机AT89C51中进行信号识别、解码，然后进行相应的处理，达到控制电器的目的。2.3遥控系统的组成部分与结构框图显示红外线接收电路红外线发射电路AT89S52单片机按键矩阵图2-1红外遥控系统的组成 系统组成如图2-1所示，系统由发射部分和接收部分组成。发射部分采用脉冲个数编码，将待

28、发射信号调制成38KHz的载波信号，由红外发射管进行发射。接收部分由红外接收管进行解码接收，单片机通过对所接收信号的分析，输出相应的控制信号，由发光二极管和数码管指示出发射部分按下的按键号。按键矩阵：即矩阵盘电路，键盘在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据、传送指令等功能，是人工干预单片机的主要手段。键盘实质上是一组案件开关的集合。 AT89S52单片机：红外遥控系统的主核心，实现的系统信息的处理和调解等。 红外发射电路：将经过调制后的信号进行功率放大，并转换成红外信号发射出去。 红外接收电路：将接收到的红外信号转换成电信号，并放大将接收到的红外信号解调后转换成一定格式的串行数据传送给单片机

29、。 显示：经过处理后的信号被还原后，将信号显示出来。三 控制模块的硬件设计3.1 单片机主控模块AT89S52单片机为 ATMEL 所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flsah存储器。AT89S52主要功能列举如下：1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash2、晶片部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz）3、部程序存储器（ROM）为 8KB4、部数据存储器（RAM）为 256字节5、32 个可编程I/O 口线6、8 个中断向量源7、三个 16 位定时器/计数器8、三级加密程序存储器9、全双工UART串行通道10、AT89S52单片机方框图图3-

30、1 AT89S52单片机方框结构图3.1.2引脚说明AT89S52单片机引脚图如图3-1所示3-2 AT89S52引脚图AT89S52的引脚功能介绍：电源引脚：（40脚）电源正极VCC；（20脚）电源负极GND。复位引脚：（9脚）复位引脚RST。时钟信号输入输出引脚：（19脚）XTAL1；（18脚）XTAL2；外部ROM的读选通引脚：（29脚）PSEN（低电平有效）。地址锁存和ROM编程脉冲输入引脚：（30脚）ALE/PROG为高电平时为地址锁存允许控制信号；为低电平时为对部ROM编程脉冲输入端。 访问外部存储器控制引脚：（31脚）EA/VPP当接高电平时，可访问部和外部程序存储器；当接低电平

31、时只能访问外部程序存储器。1P0端口结构：P0口可以当作普通I/O口，也可以在系统外部扩展存储器的时候，输出低8位的地址。2P1口结构:P1口一般用作通用I/O端口，其可以用作位处理，各位都可以单独输出或输入信息。另外AT89S系列的（6脚）MOSI；（7脚）MISO；（8脚）SCK可用作程序下载。P1端口各位的第二功能P1端口的位第二功能注释P1.0T2T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EXT2EX（定时器/计数器T2的捕捉和重载触发信号控制）P1.2P1.3P1.4P1.5MOSI指令输入（编程用）P1.6MISO数据输出（编程用）P1.7SCK时钟输入（编程用

32、）3P2口结构:P2口可以当作普通I/O口，也可以在系统外部扩展存储器的时候，输出高8位的地址。4P3口部结构:P3端口是一个具有第二功能、且可位操作的端口。当作为普通I/O端口时，P3口可以进行位操作，是准双向端口。当系统需要扩展外部器件时，P3口可以作为第二功能使用。 P3端口各位的第二功能P3端口的位第二功能注释P3.0RXD串行数据输出P3.1TXD串行数据输入P3.2INT0外中断0信号输入端P3.3INT1外中断1信号输入端P3.4T0T0计数脉冲输入端P3.5T1T1计数脉冲输入端P3.6WR读外部数据存储器P3.7RD写外部数据存储器单片机4个8位I/O端口的不同结构

33、，决定了各自的应用围。例如，在一些复杂的应用系统中，只用一个单片机很难达到系统的要求，经常需要外部功能扩展。因此，单片机的P0口和P2口常用于组成16位地址总线。P0口用作8位数据总线，P3口由于其特有的第二功能，因此常用于传输和控制等，只有P1口可以真正的用于I/O操作。另外，在单片机应用时，P0口需要外加上拉电阻，而P1口、P2口和P3口部设置有上拉电阻，不用外加。这4个I/O端口均为准双向I/O端口，其驱动能力不同，P0口的驱动能力最强，可以驱动8个LSTTL负载，其余3个端口只能驱动4个LSTTL负载。3.2单片机外围电路图3.2.1电源电路6V电源的+6V端过D2二极管4007降压后

34、，到达整个电路的VCC，为整个电路供电电源。二极管的压降一般为o.7V，经过降压后的电压大概为5V左右。如图3-2所示。图3-3 电源电路3.2.2 复位电路图3-3中的C1、RESET、R1和MCU51，一起组成了本设计的复位电路，其中R1和C1是常用的阻容复位电路，当工作在瞬间上时，电容C1瞬间导通，+5V加载到单片机的第九引脚（reset）,系统完成了通电情况的热启动。设计此按键的好处是，当系统在死机的情况下，可以在不断电的情况下按下此按键，完成单片机的热启动。图3-4 复位电路3.2.3 独立按键如下图，由六个按键组成，每个按键的一端连接 IO 口，另一端直接连接 GND（0 电位）

35、。六个按键分别接入 P37-P32，只要按下按键，相应位的 IO 口位将被拉为低电平（0） ，程序可以判断相应位是否为 0 来确认按键已按下。图3-5 6路键盘按键结构 行列式的工作原理：按键设置在行、列线分别接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到+5V上。无按键的时候行线处于高电平状态，而当有按键按下的时候，行线电平状态由此行线相连的列线的电平线决定。列线的电平如果为低，则行线为低；列线的电平如果为高，则行线的电平为高；相反行线为高。这一点是识别行列式键盘是否按下的关键所在。只有在行列信号相互配合的情况下，才能确定闭合的位置。3.2.4 LED显示器常用的LED显示器为8段或7段（8段比7

36、段多了个小数点“dp”段）。每一个段对应以个发光二极管，这种显示器由共阴极和共阳极两种，如图3-3所示。共阴极的LED 显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常次共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二管亮，相应的段被实现。同样，共阳极LED显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此共阴极接正点压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，把不同段的发光二极管被点亮，相应的段被显示，为了使LED显示器显示不同的符号和数字，就要把不同段的发光二极管点亮，从而显示不同字型，因此，该段码称着为段码（或称这为字型代码）。7段发光二管在加上一个小数点，共计8段。因此提供给LED显示器的段码正好为1B

37、。各段字节中给位对应关系如下图3-4所示。图 3-6 8段LED结构与外形3.2.4数码管电路使用一个四位共阳型数码管， 四个公共阳级由三极管放大电流来驱动， 三极管由 P10-P13控制开与关。数码管的阴级由 P0 口经过电阻限流连接。图3-7数码管3.3 红外遥控解码实验硬件一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大整形于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积又很小巧，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输，广泛用于电视机、卫星接收机、VCD、DVD、音响、空调等家用电器中接收红外信号，图3-5是一体化接收头的引脚排列图，下载线是本站产品

38、配套的采用屏蔽线焊接的一体化红外接收头，接收更可靠本品AT89S52单片机四、控制模块的软件设计4.1红外接收头的简介与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

39、的近距离通信和信息转发。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。红外线我们都知道，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。其中红光的波长围为0.620.76m；紫光的波长围为0.380.46m。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0.761.5m之间的近红外线来传送控制信号的。常用的红外接收头有以下外形：IRM38A系列 IRM138S系列 IRM13B系列 MN系列 IRM338系列图4-1 常用的红外接收

40、头图本文采用的是H1838红外接收头，红外遥控系统，常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。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，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管一样，只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。接

41、收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用PC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源（GND）和数据输出（VO或OUT）。红外

42、接收头的引脚排列因型号不同而不尽一样，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷1237.9 kHz38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。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；电

43、路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。因此，现在红外遥控在家用电器、室近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。多路控制的红外遥控系统 多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时，相应地在接收端有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”，

44、发射端松开键时，接收端“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除，在同一时间只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其它如调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出是指把一些发射键编上，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代

45、表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便后级适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。红外一体式发射接收器由于感应的是红外光，常见光对它的干扰较小，是在小车、机器人等制作中广泛采用的一种方式。红外一体式发射接收器检测黑线的原理为，由于黑色吸光，当红外发射管发出的光照射在上面后，反射的部分就较小，接收管接到的红外线也就较少，表现为电阻较大，通过外接的电

46、路就可以读出检测的状态，同理，当照射在白色表面时发射的红外线就比较多，表现为接收管的电阻就比较小。4.1.1红外遥控器的简介与工作原理红外线遥控是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以与玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。红外线是太线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射,他将太用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，

47、试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。 太谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.751000m。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.751.50m之间；中红外线，波长为1.506.0m之间；远红外线，波长为6.0l000m 之间。 真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理全完不同，白天不能使用，价格昂贵且需电源才能工作。电视遥控器使用的是专用集成发射芯片来实现遥控码的发射，如东芝TC9012，飞利浦SAA3010T等，通常彩电遥控信号的发射，就是将某个

48、按键所对应的控制指令和系统码（由0和1组成的系列）调制在38Kz的载波上，然后经放大，驱动红外发射管将信号发射出去。不同公司的遥控芯片，采用的遥控码也不一样。较普通的有两种，一种是NEC标准，一种是PHILIPS标准。本次实验采用的是NEC标准：NEC标准：遥控载波的频率为38KHz(占空比为1:3)；当某个按键按下时，系统首先发射一个完整的全码，如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。 一个完整的全码=引导码+用户码+用户码+数据码+数据反码。 其中，引导码高电平4.5ms，低电平4.5ms；系统码8位，数据码8位，共3

49、2位；其中前 16 位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后 16 位为 8 位的操作码和 8位的操作反码，用于核对数据是否接收准确。收端根据数据码做出应该执行什么动作的判断。连发代码是在持续按键时发送的码。它告知接收端，某键是在被连续地按着。NEC标准下的发射码表示图4-2 NEC标准下的发射码表示发射数据时0用“0.56ms高电平0.565ms低电平=1.125ms”表示，数据1用“高电平0.56ms低电平1.69ms=2.25ms”表示即发射码“0”表示发射38khz的红外线0.56ms，停止发射0.565ms，发射码“1”表示发射38khz的红外线0.5

50、6ms，停止发射1.69ms需要注意的是：当一体化接收头收到38kHz 红外信号时，输出端输出低电平，否则为高电平。所以一体化接收头输了的波形是与发射波形是反向的，如图                       图4-3 波形图PHILIPS标准：载波频率为38KHz；没有简码，点按键时，控制码在1和0之间切换，若持续按键，则控制码不变。一个全码起始码11控制码用户码+用户码

51、，如图所示。图4-4 控制码数据0用“低电平1.778ms高电平1.778ms”表示；数据用“高电平1.778ms低电平1.778ms”表示。 连续码重复延时114ms。 NEC、TOSHIBA、SAMSONG公司的编码格式有其共通之处：遥控全码都由“引导码+系统码+系统码(或系统码取反)+数据码+数据码取反”组成；数据“0”和“1”的定义一样；不同的只是引导码高低电平的持续时间不同，系统码位数有长有短，第一个简码和全码最后一位之间的延时不同，简码的引导脉冲不同等；所以可以把一样的部分做成通用子程序，包括产生数据“0”和“1”的子程序“ONE”和“ZERO”，9ms、4.5ms、2.25ms、

52、22ms、45ms等时间控制子程序。键值处理，可采用外中断的方式，有键按下时，就向CPU发出中断请求，当然这里面还包括了去抖动、多键同时按时只处理一键的处理部分。机芯的不同状态由单片机P3口的P3.5、P3.4、P3.1、P3.0四位的输入数值来区分判断，比如“0000”表示工作于东芝TC90××系列状态，“0001”则表示要求工作于NEC公司的PD61××系列状态。判断了是哪一只键按下以与处于机芯的哪种状态以后，程序就严格按照相应的遥控编码方式来进行遥控码的发射，也就是说将一定时段、一定数值的电平脉冲调制在38KHz载波上，逐一发射出去。4.2遥控系统

53、的电路设计4.2.1信号发射电路 采用脉冲宽调制的串行码，以脉冲宽为0.565ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”：以脉冲宽为0.565ms、间隔为1.685ms、周期为2.25ms的组合二进制的“1”，如图4-2-1所示。图4-5 遥控码的“0”和“1”（注：所有的波形为接送端的与发射相反） 上述“0”和“1”组成的32 位二进制码经38Khz的载频进行调制以提高发射频率，达到降低电源功率的目的。然后再通过红外发光二极管产生红外线向空间发射，如图4-2所示。图 4-6 遥控信号编码波形图遥控器在按下后，周期性的发出一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随着

54、它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45ms到63ms左右，如图4-3所示。 引导码 连发码 连发码 图4-7 遥控连发信号波形当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码（9ms）,一个结果码（4.5ms）,低8位地址码（9ms18ms）,高8位地址码（9ms18ms）,8位数据码（9ms18ms）和这8位数据的反码（9ms18ms）组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。 红外线发送电路由4001MOS或非门38Khz振动器，单片机发送控制电路和红外线发送管驱动输出电路组成，当单片机p3.4口输出为“0”时，发射管