毕业设计论文 红外线报警器设计

1、 毕 业 论 文红外线报警器设计目 录摘要41 前言42 设计方案思路 53. 总体设计 5 3.1 单片机的产生与发展 6 3.2 红外通信技术概述 7 3.2.1红外概述 7 3.2.2 选择红外遥控的原因 9 3.2.3红外的简单发射接收原理 9 3.3 设计目的与原理 9 3.4 单片机红外遥控发射器设计原理 103.5 单片机红外遥控接收器设计原理 114 系统硬件电路设计 124.1有关STC89C52单片机的介绍 124.2定时器/计数器 144.3 复位电路 144.4 红外发射接收电路的设计 165 系统软件设计 205.1遥控发射器程序设计 205.2 遥控接收器程序设计

2、216 红外线收发技术PCB图 257 实物图268 结束语 269 参考文献27 红外线报警器设计作 者：黄建邦 指导老师：甘伟 (东莞职业技术学院2009级电子工程系，东莞 523808) 摘要：随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。本设计主要应用了STC89C52单片机作为核心，综合应用了

3、单片机中断系统、定时器、计数器等知识，应用红外光的优点。遥控操作的不同，遥控发射器通过对红外光发射频率的控制来区别不同的操作。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，来完成整个红外遥控发射、接收过程。其优点硬件电路简单，软件功能完善，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。 关键词：单片机，红外遥控，中断，定时，计数，频率 1 前言随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽，所以采用以电子技术、传感器技术为基础的安全防范技

4、术的器材设备，并将其构成一个系统，将发挥最大的功能作用。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础，而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件热释电红外传感器，这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电信号，同时，它还能鉴别出运动的生物和其他非生物。热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。2 设计方案思路本次设计的思路是安装1个红外接收头

5、，1块12864液晶显示屏，一个蜂鸣器。1个遥控器，STC89C52最小系统，红外线接收头LF1638A，蜂鸣器接着报警，然后按下复位键，回到初始状态。在红外线工作时，当在红外线范围走过，蜂鸣器报警。遥控器可以控制报警和报警的时间。3. 总体设计 红外线报警器采用STC89C52作为主要的芯片来制作，STC89C5芯片的功能比较全。红外对射由发射管和接收管两部分组成，当发射管和接收管在某一角度的范围之内，接收头接收到发射管发出的红外信号时，相应的指示灯点亮。当有障碍物阻挡了红外对射管之间的信号传输，那么相应的指示灯熄灭，同时报警器鸣叫，提示报警。 开始红外发射电路一体化红外接收头单片机报警结束

6、图3-1本方案的红外基本原理 3.1 单片机的产生与发展 为适应社会发展的需要,微型计算机不断的更新换代,新产品层出不穷。在微型计算机的大家族中，几年来单片微型计算机异军突起，发展极为迅速。单片微型计算机（Sing-Chip Microcomputer）简称单片机。它是在一块芯片上集成中央微处理器（Central Processing Unit, CPU）、随机存取存储器（Random Access Memory, RAM）、只读存储器（Read Only Memory, ROM）、定时/计数器及I/O（Input/Output）接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。它的特点是：高性能，高

7、速度，体积小，价格低廉，稳定可靠，应用广泛。单片机的发展史并不长，它的产生和发展与计算机的产生与发展大体同步，也经历了四个阶段。第一阶段（1970年1974年）：为4位单片机阶段。这种单片机的特点是：价格便宜控制功能强，片内含有多种I/O接口，有的根据不同用途还配有许多专用接口，有些甚至还包括A/D转换器、D/A转换、声音合成等电路。丰富的I/O功能大大增强了四位单片机应用与录音机、摄像机、电视机、电冰箱、洗衣机、录像机和电子玩具等产品。第二阶段（1974年1978年）：为低中档8位单片机阶段。它是8位单片机的早期产品，以Inter公司的MCS-48系列单片机为代表，这个系列的单片机在片内集成

8、8位CPU、并行I/O口、8位定时/计数器、RAM和ROM等，中断处理较简单，片内RAM和ROM容量较小，且寻址范围不大于4KB。第三阶段（1978年1983年）：为高档8位单片机阶段。这类单片机在低、中档基础上发展起来的，其性能有明显提高。以Inter公司的MCS-48系列单片机为代表，在片内增加了串行接口，有多级中断处理系统，有16位定时/计数器，片内RAM、ROM容量增大，信纸范围可达64KB，有的片内带有A/D转换接口。这类单片机功能强，应用领域广，是目前各类单片机中应用最多的一种。第四阶段（1983年现在）：为8位单片机巩固发展阶段及16位单片机、32位单片机推出阶段。此阶段主要特点

9、是：一方面不断发展16位单片机、32位单片机及专用单片机。16位单片机除CPU为16位外，片内RAM为232B，ROM位8KB，片内带有高速输入输出部件，多通道10位A/D转换部件，中断处理为8级，其实时处理能力强。今年来，各个计算机厂家已进入高性能的32位单片机研制、生产阶段，32位单片机除了具有更高的集成度外，主振频率已达20MHz，这使32位单片机的数据处理速度比16位单片机快的多，性能比8位、16位单片机更加优越。需要提到的是，单片机的发展虽然经历了4位、8位、16位各阶段，但4位、8位、16位单片机仍各有其应用领域，如4位单片机在一些简单家用电器、高档玩具中仍有应用，8位单片机在中、

10、小规模应用场合仍占主流地位，16位单片机在比较复杂的控制系统中才有应用，32位单片机因控制领域对它的需求并不十分迫切，所以32位单片机在我过的应用并不多。正是由于单片机具有上述显著的特点，使单片机的应用范围日益扩大。单片机的应用打破了人们传统设计思想，原来很多用模拟电路、脉冲数字电路和逻辑部件来实现的功能，现在均可以使用单片机，使用软件来实现。使用单片机具有体积小、可靠性高、性能价格比高和容易产品化的优点。3.2 红外通信技术概述 3.2.1红外概述 从光学的角度而言，红外是频率低于红色光的不可见光，的无线光谱的整个频率中占有很小一个频率段，波长为0.75100微秒之间，其中0.753微秒之间

11、的红外光称为近红外，330微秒之间的红外光称为中红外，30100微秒之间的称为远红外。红外光就其性质而言很简单，与普通光线的频率特性没有很大的区别，但是，由于任何有热量的物体均有能量产生，所以红外的利用非常广泛，而且不可取代，能否检测红外、能测到多少红外或者红外检测的技术是否可以应用于任何自然的或想象的场合是红外应用技术的关键。 当今红外技术的一个重要分支是红外通信技术的应用，这个应用的发展非常迅速，尤其是红外通信应用于计算机设备中，近几年的发展已经表现出其非常成熟的特性。红外发射器 E18-D80NK-NE18-D80NK-N 是E18-D80NK 的升级版。改动部分主要是内部电路板和外部连

12、线。传感器外部接线，在末端增加了杜邦头，方便用户使用。E18-D80NK-N 这是一种集发射与接收于一体的光电传感器，发射光经过调制后发出，接收头对反射光进行解调输出。有效的避免了可见光的干扰。透镜的使用，也使得这款传感器最远可以检测80 厘米距离的问题（由于红外光的特性，不同颜色的物体，能探测的最大距离也有不同；白色物体最远，黑色物体最近）。检测障碍物的距离可以根据要求通过尾部的电位器旋钮进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多场合。电气特性： 红色：VCC；黑色：GND；黄色：OUT。 工作电压：5VD

13、C 工作电流：10-15mA 驱动电流：100mA 感应距离：3-80CM Sensing range: 3-80cm Sensing object: Translucency, opaque Supply voltage: DC5V Output operation: Normally open(O) Output: DC three-wire system(NPN)3.2.2 选择红外遥控的原因 无线遥控方式可分为无线电波式、声控式、超声波式和红外线式。由于无线电式容易对其它电视机和无线电通讯设备造成干扰，而且，系统本身的抗干扰性能也很差，误动作多，所以未能大量使用。超声波式频带较窄，易受

14、噪声干扰，系统抗干扰能力差以及声控式识别正确率低，难度大而未能大量采用。红外遥控方式是以红外线作为载体来传送控制信息的，同时随着电子技术的发展，单片机的出现，催生了数字编码方式的红外遥控系统的快速发展。另外，红外遥控具有很多的优点，例如红外线发射装置采用红外发光二极管，遥控发射器易于小型化且价格低廉；采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，增加遥控功能，提高信号传输的抗干扰性，减少误动作，而且功率消耗低；红外线不会向室外泄露，不会产生信号串扰；反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。所以现在很多无线遥控方式都采用红外遥控方式。3.2.3红外的简单发射接收原理 在发射端，输入

15、信号经放大后送入红外发射管发射，在接收端，接收管收到红外信号后，由放大器放大处理后还原成信号，这就是红外的简单发射接收原理。3.3 设计目的与原理 目前市场上一般采用的遥控编码及解码集成电路。此方案具有制作简单、容易等特点，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只适合用某一专用电器产品的应用,应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随意设定等优点6。本单片机遥控应用系统采用红外线发射频率的不同，来识别不同的遥控功能。当我们按下某一个按键的时候，由单片机识别出该按键后，由CPU向接有红外发射管的端口发射一定频率的脉冲，该脉冲与38KHz左右的载波脉冲进行

16、调制，然后将已调制的脉冲进行缓冲放大，激励红外发光二极管将电能转化为光能，使得红外发光二极管发射出一定频率的红外线7，当接收控制系统接收到该红外光后，由单片机内定时/计数器得到该红外光的频率，然后将该频率送往CPU，由CPU对该信号进行反编码，识别出控制信号，从而对控制电路实施控制功能。完成整个遥控功能。红外通信原理：红外遥控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。红外接收完成对红外信号的接收、放大、检波、整形，并解调出遥控编码脉冲。为了减少干扰，采用的是价格便宜性能可靠的一体化红外接收头(HS0038， 它接收红

17、外信号频率为38kHz，周期约26s) 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去控制相关对象。如图1 所示：3.4 单片机红外遥控发射器设计原理 单片机红外遥控发射器主要有单片机、行列式键盘、低功耗空闲方式控制电路、红外管发射电路以及单片机的一些电源、复位、震荡子电路组成。单片机不工作时一直处于低功耗状态，采用了空闲节电工作方式。当遥控器的某一按键被按下以后，外部中断1产生中断，唤醒单片机进入工作状态，查询键盘按下的是哪一个按键，当确认按键后，控制软件启动定时器T0、T1，T1作为发射时间控制器，T0作为红外线发射频率控制器，

18、T0定时溢出时中断程序使红外管接口电平反转一次，写入定时器的初值不同，在输出端口就得到不同的发射频率。T1定时溢出时中断程序关闭关闭T0定时器，停止红外线发射。其设计原理框图如下。红外管发射电路+5V电源按键控制电路STC89C52单片机单片机遥控发射器设计原理图3.5 单片机红外遥控接收器设计原理 单片机红外遥控接收器主要有单片机、红外遥控接收电路、状态指示电路、控制电路以及单片机的一些外围电路组成。利用单片机中的T0作为红外脉冲计数器，T1作为计数时间控制器。当电路中红外接收管接收到第一个红外脉冲时，外部中断1被触发，启动计数器T0和定时器T1。定时溢出，中断程序关闭计数器T0，读入计数值

19、并进行判断，确定操作对象（遥控按键）对其进行反转操作，控制电路对所控制的负载进行开或关11。还可对接收电路实行上锁功能，对控制电路上锁后，遥控器不能对控制电路实施遥控功能8。其设计原理方框图如下:STC89C52单片机红外接收电路状态指示电路控制电路+5V电源红外接收遥控电路原理框图在发射端，输入信号经放大后送入红外发射管发射，在接收端，接收管收到红外信号后，由放大器放大处理后还原成信号，这就是红外的简单发射接收原理。4系统硬件电路设计4.1有关STC89C52单片机的介绍 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵

20、巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率

21、35Mhz，6T/12T可选。 主要功能特性 标准MCS-51内核和指令系统 片内8kROM（可扩充64kB外部存储器） 32个双向I/O口 256x8bit内部RAM（可扩充64kB外部存储器） 3个16位可编程定时/计数器 时钟频率3.5-12/24/33MHz 向上或向下定时计数器 改进型快速编程脉冲算法 6个中断源 5.0V工作电压 全双工串行通信口 布尔处理器 帧错误侦测 4层优先级中断结构 自动地址识别 兼容TTL和CMOS逻辑电平 空闲和掉电节省模式 PDIP(40)和PLCC(44)封装形式管脚说明VCC：供电电压。 GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，

22、每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当

23、P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是

24、由于上拉的缘故。P3口作为AT89C51的一些特殊功能口，管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（计时器0外部输入） P3.5 T1（计时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频

25、率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA / VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是

26、否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性 外接石英晶体或者陶瓷谐振器以及电容C1、C2接在放大器的反馈回路（AT89C52内部有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大电路，XTAL1、XTAL2分别是该放大器的输入和输出端）中构成并联振荡电路。 为了使装置能够被外部时钟信号激活，XATL1应该有效，而XTAL2应该被悬空。由于输入到内部的时钟信号电路通过了

27、一个二分频的信号，外部信号的工作周期比没有别的要求，但是最大值和最小值的大小可以在数据表上观察出来。 当正 常工作时，外部振荡器可以计算出XTAL1上的电容，最大可达到100pF。这是由于振荡器电容和反馈电容之间的相互作用。当外部信号是标准高电平或者低电平时，电容不会超过20pF.4.2定时器/计数器 1）STC89C52单片机有两个可编程的定时器/计数器定时器/计数器0与定时器/计数器1，可有程序选择作为定时器用或作为计数器用，定时时间或记数值也可由程序设定。（2）每一个定时器/计数器具有4种工作方式，可用程序选择。（3）任一定时器/计数器在定时时间到或记数值到时，可有程序安排产生中断请求信

28、号或不产生中断请求信号。定时/计数器0和1的控制和状态寄存器特殊功能寄存器TMOD和TCON分别是定时/计数器0和1的控制和状态寄存器，用于控制和确定各定时/计数器的功能和工作模式。1模式控制寄存器TMODTMOD用于控制T0和T1的工作方式和4种工作模式。其中低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。其格式如下：GATE C/T非 M1 M0GATEC/T非 M1 M0GATE位：门控位。当GATE=1时，只有INTO非或INT1非引脚为高电平且TR0或TR1置1时，相应的定时/计数器才被选通工作；当GATE=0，则只要TR0和TR1置1，定时/计数器就被选通，而不管INT0非或INT1非的电

29、平是高还是低C/T非位：计数/定时功能选择位。C/T非=0，设置为定时器方式，计数器的输入是内部时钟脉冲，其周期等于机器周期。C/T非=1，设置为计数器方式，计数器的输入来自T0（P3.4）或T1（P3.5）端的外部脉冲。M1、M0位：工作模式选择位。2位可形成4中编码，对应4种工作模式，见下表：M1 M0功 能 描 述00 方式0：13位定时器/计数器 01方式1：16位定时器/计数器 10方式2：具有自动重装初值的8位定时器/计数器 11方式3：定时/计数器0分为两个8位定时/计数器，定时/计数器1在此方式无实用意义4.3 复位电路计算机在启动时，系统进入复位状态。在复位状态，CPU和系统

30、都处于一个确定的初始状态或成为原始状态，在这种状态下，所有的专用寄存器都赋予默认值。其复位状态见下表。表3.1 复位状态各寄存器初值专用寄存器 复位状态 专用寄存器 复位状态PCACC BPSW SPDPTR P0P3 IPIE 0000H00H00H00H07H 0000HFFH XXX0 0000B 0XX0 0000B TMOD TCONTH0TL0TH1TL1 SCON SBUF PCON00H00H00H00H00H00H00H XXXX XXXXB 0XXX 0000B单片机复位电路包括片内、片外两部分，片外复位电路通过引脚加到内部复位电路上，内部复位电路在每个机器周期S5P2对片

31、外信号采样一次，当RST引脚上出现连续两个机器周期的高电平时，单片机就完成一次复位。外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的，STC89C52通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式。4.4 红外发射接收电路的设计根据红外发射管本身的物理特性，必须要有载波信号与即将发射的信号相“与”，然后将相“与”后的信号送发射管，才能进行红外信号的发射传送，而在频率为38KHz的载波信号下，发射管的性能最好，发射距离最远，所以在硬件设计上，本设计采用38KHz的晶振产生载波信号，与发射信号进行逻辑“与”运算后，通过三极管的功率驱动到红外发光二极管上。 红外发送电路由4001MOS

32、或非门38KHz振荡器，单片机发送控制电路和红外发送管驱动输出电路组成，当单片机P3.4口输出为“0”时，发射管不发光，当单片机P3.4口输出为“1”时，红外发送管发出38KHz调制红外线。具体的发射波形与电路如下 图3.7 调制过程中的波形编码、解码(1) 二进制信号的调制二进制信号的调制由单片机来完成，它把编码后的二进制信号调制成频率为38kHz 的间断脉冲串，相当于用二进制信号的编码乘以频率为38kHz 的脉冲信号得到的间断脉冲串，即是调制后用于红外发射二极管发送的信号如图4 二进制码的调制所示(2) 红外接收需先进行解调，解调的过程是通过红外接收管进行接收的。其基本工作过程为：当接收到

33、调制信号时，输出高电平，否则输出为低电平，是调制的逆过程（图5 解调）。HS0038是一体化集成的红外接收器件，直接就可以输出解调后的高低电平信号；红外接收器HS0038的应用电路（图6）。（3）红外遥控发射芯片采用 PPM 编码方式,当发射器按键按下后 ,将发射一组 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

34、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。以脉宽为 0. 56ms 、周期为 1. 12ms 的组合表示二进制的 “0” ；以脉宽为 1. 68ms 、周期为 2. 24ms 的组合表示二进制的 “1” 。（4）单片机采用外部中断 INT0 管脚和红外接收头的信号线相连，中断方式为边沿触发方式。计算中断的间隔时间，来区分前导码、二进制的 “1” 、 “0” 码。并将 8 位操作码提取出来在数码管上显示。红外接收头输出的原始遥控数据信号,正好和发射端倒向.也就是以前发射端原始信号是高电平,那接

35、收头输出的就是低电平,反之.软件原理：开始时发射一个特定的同步码头，对于接收端而言就是一个9ms的低电平,和一个4.5ms的高电平，这个同步码头可以使程序知道从这个同步码头以后可以开始接收数据。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 的组合表示二进制的“1”。解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的高电平开始，不同的是低电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为1.685ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0

36、”和“1”。如果从0.56ms低电平过后，开始延时，0.56ms以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms 左右即可。根据红外编码的格式，程序应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。HS0038红外接收器，接收红外遥控器发射的信号，输出DATA口和单片机的外部中断0P3.2口相连。当有红外信号时，触发中断查询中断时间，并和红外起始码，“0”、“1”、终止码的时间进行

37、比较。从而检测红外的操作码。整体流程图 （1）发射部分：通过中断产生38K 的载波，TX 端口产生发送的数据，然后经过与门放大经发射管发射数据：38k 载波 第一列有效发送数据 第二列对管发射数据 第三列2）接受部分：HS0038A2接受到38k载波时，会输出低电平，否则输出高电平。将HS0038A2产生的信号经过非门后得的原来的信号。HS0038A2 产生信号 第一列经过非门后得到原来数据 第二列经过与门（3）设计思想简介：1：对输入的数据进行编码。2：对编码进行脉冲调制。3：信号放大后，通过发射管发送38khz信号。4：接收信号，进行解码。5：让51对信号进行处理（显示，统计，分析）。5

38、系统软件设计5.1遥控发射器程序设计 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，通常遥控信号的发射，就是将某个按键所对应的控制指令和系统码(由0和1组成的序列)，调制在38KHz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，采用的遥控码格式也不一样。较普遍的有两种，一种是NEC标准，一种是PHILIPS 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

39、）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32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“

40、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0.56ms，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5.2 遥控接收器程序设计红外线接收头LF1638A1特性：小型设计;内置专用IC;宽角度及长距离接收;抗干挠能力强;能抵挡环境干挠光线;低电压工作;2应用:视听器材(音箱,电视,录影机,碟机)家庭电器(冷气机,电风扇,电灯)其它红外线遥控产品;3应用电路图: 4原理图：5光电参数(T=25 Vcc=5v f0=38K

41、HZ)：6极限参数: 总体方案 软件设计是通过不断检测单片机上与红外对射电路相连的管脚的高、低电平，若测得单片机引脚上为高电平时，表示有人闯入，提示报警，数码管显示闯入的具体位置。 程序流程图开始延时检测电平延时检测电平报警显示结束图5-1 程序流程图6 红外线收发技术PCB图7 实物图 总结 经过两个多月的思考与查阅，终于完成了这篇毕业论文。通过多方面的审查，可以认为在硬件与软件的设计上是没有问题的，由于实验室条件的限制，不能亲自做实验仿真，不过经过我理论上的分析，应该是可以达成我的目标的。但是由于时间的仓促，本系统还存在很多的不足，虽然本系统有8路遥控开关控制，但是在实际遥控控制系统中，一般要求的控制操作不止8路，这就要求系统进行功能的扩展，由于单片机引脚的限制，如果要扩展功能，就必须应用组合键来操作，不过也可以应用多片单片机来实现，但如果这样设计必将使遥控器的体积增大。而现代电器正朝小型化发展，所以一般不采用这种方法。而是在改变电路硬件结构的基础上重新编程，这样整个设计过程就变的相对复杂，由于时间和水平的限制，在此不考虑这种情况。另外一点不足就是精