[学士论文]毕业设计-单片机电器遥控器设计

1、 毕业设计说明书题目： 基于单片机的电器遥控器设计 院 系： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： Graduation ThesisTopic: A Design about the Tele-controller Based on SCMDepartment: Specialty: Number: Name: Faculty Advise: Accomplish Date: 毕 业 设 计 任 务 书设计题目： 基于单片机的电器遥控器的设计 学 号： 学生姓名： 专业： 指导教师姓名职称： 系主任： 一、主要内容及根本要求设计并制作一电器遥控器。该装置要求：能控制电器数目；

2、 6，其中5个用于控制电器的电源开关、一个用于对电灯进行亮度控制；遥控距离：不小于20米；遥控角度：不小于120度。该电器遥控器由发射器和接收器两局部组成，其中接收器局部要有调光灯的亮度等级数码显示，电器电源采用继电器控制，其线包驱动电流不小于5mA。 二、重点研究的问题 数控调频发射。 三、进度安排各阶段完成的内容起止时间1查阅资料、熟悉设计内容05年1月3月中2总体方案设计及单元电路设计并提出元器件清单3月中旬4月1号3单元电路组装与调试4月2号4月15号4系统软件设计、软件调试及仿真4月16号4月30号5整机联调与参数测试5月1号5月206整理资料、拟写设计报告5月21号6月5号7修改设

3、计报告，准备辩论6月6号6月10号四、应搜集的资料及主要参考书1、查阅国内外该类仪器的相关资料，写出关于该类仪器目前的现状及动态综述。2、主要参考书：1、?电子测量? 蒋焕文等编著，中国计量出版社，北京，1998.5，第二版2、?单片机原理与应用? 杨恢先等主编，国防科大出版社，2003.3，3、?51系列单片机设计实例? 褛然苗等编著，北京航空航天大学出版社，2003，4、?电子线路设计、实验、测试?谢自美主编，华中理工大出版社。毕业论文设计鉴定意见学 号 学生姓名： 专业： 电子信息工程 毕业论文设计说明书 38 页 图表 19 张 论文设计题目：基于单片机的电器遥控器设计内容提要：通过对

4、设计要求地认真分析和研究，拿出了几种可行方案，最终选定了一个最正确方案。该方案是采用先进的单片机技术实现遥控的主要手段。我们所设计的遥控器能控制5个电器的电源开关，并且可对一路电灯进行亮度的调节。设计说明书从硬件设计，系统的功能实现方法，遥控的发射及接收控制流程及软件设计上具体介绍了该电路的详细情况，并给出了电路硬件和软件的调试以及测试结果。指 导 教 师 评 语指导教师姓名职称： 年 月 日辩论简要情况及评语辩论小组组长： 成 员： 、 、 年 月 日辩论委员会意见评定成绩辩论委员会主任： 年 月 日毕业论文设计评阅表院系 专业 学号 姓名 论文设计题目： 基于单片机的电器遥控器设计 评阅人

5、姓名职称： 评阅日期： 评价工程评 价 内 容选 题1.是否符合培养目标，表达学科、专业特点和教学方案的根本要求，到达综合训练的目的；2.难度、份量是否适当。能 力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表是否完备、整洁、正确，引文是否标准；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值

6、或实际应用价值，有无创新之处。工作量工作量是否饱满，含论文篇幅、图纸等是否到达规定要求。综合评价目 录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l _Toc106159260 基于单片机的电器遥控器设计 PAGEREF _Toc106159260 h 3 HYPERLINK l _Toc106159261 文献综述 PAGEREF _Toc106159261 h 4 HYPERLINK l _Toc106159262 一遥控技术的种类 PAGEREF _Toc106159262 h 4 HYPERLINK l _Toc106159263 二、红外遥控技术的研究现状和成果 PAGEREF

7、 _Toc106159263 h 6 HYPERLINK l _Toc106159264 第1章 总体设计方案 PAGEREF _Toc106159264 h 9 HYPERLINK l _Toc106159265 方案一：简易红外遥控电路 PAGEREF _Toc106159265 h 9 HYPERLINK l _Toc106159266 方案二：利用红外遥控开关电路 PAGEREF _Toc106159266 h 10 HYPERLINK l _Toc106159267 方案三：利用红外遥控开关电路 PAGEREF _Toc106159267 h 11 HYPERLINK l _Toc1

8、06159268 方案比拟 PAGEREF _Toc106159268 h 12 HYPERLINK l _Toc106159269 第2章 系统硬件电路设计 PAGEREF _Toc106159269 h 13 HYPERLINK l _Toc106159270 器件选择 PAGEREF _Toc106159270 h 13 HYPERLINK l _Toc106159271 2.1.1 单片机的选择 PAGEREF _Toc106159271 h 13 HYPERLINK l _Toc106159272 2.1.2 显示器件选择 PAGEREF _Toc106159272 h 14 HYP

9、ERLINK l _Toc106159273 调光器件选择 PAGEREF _Toc106159273 h 14 HYPERLINK l _Toc106159274 2.1.4 按键控制方式选择 PAGEREF _Toc106159274 h 15 HYPERLINK l _Toc106159275 2.2.电路设计： PAGEREF _Toc106159275 h 15 HYPERLINK l _Toc106159276 发射电路局部 PAGEREF _Toc106159276 h 15 HYPERLINK l _Toc106159277 遥控发射器遥控方式 PAGEREF _Toc1061

10、59277 h 15 HYPERLINK l _Toc106159278 发射电路的设计 PAGEREF _Toc106159278 h 16 HYPERLINK l _Toc106159279 遥控发射器电路原理图 PAGEREF _Toc106159279 h 18 HYPERLINK l _Toc106159280 接收电路局部 PAGEREF _Toc106159280 h 19 HYPERLINK l _Toc106159281 红外遥控接收器的接收过程 PAGEREF _Toc106159281 h 19 HYPERLINK l _Toc106159282 遥控接收器电路原理图 P

11、AGEREF _Toc106159282 h 19 HYPERLINK l _Toc106159283 2.3.系统功能实现方法 PAGEREF _Toc106159283 h 20 HYPERLINK l _Toc106159284 遥控码的编码格式 PAGEREF _Toc106159284 h 20 HYPERLINK l _Toc106159285 遥控码的发射 PAGEREF _Toc106159285 h 21 HYPERLINK l _Toc106159286 数据帧的接收处理 PAGEREF _Toc106159286 h 21 HYPERLINK l _Toc10615928

12、7 2.4.遥控发射及接收控制电路的软件设计 PAGEREF _Toc106159287 h 22 HYPERLINK l _Toc106159288 遥控发射局部： PAGEREF _Toc106159288 h 22 HYPERLINK l _Toc106159289 遥控接收局部: PAGEREF _Toc106159289 h 24 HYPERLINK l _Toc106159290 第3章 设计调试 PAGEREF _Toc106159290 h 26 HYPERLINK l _Toc106159291 调试步骤: PAGEREF _Toc106159291 h 26 HYPERLI

13、NK l _Toc106159292 第4章 结束语 PAGEREF _Toc106159292 h 28 HYPERLINK l _Toc106159293 附录参考文献及计算机程序清单 PAGEREF _Toc106159293 h 29 HYPERLINK l _Toc106159294 参考文献： PAGEREF _Toc106159294 h 29 HYPERLINK l _Toc106159295 程序清单 PAGEREF _Toc106159295 h 30基于单片机的电器遥控器设计摘要：通过对设计要求地认真分析和研究，拿出了几种可行方案，最终选定了一个最正确方案。该方案是采用先

14、进的单片机技术实现遥控的主要手段。我们所设计的遥控器能控制5个电器的电源开关，并且可对一路电灯进行亮度的调节。关键字：遥控电路，红外发射，红外接收，单片机A Design about the Tele-controller Based on SCM【abstract】After analyzing and researching on the request of the design, we take several blue print and we selected the best one in the end. The project make use of advanced SCM

15、 to realize the remote control. Remote controller we designed can dominate 5 electrical source switches and adjust the brightness of one light.【keyword】Remote controlling circuit Infrared emission Infrared receiving, SCM文献综述随着电子技术的飞速开展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使遥控技术有了日新月异的开展。遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、集成电路逐步开展到现在

16、的单片微型计算机，智能化程度大大提高。近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、平安保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。一遥控技术的种类电动常见的遥控电路一般有如下几种类型：声控、光控、无线电遥控、红外遥控等等。声控就是用声音去控制对象动作，一般采用驻极体话筒或压电陶瓷片作为传感元件来拾取声音，通过电路放大驱动后级电子开关动作。为防止外界音频干扰，可以采用超声波控制，但也有成心选用声频来进行控制的，比方用小孩发出的声音频率去控制声控玩具娃娃的哭笑动作等。 简单的单通道光控电路是利用光敏管受光以后内阻发生变化使电子开关的状态发生变化，传感器有光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻、光敏电池等等早期生产

17、的玻璃壳封制晶体管，刮掉外面黑色遮光油漆后就是一个不错的光敏管。这个光源既可以是可见光，也可以是红外线等不可见光源，不同的光敏元件有着不同的光谱。复杂一些的光控电路那么能够完成多通道开关或模拟量变化控制，应用极其广泛，可以说家家都有。因为带遥控的电视机、功放音响、VCD录像机等家用电器的遥控器都是利用红外线光源进行遥控的典例。上海现在有许多居民楼的走廊照明灯都采用了光控与声控相结合的电路，利用路过的人发出的脚步声、谈话声或其他声音去触发照明灯的声控电子开关，用光控电路使得照明灯在白天自动关闭停止响应。3.无线电遥控方式 无线电遥控电路比起声控或光控电路复杂多了，但控制距离也更远是它的主要特点，

18、光控、声控电路一般仅有几米到十几米的作用距离，而无线电遥控视不同的应用场合近可以是零点几米，远那么可以超越地球到达太空！它由发射电路和接收电路2局部组成，当接收机收到发射机发出的无线电波以后驱动电子开关电路工作。所以它的发射频率与接收频率必须是完全相同的。根据其发射的高频波形有等幅、调幅、调频、数字脉冲发射机，根据其控制的开关数目有单通道遥控和多通道遥控等。 等幅发射只能用于单通道控制，线路简单发射效率高但是抗干扰性极差。用固定的音频频率/b去调制高频发射波的b幅度所谓调制，就是使发射的高频电波随着音频频率的变化而产生相应变化的过程。，使发射的高频电波幅度随着音频频率的变化而产生相应变化，这就

19、是调幅发射。它可以用不同的音频频率去控制不同的开关通道，所以可以做成遥控多通道控制电路。由于调幅波的高频发射功率不能被全部利用，所以高频发射效率比拟低，但是因为它采用了音频调制的方法，所以大大提高了抗干扰的能力。 如果用固定频率的音频去调制高频发射波的频率，使得高频发射频率随着音频频率产生相应的频率偏移，这就是调频发射。因为调频发射发送的是高频等幅波高频全功率发射，充分利用了高频发射功率，所以在发射机的高频发射功率相同的情况下，控制距离比调幅波远得多。由于自然界里的干扰电波多数是调幅波，所以调频波的抗干扰性能也远远优于调幅波，缺点是调频接收电路相对调幅接收电路来说比拟复杂一些。 如果用于调制的

20、音频不是固定频率，而是直接用人的话音频率去调制高频发射波，那就是无线电对讲机了，发送接收的根本道理都一样。如果用数字信号去调制高频发射电波，那发射的就是高频脉冲波了。接收电镀虽然更复杂，但是各项技术指标均有提高，工作的可靠性、稳定性都是其他调制方式望尘莫及的。 ，由于发射功率过大会干扰和影响其他电子设备的正常工作飞机上不允许乘客使用 ，就是怕 的高频发射电波会干扰驾驶舱电子仪器的正常运行而产生事故。，所以每个国家都有专门的无线电管理委员会进行监督管理，对在不同场合、不同工作性质下使用的无线电波发射功率、发射频率均有严格的限制和规定。对于业余无线电爱好者，开辟有专门的业余波段提供使用。遥控有效距

21、离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。但由于上述发射功率、工作频率受到各种限制，一般可以从提高接收灵敏度、改善接收电路的抗干扰性能等方面入手去改良接收电路。 最初级的无线电遥控电路，接收采用简单的超再生电路，会产生“沙沙的电路特有噪声，当接收到发射机发出的与接收频率相同的高频等幅波时，噪声立刻被抑制，使后级的低频放大电路的输入状态改变而驱动电子开关动作。由于它只有在翻开或关闭发射机时产生对应的开关信号，所以只能工作在单通道遥控方式。而且当遥控距离拉长后，由于接收到的高频电波减弱，电路噪声将不能被完全抑制，此时的电子开关就处于极不稳定的临界状态，或开或关，这可是遥控电路的大忌！所以此遥控电路应

22、用范围很小。 调幅接收机接收到经过音频调制的高频调幅信号以后，通过检波级将音频信号截下送往后级放大电路。如果是多通道的接收机，一般用磁罐制作精密电感组成多级不同谐振频率的LC音频滤波电路，每级只允许与该级谐振频率相同的音频频率通过，经过处理转换成直流电平驱动后面的电子开关。接收机视遥控场合的不同要求可以是直放式、高放式、外差式等电路组合，抗干扰要求高的重要场所还可以增加二次变频电路加强平安系数。 无线电遥控电路的重点就是抗干扰和稳定性问题，所以电路里为了平安可能会设置了许多的附加电路。毕竟无线电遥控电路与无线电对讲机在平安要求方面大不一样，对讲机一句话没听清楚可以要求对方再说一遍，说错了还可以

23、纠正，用于重要场合的遥控器要是开关动作错了，也许就是人命关天的后果！红外遥控就是把红外线作为载体的遥控方式。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用 红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备。同时，由于采用红外线遥控器件时，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在日常工作生活中的应用越来越广泛。 二、红外遥控技术的研究现状和成果常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个局部。发射局部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；由于其内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。目前大量的使用的红外发

24、光二极管发出的红外线波长为940mm左右，外形与普通5发光二极管相同，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方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锯法来粗略判判定。接收局部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。红外发光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

25、接收到的信号比拟微弱，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集成电路。最近几年不管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、电源负GND和数据输出VO或OUT。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，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

26、行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz1238kHz。也有一些遥控系统采用36 kHz、40 kHz、56 kHz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；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。 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，现在红外遥控在加用电器、室内近距离小于10米遥控中得到了广泛的应用。多路控制的红外发射局部一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端

27、按下某一按键时，相应地接收端有不同地输出状态。接收端地输出状态大致可分为脉冲、电平、自馈、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，那么“高为有效；如静态时为高，那么“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

28、出形式为“反相。“互锁输出是指多个输出互相去除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其他如调光、调速、音响的输入选择等。“数据输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。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，以便以后适时地来取数据。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。参考文献：1李建华. 实用遥控器原理与制作.北京: 人民邮电

29、出版社,19962苏长赞. 红外线与超声波遥控. 北京: 人民邮电出版社,19953舒经文. 最新彩电机芯及其遥控系统的原理与维修. 北京: 电子工业出版社, 19934王明亮等. 播送.电视调频发送技术,上、下册. 北京: 中国播送电视出版社,19935梁延贵. 遥控电路可控硅触发电路语音电路分册 北京: 科学技术文献出版社,20026 李华. MCS-51系列单片机实用接口技术. 北京: 航天航空大学出版社,1999 7 康光华,陈大钦. 电子技术根底模拟局部.高等教育出版社.1999.6.8李建华. 实用遥控器原理与制作.北京: 人民邮电出版社,19969苏长赞. 红外线与超声波遥控.

30、北京: 人民邮电出版社,199510 焦李成.电流模式信号处理的进展与展望.电子学报.1992.207：8792第1章 总体设计方案 根据任务书的要求，利用单片机设计一个遥控开关电路，可以拟定以下的几种方案。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。这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码器，因此本钱较低。红外发射局部产生震荡频率红外发射 考虑到本方案电路是简单的单通道遥控器，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。红外接收局部受控电器解调控制红外接收 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

31、的控制功能。方案二：利用红外遥控开关电路红外线发射/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。方案结构图：红外发射局部：单片机遥控按钮红外发射 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。红外接收局部：红外接收单片机受控电器控制方式选择开关 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。方案三：利用红外遥控开关电路用单片机制作一个红外电器遥控器，可以分别控制5个电器的电源开关，和一个电灯开关，并且可以对电灯进行亮度的调光控制。红外发射局部结构图如下：单片机红外发射按键控制 当按

32、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。红外接收局部结构如下：受控电器电源开关显示单片机电灯红外接收调光电路 当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电器的序号，并判断是否对电灯进行调光，如需调光那么经调光电路处理后实现调光功能。方案比拟综上所述通过比拟三套方案，方案一未采用单片机控制，功能过于单一，仅能对一路电器进行简单的遥控；方案二和方案三的红外线发射/接收控制电路采用单片机来实现，电路简单，实用性强。方案二虽可虽可控制多个电器，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；方案三不仅可用控制键实现对电器的控制，而且可对一路电

33、灯进行亮度控制，方便实用。且本设计用到的元器件较少，电路相对简单实用。所以本设计采用方案三作为设计蓝本第2章 系统硬件电路设计 单片机的选择 本设计所用的单片机可以用C31, AT89C51,羚羊单片机等多种单片机来实现。但是C31没有内部存储器，本设计需要编写程序，那么就要用外部扩展，比拟麻烦。本设计所编写的程序比拟简单，功能也比拟少，如用羚羊单片机过于麻烦，大材小用，本设计所用到的输入输出端口也不是很多，所以我们决定用AT89C51单片机来完本钱设计，及方便也很实用。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器FPEROMFalsh Programmable and Erasa

34、ble Read Only Memory的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 ? 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 主要特性：与MCS-51 兼容4K字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环数据保存时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电

35、模式片内振荡器和时钟电路 显示器件选择在单片机应用系统中,使用的显示器主要有LED(发光二极管)和LCD(夜晶显示器)。这两种显示器本钱低廉，配置灵活，与单片机接口方便。但是他们也是各有特点的：LED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；LCD显示的字比拟丰富，也比拟清楚，给人的感觉很好，但是他接口复杂，且要自己造字库，难度不小。对于万用表来说，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就够了。调光器件选择因为本设计所用到的调光功能仅仅是调节电灯的亮暗，所以无需使用复杂的调光控制系统，可直接使用一个光电藕合器，来实现此功能。光电耦合器具有体

36、积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强。无触点且输入与输出在电气上完全隔离等特点，因而在各种电子设备上得到广泛的应用。光电耦合器可用于隔离电路、负载接口及各种家用电器等电路中。光电耦合器的种类较多,但在家电电路中,常见的只有4种结构:1.第一类,为发光二极管与光电晶体管封装的光电耦合器,结构为双列直插4引脚塑封,内部电路见表一,主要用于开关电源电路中。 2.第二类,为发光二极管与光电晶体管封装的光电耦合器,主要区别引脚结构不同,结构为双列直插6引脚塑封,内部电路见表一,也用于开关电源电路中。 3.第三类,为发光二极管与光电晶体管(附基极端子)封装的光电耦合器,结构为双列直插6引脚塑封,

37、内部电路见表一,主要用于AV转换音频电路中。 4.第四类,为发光二极管与光电二极管加晶体管(附基极端子)封装的光电耦合器,结构为双列直插6引脚塑封,内部电路见表一,主要用于AV转换视频电路中。本设计采用的就是第二类的一个型号为PS2021。 按键控制方式选择由于本设计所控制的电器数目较少，所以不用外接扩充键盘，直接使用单片机上的接口，直接使用8个点触式开关即可。2.2.电路设计：用单片机制作一个红外电器遥控器，可以分别控制5个电器的电源开关。并且可以对其中一路电灯进行亮度的调节控制。发射电路局部.1遥控发射器遥控方式本遥控发射器采用码分制遥控方式，码分制红外遥控就是指令信号产生电路以不同的脉冲

38、编码不同的脉冲数目及组合代表不同的控制指令。当不同的指令键被按下时，指令信号电路产生不同脉冲编码的指令信号，也就是进行编码，然后经调制电路调制，变为编码脉冲编码脉冲调制信号，再由驱动电路驱动红外发射器发射红外信号。整体过程如下：驱动红外发射调制指令编码指令键 本发射电路采用一个12M的晶体振荡器，产生相对应受控开关的脉冲频率，通过红外发射管发射出去。发射电路图如下：其中第9脚RST所接的是一个最简单的RC上电复位电路。P3.5接一个三级管发光二级管利用红外光为介质，将控制信以红外光脉冲的形式发射出去，由接收电路再进行放大，解调，信号复原。晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，本设计采用的是一

39、个NPN型的三级管9013，为了得到更大的放大倍数，采用了类似共射级接法。因为从p3.5口出来的为高电压，而三级管9013不能承受此电压，所以采用了一个阻值较大的电阻来起分压作用，从而缓冲了加到三级管上的电压。9013的工作特性如下：极限值：(Ta=25)参数名称符号额定值单位最高集电极-发射极电压VCEO20V最高集电极-基极电压VCBO40V最高发射极-基极电压VEBO5V最大集电极电流Ic500mA耗散功率Pc625mW最高结温Tj150贮存温度Tstg-55150电特性：(Ta=25)参数名称符号测试条件最小值最大值单位集电极-基极截止电流ICBOVCB=40V，IE=0150nA发射

40、极-基极截止电流IEBOVEB=5V，Ic=0150nA共发射极正向电流 传输比的静态值HFEVCE=1V，Ic=50mA64300集电极-发射极饱和电压VCESatIc=500mA，IB=50mAV基极-发射极饱和电压VBEsatIc=500mA，IB=50mAV红外发射管的工作电压一般为1.5至1.7v，不能直接用5V的电压加在上面，所以又接了一个39的电阻，起分流作用，以保证红外发射管正常工作。本设计采用的红外发射管为J16TE2-8A6R01M-SC其具体参数如下：型号：公司：EG&G Judson相应度Re MinA/W:600m相应度Re 暗电流IDA光普范围Min：800n光普范

41、围说明：相应时间tResps：反响电压VRv：总电容CT材料：Ge.3遥控发射器电路原理图下列图为该系统遥控发射器电路原理图，其中第1脚至第7脚接7个点触式的开关，第1脚至第5脚用来遥控电器电源开关，第6脚为可调光电灯的开关，第7脚，第8脚为调节电灯亮度的控制开关，当按第7脚开关时，电灯增亮，当按下第8脚时电灯减暗，第9脚为单片机的复位脚，采用简单的RC上复位电路，15脚作为红外线遥控码的输出口，用于输出40kHz载波编码，18,19脚接12MHz晶振2.2.2接收电路局部.1红外遥控接收器的接收过程红外接收前置放大解调指令解码记忆驱动执行 由上述可见，红外遥控系统中的指令信号及检出电路，在码

42、分制系统中由编码电路和解码电路构成，而且要有调制和解调的过程，因为码分制系统编码脉冲的频率极低，为超低频，如果不用调制与解调电路，外界突然的光线变化可能会对接收电路造成干扰，产生误动作，系统的抗干扰能力及可靠性就难以保证。.2遥控接收器电路原理图以下是为该系统的遥控接收器电原理图。第1至8接数码管，用来显示被控电灯开关的亮度，显出数字0至8，显0时最暗，显8时最亮。第35至39口接作为5个电器的电源控制输出。其中第34口为可调节亮度的电灯。第28脚为光电耦合调光灯的调光脉冲输出，第10脚为50Hz交流市电相位基准输入，第12脚为中断输入口，第11脚用于接收红外遥控码输入信号。遥控码的编码格式

43、该遥控器采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的码，最小为2个脉冲，最大为9个脉冲，为了使接收可靠，第一位码宽为3ms，其余为1ms，遥控码数据帧间隔大于10ms，如下列图所示：第10脚输出编码波形2.3.2遥控码的发射当某个被控电器的电源开关被按下时,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身出去。发射电路的第15脚的输出调制波如下列图所示:数据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(起始位)码的码宽进行验证.假设第一位低电平码的脉宽小于2ms,将作为错误码处理

44、.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,执行相应输出口的操作.下列图为红外线接收器输出的一帧遥控码波形图.遥控发射局部：开始 初始化 调用键扫描处理子程序 上图是遥控发射的主程序，首先初始化程序,然后调用键扫描处理子程序.扫键开始键按下？ 返回 N Y逐行扫描，按P口值查键号按键号转至相应的发射程序扫键过程:首先判断控制键是否按下,假设有控制键按下那么进行逐行扫描,按照P口值查找键号.最后按照键号转至相应的发射程序如下所示.发射开始装入发射脉冲个数R1发3ms脉冲停发1msR1-1=0返回 N发1ms脉冲停发1ms 红外信号发射过程:首先装入发射脉冲个数(发

45、射时为3ms脉冲,停发时为1ms脉冲),此时假设发射脉冲个数为1那么返回主程序,假设不为1那么发1ms脉冲,然后停发1ms脉冲,这样便结束整个发射过程.在实践中,采用红外线遥控方式时,由于受遥控距离,角度等影响,使用效果不是很好,如采用调频或调幅发射接收码,可提高遥控距离,并且没有角度影响:开始初始化按显示亮度数据设定调光脉冲延时值P3.0=0? N Y调延时程序 遥控接收局部的主程序及初始化及延时过程如上:首先初始化,然后按照显示亮度数据设定调光脉冲延时值,看P3.0口的脉冲是否为0,假设不为0那么调入延时程序,此时P2.7口输出调光脉冲然后返回;假设为0那么直接返回.中断开始低电平脉宽2m

46、s N Y接收并对低电平脉冲计数高电平脉宽3ms？ N 按脉冲个数至对应的功能程序 Y中断返回 中断过程:首先判断低电平脉宽度是否大于2ms,假设脉宽不到2ms,那么中断返回;假设低电平大于2ms,那么接收并地低电平脉冲计数,接下来看判断高电平脉宽度冲是否大于3ms,假设脉宽不到3ms,那么返回上一接收计数过程;假设高电平脉宽大于3ms,那么按照脉冲个数至对应功能程序.此时中断返回.第3章 设计调试控制电路板的安装与调试在整个电路的设计中占有重要位置，它是把理论付诸实践的过程，也是把纸面设计转变位实际产品的必经阶段。对试验阶段的电路板的安装一般有两种方式即焊接方式和面包板插接方式。使用面包板焊

47、接更加方便，容易更换线路和器件，而且可以屡次使用。本设计常用的调试仪器有：万用表、稳压电源、示波器、信号发生器等。调试步骤:1调试前不加电源的检查对照电路图和实际线路检查连线是否正确，包括错接、少接、多接等；用万用表电阻档检查焊接和接插是否良好；元器件引脚之间有无短路，连接处有无接触不良，二极管、三极管、集成电路和电解电容的极性是否正确；电源供电包括极性、信号源连线是否正确；电源端对地是否存在短路用万用表测量电阻。经过上述检查，我们发现我们所设计的电路存在错接和连接处不良接触的问题，经过细心的检查后，解决了上述的一些电路上的问题。2静态检测与调试断开信号源，把经过准确测量的电源接入电路，用万用

48、表电压档监测电源电压，观察有无异常现象：如冒烟、异常气味、手摸元器件发烫，电源短路等，如发现异常情况，立即切断电源，排除故障；我们的电路在此项测试中如无异常情况，接着我们又分别测量各关键点直流电压，如静态工作点、放大电路输入、输出端直流电压等是否在正常工作状态下，结果有个别电路不符，经过调整电路元器件参数、更换元器件，使电路最终工作在适宜的工作状态；对于放大电路我们还用示波器观察是否有自激发生。结果一切正常。3动态检测与调试动态调试是在静态调试的根底上进行的，调试的方法地在电路的输入端加上所需的信号源，并循着信号的注射逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标是否满足设计要求，如必要，要对电路参数

49、作进一步调整。发现问题，要设法找出原因，排除故障，继续进行。我们所设计的遥控器电路是采用码分制遥控方式，我们用示波器对发射电路输出端及接收电路输入端的信号波型的进行了检查，发现当按下不同的开关按钮时所显示的波型是不同的。这说明了此电路是工作在正常状态的。4调试考前须知经过我们自己动手调试电路。我们从问题之中总结出来一些常用电路调试的考前须知。1正确使用测量仪器的接地端，仪器的接地端与电路的接地端要可靠连接；2在信号较弱的输入端，尽可能使用屏蔽线连线，屏蔽线的外屏蔽层要接到公共地线上，在频率较高时要设法隔离连接线分布电容的影响，例如用示波器测量时应该使用示波器探头连接，以减少分布电容的影响。3测

50、量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。4测量仪器的带宽必须大于被测量电路的带宽。5正确选择测量点和测量6认真观察记录实验过程，包括条件、现象、数据、波形、相位等。7出现故障时要认真查找原因第4章 结束语经过几个月的努力，我们在*老师的耐心帮助和自己的努力下终于完成了此次设计，并按设计要求实现了遥控器的各项功能。通过这次设计使我们从中学到到了很多课本上学不到的知识，了解了红外遥控器的现状和开展趋势，并学会了用单片机开发产品的完整的过程，明白了设计的概念。通过自己亲自去动手和调试我明白的实践的重要性，明白了理论结合实践的含义，同时也大大的提高了自己的动手能力和团队合作能力，这在我以后

51、的工作中都是非常有用的。在这次设计中，*老师不厌其烦的给我讲解问题和修正错误，在此表示衷心的感谢！ 附录参考文献及计算机程序清单参考文献：1李建华. 实用遥控器原理与制作.北京: 人民邮电出版社,1996 2苏长赞. 红外线与超声波遥控. 北京: 人民邮电出版社,1995 3舒经文. 最新彩电机芯及其遥控系统的原理与维修. 北京: 电子工业出版社, 1993 4王明亮等. 播送.电视调频发送技术,上、下册. 北京: 中国播送电视出版社,1993 5梁延贵. 遥控电路可控硅触发电路语音电路分册 北京: 科学技术文献出版社,2002 6 李华. MCS-51系列单片机实用接口技术. 北京: 航天航

52、空大学出版社,1999 7 邱关源.电路.高等教育出版社.1989.第三版.8 焦李成.电流模式信号处理的进展与展望.电子学报.1992.207：87929 张肃文,陆兆文. 高频电子电路.高等教育出版社.1993.第三版.10 康光华,陈大钦. 电子技术根底模拟局部.高等教育出版社.1999.6.第四版. 11 陈汝全. 电子技术常用器件手册.北京:机械工业出版社,1994 12 鲁兵,杨楚民. 基于单片机系统的显示接口.机械与电子出版社,1992 13 孙函芳,徐爱卿. MCS-51系列单片机原理及应用.北京:北京航天航空大学,1996 14 何立民. MCS-51系列单片机应用系统设计,

53、系统配置与接口技术.北京: 北京航天航空大学,1995 15 陈书开,潭汉松. 单片计算机的硬件软件及设计.湖南: 中南工业大学出版社,1994程序清单伪定义: KEYY EQU P0 主 程 序 和 中 断 程 序 入 口ORG 0000HORG AJMP STARTORG 0003H RETIORG 000BH RETIORG 0013H RETIORG 001BH LJMP INTT1ORG 0023H RETIORG 002BH RETI 初 始 化 程 序CLEARMEMIO: CLR A DEC A MOV P0,A MOV P1,A MOV P2,A MOV P3,ACLEARM

54、EM: MOV SP,#70H MOV IE,#00H MOV IP,#01H MOV TMOD,#22H MOV TH1,#0F3H MOV TL1,#0F3H SETB EA RET主程序START: LCALL CLEARMEMIO;MAIN: LCALL KEYWORK LJMP MAIN NOP NOP NOP LJMP START; T1中断效劳程序 RET1KEYWORK: MOV KEYY,#0FFH CLR KEYX0 CLR KEYX1 CLR KEYX2 CLR KEYX3 MOV A,KEYY MOV B,A CJNE A,#0FFH,KEYHITKEYOUT: RET

55、;KEYHIT: LCALL DL10MS MOV A,KEYY CJNE A,B,KEYOUT SETB KEYX1 SETB KEYX2 SETB KEYX3 MOV A,KEYY CJNE A,#0FFH,KEYVAL0 SETB KEYX0 CLR KEYX1 MOV A,KEYY CJNE A,#0FFH,KEYVAL1 SETB KEYX1 CLR KEYX2 MOV A,KEYY CJNE A,#0FFH,KEYVAL2 SETB KEYX2 CLR KEYX3 MOV A,KEYY CJNE A,#0FFH,KEYVAL3 LJMP KEYOUT;KEYVAL0: MOV R2

56、,#00H LJMP KEYVAL4;KEYVAL1: MOV R2,#08H LJMP KEYVAL4;KEYVAL2: MOV R2,#10H LJMP KEYVAL4;KEYVAL3: MOV R2,#18H LJMP KEYVAL4;KEYVAL4: MOV DPTR,#KEYVALTAB MOV B,A CLR A MOV R0,AKEYVAL5: MOV A,R0 SUBB A,#08H JNC KEYOUT MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR INC R0 CJNE A,B,KEYVAL5 DEC R0 MOV A,R0 ADD A,R2 MOV B,A RL A AD

57、D A,B MOV DPTR,#KEYFUNTAB JMP A+DPTRKEYFUNTAB: LJMP KEYFUN00 LJMP KEYFUN01 LJMP KEYFUN02 LJMP KEYFUN03 LJMP KEYFUN04 LJMP KEYFUN05 LJMP KEYFUN06 LJMP KEYFUN07KEYVALTAB DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,ODFH,0BFH,7FH; RET;KEYFUN00: MOV A,#02H LJMP REMOTE RET;KEYFUN01: MOV A,#03H LJMP REMOTE RET;KEYFUN02: MOV A,#04H LJMP REMOTE RET;KEYFUN03: MOV A,#05H LJMP REMOTE RET;KEYFUN04: MOV A,#06H LJMP REMOTE RET;KEYFUN0