基于-单片机红外遥控设计

1、-. z基于单片机的红外线遥控电机设计 信息与控制工程系摘要：本文是经过实际制作和调试而来介绍基于单片机的红外线遥控电机的设计。在设计和制作过程中，采样的芯片有AT89C51、74LS00、红外线承受头等。同时还介绍设计、制作和调试过程中遇到的问题是如何解决的。该系统可以实现的功能：检测功能，自动判别功能，无线控制功能。工作原理 在实际的工程操作过程中，有一些地方是我们不希望其他的非工作人员到达的地方时，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。我们就要需要对这些地方施行一定的措施，对一些特定的装置施行无线遥控。实施无线遥控的优点有很多的，例如：可

2、以实现无线操作，智能操作，操作人员活动围大，使用方便，操控精准，无操作盲点。既可以省钱，又可以节省劳动力，同时，还可以对特定的人群和特定的设备实施保护；但无线遥控同样也有其缺点：遥控距离不可以太远，信号的错误接收，遥控的接收和发射围受到一定的限制等，虽然这些缺点通过一定的软件和硬件可以得到改善，但效果并不是很明显。单片机是一种智能化的芯片，在处理信号方面有其特大的优点。本设计，采样了两片AT89C51单片机芯片，这种芯片在市场上随处都可以买到的，价格也不是很贵，性能还算稳定，其芯片有40个引脚，4个I/O口，2个中断口，2个定时/计数器，芯片有4KB的存储，根本上可以满足一些小产品的开放。基于

3、单片机的红外线控制，其系统框图如下列图1-1： 遥控器发射端有8个可以自由设置的按键，一旦按键确定下来，其对应的单片机的端口功能也就确定下来了，这也将是软件设计的根底。当操作者按下发射端上对应的功能键键时，首先对应按键的脉冲信号传送给单片机的输入/输出口，触发相应的功能，按照对应的程序发出相应的脉冲个数，进而发射给遥控器接收端，接收端采样中断的处理的方法，对接收到的脉冲信号立即进展动作处理，之所以不采样查询的方式，是因为，可能会存在这样的一个状态，当脉冲信号来的时候，我就要执行器立即动作，可是现在的程序并没有执行到这里，那导致的后果就是已经传送过来的脉冲信号失效。当遥控器接收端接收到相应的脉冲

4、个数时候，此时发出相应的控制信号，来对驱动电路进展控制。在这个设计中，由于要对被控对象实施高精度的控制，所以对电动机的控制要求很高，按照控制的要求来说，我们本应该使用伺服电动机或是步进电机，同时配上脉冲编码器来实现的。但由于受到实验条件和实验器材的限制，我们对这个局部做了一个小小的处理，采样了中断和定时器中断来处理两个被检测信号。 当遥控系统出故障的时候，我们可以采用手动装置来实现和遥控一样的操作。这样就保证了系统的可靠工作。方案论证：一、硬件：遥控器发射端：方案一：采样纯数字电路的来实现对红外线线信号的发射，电路构造简单，调试方便。但一旦电路制作成功之后，调试到满意的性能后，电路就固定了，不

5、能够对原来的电路进展升级，要是想升级的话，就必须通过改变硬件电路的构造来实现特定的功能，同时，对实现功能的增加也是极不方便的。方案二：采样单片机电路来实现遥控器的发射功能，电路结果简单，电路的功能可以是自由改变的，可以自由的增加一些功能，对整个系统的升级是很方便的，只有通过对软件的改写就可以实现特定的功能，相对于通过纯数字电路来实现的功能来说具有更大的优势。鉴于实际工业现场的环境，在设计中，采样方案二是符合我们的功能要求，所以就选择了单片机电路来实现遥控器发射端的任务。详细电路见图2-1。图2-1 遥控器发射端电路图具体的动作过程：当操作者要实现一个工业动作的时候，只需要按下手中的遥控器按键，

6、就可以实现。例如：按键1的作用是加紧一个重物，只要操作者按下遥控器上按键1，一个低电平就传送到单片机的输入/输出口，单片机接收到这个信号的时候，将程序转移到对应的程序入口，发射相应的一个脉冲序列，这个脉冲序列，是唯一的，不会和其他脉冲数一样。在37KHZ脉冲载波下，将这个唯一的脉冲序列传送出来，发射个遥控器接收端。(2)遥控器接收端方案一：采样专用的红外线接收器，可以输出很准确的，很规的理想脉冲序列，但同样的也存在的问题，系统的升级和换代的不到很好的解决。只有改变硬件的电路，或者是增加硬件电路来实现特定的功能。使得问题复杂化，提高了系统的开销费用。方案二：采样单片机电路来实现红外线遥控器的接收

7、，也可以得到准确的脉冲序列，不会因为不是专用的芯片而使得脉冲序列有所丧失。同时也可以在单片机的P1口增加手动操作按键，这些按键的作用和遥控器上按键的作用上一样的，就是为了在遥控系统出问题的时候，我们操作者可以通过手动的按键来实现特定的功能，提高系统连续工作的可靠性。鉴于实际的工业应用，我们采样方案二来实现对红外线的接收。详细的电路图见图2-2： 图2-2 遥控器接收端电路图具体的动作过程：当红外线接收端接收到一个发射端发射的脉冲信号时，通过中断和计数器来对脉冲序列信号进展处理，中断响应立即执行相应的操作功能，计算器对传来的脉冲个数进展计数，识别功能键号。而当遥控器系统出现问题的时候，只需要通过

8、操作手动按键就可以来实现和遥控器一样的功能。控制与驱动电路方案一：采样直接控制的方法。由于单片机输出的信号，从电压来看，确实是5V。但是，从电流来看，小的很。也就是说单片机直接来对H桥式电路实施控制，是行不通的，在实际的调试中，我们已经得到了验证了。方案二：采样一个74LS00来实现信号的放大，具体的就是的通过单片机的端口电压信号来控制74LS00的输出信号，这个信号电压仍然是5V，但是它的输出电流大大的增加，在对H桥式电路实施控制的时候，明显的可以看出。鉴于单片机输出的电流信号太弱，所以采样了一个74LS00来对电流信号进展放大。详细的电路见图2-3、图2-4：具体的工作过程：例如两台电动机

9、同时动作的时候，可以假设单片机端口的控制信号，分别为P0.0=0、P0.11、P0.31、P0.41，规定P0.0=0、P0.11、 P0.31、P0.41的时候，电动机1为反转;当P2.0=1、P2.11、P2.30、P2.51时,电动机2为正转。此时，P0.0、P0.1、P0.3、 P0.4、 P2.0、P2.1、P2.3、 P2.5口通过74LS00芯片对电流信号进展放大，通过74LS00的输出口给H桥实施控制。使得相应的三极管基极得电，此时三极管相当于开关，形成一条电流得通路，电动机得电，按照特定得规律旋转。此时，如果被控制的对象受到一定外界因素的影响或是不满足功能要求的时候，这个时候

10、就会从检测装置传来一个中断信号，对系统实施强制性的动作；如果单片机的旋转满足了一定的功能要求，脉冲编码器也会传来一个信号的，此时我们利用计数器对这一路实施强制性的中断。 图2-3 控制电路执行器方案一：采样普通的直流电动机。普通电动机容易在市场上买到，可以很方便的进展使用和编程。但是对控制的精度不够。方案二：采样步进电机。步进电机用电脉冲信号进展控制，以实现对生产过程或设备的数字控制。它可以把脉冲数转化为角位移，其编程不是很困难。在设计的设计的过程中，我们采样的都是步进电机和脉冲编码器结合起来进展设计的。将步进电动机所转的角度通过锯齿来形成一系列的脉冲数，这些脉冲数是通过脉冲编码器来记录的，当

11、满足设定值时，单片机就动作。 图2-4 电动机驱动H桥式电路检测装置此局部主要包括重量检测和高度检测，重量检测采样霍尔元件；高度检测通过脉冲编码器来实现。由于实际的检测元件价格很高，在一般的地方买不到，所以这局部采用的是一个开关来模拟的。(5)系统总电路图2-5：二、软件1遥控器发射端程序流程图：2遥控器接收端程序流程图：3检测装置程序流程图：由于采用了开关量来实现,所以就不很简单了.程序流程就省略.4源程序：遥控器发射程序 * 初始化程序 * CLEAR: MOV P0,*00H MOV P2,*00H CLR P3.5 RET* 键盘消抖动程序* KEYWORK: MOV A,*0FFH

12、MOV P0,A MOV A,P0 CPL A ANL A,*00H JZ NE*T LCALL DD NE*T: MOV A,*0FFH MOV P2,A MOV A,P2 CPL A ANL A,*00H JZ KEYWORK LCALL DD0 DD: LCALL DL10MS MOV A,*0FFH MOV P0,A MOV A,P0 CPL A ANL A,*00H DD0: MOV A,*0FFH MOV P2,A MOV A,P2 CPL A ANL A,*00H RET* 延时10ms程序*DL10MS: MOV R4,*90DL10MS1: MOV R3,*54DELAY:

13、DJNZ R3,DELAY DJNZ R4,DL10MS1 NOP NOP NOP NOP NOP NOP RET * 主程序 * ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START:LCALL CLEAR LCALL KEYWORK ACC.0,ONE ACC.1,FOUR ACC.2,FIVE ACC.3,EIGHT ACC.4,TWO ACC.5,THREE ACC.6,SI* ACC.7,SEVEN SJMP START* 发脉冲程序* ONE: MOV A,*02H 待机 LJMP REMOTE RET TWO: MOV A,*03H 7.62cm LJMP R

14、EMOTE RET THREE: MOV A,*04H 8.4cm LJMP REMOTE RET FOUR: MOV A,*05H 9.14cm LJMP REMOTE RET FIVE: MOV A,*06H 10.14cm LJMP REMOTE RET SI*: MOV A,*07H 10.67cm LJMP REMOTE RET SEVEN: MOV A,*08H 复位LJMP REMOTE RET EIGHT: MOV A,*09H 电源 LJMP REMOTE RET* 编码发射程序* REMOTE: MOV R1,A LJMP OUT3OUT:MOV R0,*55HOUT1:S

15、ETB ET1 SETB TR1 NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R0,OUT1 MOV R0,*32HOUT2:CLR TR1 CLR ET1 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R0,OUT2 DJNZ R1,OUT LCALL DL500MS RETOUT3:MOV R0,*0FFH LJMP OUT1* 500ms延时程序* DL500MS： MOV R4，*32HDL5000MS1：LCALL DL10MS DJNZ R4，DL5000MS1 RET接收程序*主程序和中断程序入口*ORG 0000H LJ

16、MP STARTORG 0003H LJMP INTE*0ORG 000BH RETIORG 0013H RETIORG 001BH RETIORG 0023H RETIORG 002BH RETI * 初始化程序* CLEAR: CLR A DEC A MOV P0,A MOV P1,A MOV P2,A MOV P3,A CLEAR1: MOV IE,*00H SETB E*0 SETB EA RET * 主程序 * START: LCALL CLEAR * 中断接收程序 * INTE*0: CLR E*0 JNB P3.1,READ1 READOUTT0: SETB E*0 RETI R

17、EAD1: CLR A MOV DPH,A MOV DPL,A HARD1: P3.1 HARD11 INC DPTR NOP NOP AJMP HARD1 HARD11: MOV A,DPH JZ READOUTT0 CLR A READ11: INC A READ12: JNB P3.1,READ12 MOV R1,*06H READ13: JNB P3.1,READ11 LCALL DELAY DJNZ R1,READ13 MOV R2,A DEC A DEC A JZ FUN0 DEC A JZ FUN1 DEC A JZ FUN2 DEC A JZ FUN3 DEC A JZ FUN

18、4 DEC A JZ FUN5 DEC A JZ FUN6 DEC A JZ FUN7 DEC A JZ FUN8 NOP NOP LJMP READOUTT0 FUNO:MOV R0,*02H MOV A,R2 CLR C SUBB A,R0 JNC NE*T0 RET FUN1:MOV R0,*03H MOV A,R2 CLR C SUBB A,R0 JC NE*T1 RET FUN2:MOV R0,*04H MOV R0,*03H MOV A,R2 CLR C SUBB A,R0 JC NE*T2 RET FUN3: MOV R0,*05H MOV A,R2 CLR C SUBB A,R

19、0 JC NE*T3 RET FUN4: MOV R0,*06H MOV A,R2 CLR C SUBB A,R0 JC NE*T4 RET FUN5:MOV R0,*07H MOV A,R2 CLR C SUBB A,R0 JC NE*T5 RET FUN6:MOV R0,*08H MOV A,R2 CLR C SUBB A,R0 JC NE*T6 RET FUN7:MOV R0,*09H MOV A,R2 CLR C SUBB A,R0 JC NE*T7 RET FUN8:MOV R0,*10H MOV A,R2 CLR C SUBB A,R0 JC NE*T8 RET NE*TO:CJN

20、E A,*00H,$ CJNE A,*01H,*1 CJNE A,*02H,*2 CJNE A,*03H,*3 CJNE A,*04H,*4 CJNE A,*05H,*5 CJNE A,*06H,*6 CJNE A,*07H,*7 CJNE A,*08H,*8 RET NE*T1:CJNE A,*00H,$ CJNE A,*01H,*9 CJNE A,*02H,*10 CJNE A,*03H,*11 CJNE A,*04H,*12 CJNE A,*05H,*13 CJNE A,*06H,*14 CJNE A,*07H,*15 CJNE A,*08H,*16 RET NE*T2:CJNE A,*

21、00H,$ CJNE A,*01H,*17 CJNE A,*02H,*18 CJNE A,*03H,*19 CJNE A,*04H,*20 CJNE A,*05H,*21 CJNE A,*06H,*22 CJNE A,*07H,*23 CJNE A,*08H,*24 RET NE*T3:CJNE A,*00H,$ CJNE A,*01H,*25 CJNE A,*02H,*26 CJNE A,*03H,*27 CJNE A,*04H,*28 CJNE A,*05H,*29 CJNE A,*06H,*30 CJNE A,*07H,*32 CJNE A,*08H,*33 RET NE*T4:CJNE

22、 A,*00H,$ CJNE A,*01H,*34 CJNE A,*02H,*35 CJNE A,*03H,*36 CJNE A,*04H,*37 CJNE A,*05H,*38 CJNE A,*06H,*39 CJNE A,*07H,*40 CJNE A,*08H,*41 RET NE*T5:CJNE A,*00H,$ CJNE A,*01H,*42 CJNE A,*02H,*43 CJNE A,*03H,*44 CJNE A,*04H,*45 CJNE A,*05H,*46 CJNE A,*06H,*47 CJNE A,*07H,*48 CJNE A,*08H,*49 RET NE*T6:

23、CJNE A,*00H,$ CJNE A,*01H,*50 CJNE A,*02H,*51 CJNE A,*03H,*52 CJNE A,*04H,*53 CJNE A,*05H,*54 CJNE A,*06H,*55 CJNE A,*07H,*56 CJNE A,*08H,*57 RET NE*T7:CJNE A,*00H,$ CJNE A,*01H,*58 CJNE A,*02H,*59 CJNE A,*03H,*60 CJNE A,*04H,*61 CJNE A,*05H,*62 CJNE A,*06H,*63 CJNE A,*07H,*63 CJNE A,*08H,*64 RET NE

24、*T8:CJNE A,*00H,$ CJNE A,*01H,*65 CJNE A,*02H,*66 CJNE A,*03H,*67 CJNE A,*04H,*68 CJNE A,*05H,*69 CJNE A,*06H,*70 CJNE A,*07H,*71 CJNE A,*08H,*72 RET;*;延迟程序(513us);*DELAY: MOV RO,*0FFHDELAY1: DJNZ RO,DELAY1 RET;*;延迟10ms;*DL10MS:MOV R1,*14HDL10MS1:LCALL DELAY DJNZ R1,DL10MS1 RETEND调试：调试设备PC机仿真仪器系列开发系

25、统V-252 20MHZ 双踪示波器YB1732A3A 直流稳压电源信号发生器万用表(2)调试步骤：a.硬件调试给单片机底座上电，不加芯片，用万用表来检测各个电源引脚，假设是电源引脚上的电压不对或者说是没有电压,则要通过实际的线路来检查,看是不是线路没有焊接好，或是虚焊等.同样的方法，可以利用万用表来测量各个待测点b.软件调试采用在线调试的方法.将待测试的程序写入的在线调试的单片机芯片,首先,调试发射端的芯片.具体的方法就是将红外线发射管上的引脚的正极接到示波器的引线上,观察波形情况.假设是没有波形,则说明程序或者是电路的焊接有问题,先查找硬件电路的问题,再进展软件的查找,直到将信号调试出来,并到达自己的要求和目的为止!采用在线调试有利于软件的调试和查错.其次,调试接收端的芯片.具体的方法就是,先将红外线接收局部放到一边,就是纯粹的通过手动局部来实现相应的功能,当手动局部测试完毕的时候,可以将通过特殊的手段给接收端一个特殊的脉冲信号,看执行器是否按照预期的目的进展动作.最后,将两局部的电路联合起来进展调试,再调试的过程中,要