学士基于单片机的电器遥控设计

目录HYPERLINK\l"_Toc261385977"一总体设计方案3HYPERLINK\l"_Toc261385978"1利用红外遥控开关电路3HYPERLINK\l"_Toc261385979"二系统硬件电路设计4HYPERLINK\l"_Toc261385980"1.2显示器件选择5HYPERLINK\l"_Toc261385981"1.3调光器件选择5HYPERLINK\l"_Toc261385982"1.4按键控制方式选择6HYPERLINK\l"_Toc261385983"公2典.邀电紫路汁设脑计构：技6HYPERLINK\l"_Toc261385984"愚2崭.恰1抓．朱发陆射桨电拿路窜部鄙分式6HYPERLINK\l"_Toc261385985"筑2镰.项2绕．税接便收缘电袋路颂部蓄分仪1梅0HYPERLINK\l"_Toc261385986"刷2你.窑3盼.锹系睬统幕功龙能亩实晌现锯方昌法掌1赶1HYPERLINK\l"_Toc261385987"肯．站遥顶控氧码迁的蛾编勺码阀格雕式煮1己1HYPERLINK\l"_Toc261385988"队．耳遥铃控跌码似的初发帐射摘1唱2HYPERLINK\l"_Toc261385989"倘．揪数于据肆帧耐的漏接除收询处亩理湖1肠2HYPERLINK\l"_Toc261385990"爱2榆.耳4啄.耕遥艇控败发腹射浇及犁接尝收稻控悟制发电参路午的渣软鸽件滑设启计图1写3HYPERLINK\l"_Toc261385991"陆遥性控节发劈射垒部秋分闯：年1观3HYPERLINK\l"_Toc261385992"英遥盐控衫接倒收厕部里分无:陡1缺4HYPERLINK\l"_Toc261385993"绞三咏设纵计券调及试刘1续6HYPERLINK\l"_Toc261385994"羞调灾试沟步旁骤逝:宴1傻6HYPERLINK\l"_Toc261385995"杆四酒结贞束仿语思1谜8HYPERLINK\l"_Toc261385996"蜓附笋录教（败参凭考镰文炒献淘及误计沟算菜机需程齿序具清辆单忠）正1岛9HYPERLINK\l"_Toc261385997"揭参重考纳文剥献疑：舒1裕9HYPERLINK\l"_Toc261385998"决程替序希清辟单现2己0塔摘胃要填随策着厕电您子斗科键学宰技特术狭的写发显展筋，光遥京控弊遥医测摧技族术托在叨高膝科温技储研蜡究访、友工呜农楚业舍生抢产康、艘通傍信素技到术泡、社军匙事次技梳术锁、律家烫用将电醒器债等庭诸窄多执领躺域骂得部到街了拨广娇泛观地壳应效用屈。杨特恭别临是边随会着射各拼类细遥窄控认专爪用好集饱成舍电谱路怜不姿断水问化世绞，值使身得粪各苗类竿遥肢控易设泼备吹的芳性泄能荡更俩加句优绘越疾、抗可木靠营，怠功洋能杨也植更秒加南完柿善碰。

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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,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PS2019。1.4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.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。2.1．发射电路部分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驱动红外发射调制指令编码指令键图2.1发射电路的设计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：图2.2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，信号还原。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-55~150℃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=0－150nA发射极-基极截止电流IEBOVEB=5V，Ic=0－150nA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=50mA－0.6V基极-发射极饱和电压VBEsatIc=500mA，IB=50mA－1.2V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39Ω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&GJudson相应度ReMin（A/W）:600m相应度Re@λ（m）：1.3μ暗电流ID（A）光普范围（℃）Min：800n光普范围（℃）Max：1.8μ说明：相应时间tResp（s）：反应电压VR（v）：总电容CT(F):2.0n材料：Ge遥控发射器电路原理图下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晶振图2.32.2．接收电路部分红外遥控接收器的接收过程红外接收红外接收前置放大解调指令解码记忆驱动执行图2.4由上述可见，红外遥控系统中的指令信号及检出电路，在码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。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。`图2.52.3.系统功能实现方法．遥控码的编码格式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，如下图所示：第10脚输出编码波形图2.6．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图所示:图2.7．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.若第一位低电平码的脉宽小于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,执行相应输出口的操作.下图为红外线接收器输出的一帧遥控码波形图.图2.82.4.遥控发射及接收控制电路的软件设计遥控发射部分：开始开始初始化初始化调用键扫描调用键扫描处理子程序图2.9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.扫键开始扫键开始键按下？键按下？逐行扫描，按P口值查键号NY逐行扫描，按P口值查键号返回返回按键号转至相应的发射程序按键号转至相应的发射程序图2.10扫键过程:首先判断控制键是否按下,若有控制键按下则进行逐行扫描,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.发射开始发射开始装入发射脉冲个数（R1）装入发射脉冲个数（R1）发3ms脉冲发3ms脉冲停发1ms停发1ms（R1）（R1）-1=0返回N返回发1ms脉冲发1ms脉冲停发1ms停发1ms图2.11红外信号发射过程:首先装入发射脉冲个数(发射时为3ms脉冲,停发时为1ms脉冲),此时若发射脉冲个数为1则返回主程序,若不为1则发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,并且没有角度影响遥控接收部分:开始开始初始化初始化按显示亮度数据设定调光脉冲延时值按显示亮度数据设定调光脉冲延时值P3.0=0?NP3.0=0?Y调延时程序调延时程序P2.7口输出调光脉冲P2.7口输出调光脉冲图2.12遥控接收部分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,若不为0则调入延时程序,此时P2.7口输出调光脉冲然后返回;若为0则直接返回.中断开始中断开始低电平脉宽>2msN低电平脉宽>2msY接收并对低电平脉冲计数接收并对低电平脉冲计数高电平脉宽>3ms？N高电平脉宽>3ms？按脉冲个数至对应的功能程序按脉冲个数至对应的功能程序Y中断返回中断返回图2.13中断过程:首先判断低电平脉宽度是否大于2ms,若脉宽不到2ms,则中断返回;若低电平大于2ms,则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,若脉宽不到3ms,则返回上一接收计数过程;若高电平脉宽大于3ms,则按照脉冲个数至对应功能程序.此时中断返回。三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。使用面包板焊接更加方便，容易更换线路和器件，而且可以多次使用。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，使电路最终工作在合适的工作状态；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基础上进行的，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．调试注意事项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注意事项。（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。四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发展趋势，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：程序清单伪定义:KEYX0EQUP1.0KEYX1EQUP1.1KEYX2EQUP1.2KEYX3EQUP1.3KEYYEQUP0主程序和中断程序入口ORG0000HORGAJMPSTARTORG0003HRETIORG000BHRETIORG0013HRETIORG001BHLJMPINTT1ORG0023HRETIORG002BHRETI初始化程序CLEARMEMIO:CLRADECAMOVP0,AMOVP1,AMOVP2,AMOVP3,ACLRP3.5CLEARMEM:MOVSP,#70HMOVIE,#00HMOVIP,#01HMOVTMOD,#22HMOVTH1,#0F3HMOVTL1,#0F3HSETBEARET主程序START:LCALLCLEARMEMIOMAIN:LCALLKEYWORKLJMPMAINNOPNOPNOPLJMPSTART;T1中断服务程序INTT1:CPLP3.5RET1KEYWORK:MOVKEYY,#0FFHCLRKEYX0CLRKEYX1CLRKEYX2CLRKEYX3MOVA,KEYYMOVB,ACLNEA,#0FFHKKEYHITKEYOUT:RETKEYHIT:LCALLDL10MSMOVA,KEYYCJNEA,B,KEYOUTSETBKEYX1SETBKEYX2SETBKEYX3MOVA,KEYYCJNEA,#0FFH,KEYVAL0SETBKEYX0CLRKEYX1MOVA,KEYYCJNEA,#0FFH,KEYVAL1SETBKEYX1CLRKEYX2MOVA,KEYYCJNEA,#0FFH,KEYVAL2SETBKEYX2CLRKEYX3MOVA,KEYYCJNEA,#0FFH,KEYVAL3LJMPKEYOUTKEYVAL0:MOVR2,#00HLJMPKEYVAL4KEYVAL1:MOVR2,#08HLJMPKEYVAL4KEYVAL2:MOVR2,#10HLJMPKEYVAL4KEYVAL3:MOVR2,#18HLJMPKEYVAL4KEYVAL4:MOVDPTR,#KEYVALTABMOVB,ACLRAMOVR0,AKEYVAL5:MOVA,R0SUBBA,#08HJNCKEYOUTMOVA,R0MOVCA,@A+DPTRINCR0CJNEA,B,KEYVAL5DECR0MOVA,R0ADDA,R2MOVB,ARLAADDA,BMOVDPTR,#KEYFUNTABJMP@A+DPTRKEYFUNTAB:LJMPKEYFUN00LJMPKEYFUN01LJMPKEYFUN02LJMPKEYFUN03LJMPKEYFUN04LJMPKEYFUN05LJMPKEYFUN06LJMPKEYFUN07KEYVALTABDB0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,ODFH,0BFH,7FH;RETKEYFUN00:MOVA,#02HLJMPREMOTERETKEYFUN01:MOVA,#03HLJMPREMOTERETKEYFUN02:MOVA,#04HLJMPREMOTERETKEYFUN03:MOVA,#05HLJMPREMOTERETKEYFUN04:MOVA,#06HLJMPREMOTERETKEYFUN05:MOVA,#07HLJMPREMOTERETKEYFUN06:MOVA,#08HLJMPREMOTERETKEYFUN07:MOVA,#09HLJMPREMOTERET编码发射程序REMOTE:MOVR1,ALJMPOUT3OUT:MOVR0,#55HOUT1:SETBET1SETBTR1NOPNOPNOPNOPNOPDJNZR0,OUT1MOVR0,#32HOUT2:CLRTR1CLRET1CLRP3.5NOPNOPNOPNOPNOPDJNZR0,OUT2DJNZR1,OUTLCALLDL500MSRETOUT3:MOVR0,#0FFHLJMPOUT1延时513μSDELAY:MOVR2,#0FFHDELAY1:DJNZR2,DELAY1RET10ms延时程序DL10MS:MOVR3,#14HDL10MS1:LCALLDELAYDJNZR3,DL10MS1RETEND主程序和中断程序入口ORG0000HLJMPSTARTORG0003HLJMPINTEX0ORG000BHRETIORG0013HRETIORG001BHRETIORG0023HRETIORG002BHRETI初始化程序CLEARMEMIO:CLRADECAMOVP0,AMOVP1,AMOVP2,AMOVP3,ACLEARMEM:MOVIE,#00HSETBEX0SETBEARET主程序START:LCALLCLEARMEMIOLCALLLOOPMAIN:JBP3.0,MAINLCALLDLXCLRP2.7LCALLDELAYSETBP2.7LJMPMAINNOPNOPLJMPSTARINTEX0:CLREX0JNBP3.1,READ1READOUTT0:SETBEX0RET1READ1:CLRAMOVDPH,AMOVDPL,AHARD1:JBP3.1,HARD11INCDPTRNOPNOPAJMPHARD1HARD11:MOVA,DPHJZREADOUTT0CLAAREAD11:INCAREAD12:JNBP3.1,READ12MOVR1,#06HREAD13:JNBP3.1,READ13DECADECAJZFUN0DECAJZFUN1DECAJZFUN2DECAJZFUN3DECAJZFUN4DECAJZFUN5DECAJZFUN6DECAJZFUN7NOPNOPLJMPREADOUTT0FUN0:CPLP0.0LJMPREAD