51单片机红外收发器设计.doc
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51单片机红外收发器设计,摘 要随着科学技术的发展，单片机因其高可靠性和高性价比，在智能化家用电器、仪器仪表等诸多领域内得到了极为广泛的应用。当前单片机对家用电器控制呈现出外型简单化、功能多样化、性能优越化的发展趋向。红外遥控器具用使用方便、功耗低、抗干扰能力强的特点，因此它的应用前景是不可估量。本课题以延伸红外无线遥控技术为目的，提出了一种红...
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摘 要
随着科学技术的发展，单片机因其高可靠性和高性价比，在智能化家用电器、仪器仪表等诸多领域内得到了极为广泛的应用。当前单片机对家用电器控制呈现出外型简单化、功能多样化、性能优越化的发展趋向。红外遥控器具用使用方便、功耗低、抗干扰能力强的特点，因此它的应用前景是不可估量。
本课题以延伸红外无线遥控技术为目的，提出了一种红外遥控器集中控制的方案，核心是设计出一个无线红外多路遥控发射/接收系统。本设计以红外线作为传递信息的载体，可对8个受控对象的工作状态进行短距离无线控制，适用于工业、医疗、家用电器等设备的开启或关闭遥控，也可以对一种设备的八种工作状态同步进行控制，或对2种设备的4种工作状态同时控制。
该系统可实现的具体参数如下：
1. 遥控距离不小于5m，即红外遥控发射机与红外接收机之间的距离不小于5m； 2. 遥控路数为8路，即可对8个受控设备同时进行开关控制；
3. 工作频率为38KHz，即红外发射和接收的载频为38KHz；
4. 接收端可显示受控状态。
关键词： 单片机 红外数据发送与接收 八路LED开关电路 键盘控制
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究目的 1
1.3研究意义 1
2 系统分析 3
2.1设计要求 3
2.1.1整个控制系统的设计要求 3
2.1.2红外载波、编码电路设计要求 3
2.1.3 红外解码电路设计要求 3
2.1.4 设备扩展模块设计要求 3
2.2总体设计方案 4
2.2.1 方案论证 4
2.2.2 总体设计框图 6
2.3 方案的可行性论证 7
2.3.1 实用性 7
2.3.2 经济可行性 7
2.3.3 技术可行性 7
2.4小结 7
3 硬件设计 8
3.1单片机及其硬件电路设计 8
3.1.1 单片机的介绍 8
3.1.2 时钟电路及RC复位电路 9
3.2 单片机红外发射器的电路设计 11
3.2.1 矩阵键盘电路 11
3.2.2 红外发射电路 12
3.3 单片机红外接收器的电路设计 15
3.3.1 红外接收电路 15
3.3.2 电源电路的设计 17
3.3.3 八路LED开关电路 18
3.3.4电磁式继电器 18
3.3.5 LCD1602液晶显示电路 19
3.4小结 20
4 程序设计 21
4.1红外发射模块 21
4.1.1 发射电路主程序流程图 21
4.1.2红外发射子程序流程图 22
4.2红外接收模块 22
4.2.1红外接收电路主程序流程图 22
4.2.2红外接收电路子程序流程图 23
4.3小结 24
5 系统测试 25
5.1系统功能测试 25
5.2小结 26
参考文献 27
附 录1 28
附 录2 32
附 录3 33
研究背景
近年来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。传统的遥控器大多数采用了无线电遥控技术，但是随着科技的进步，红外线遥控技术的成熟，红外也成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及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。由于红外线抗干扰能力强，且不会对周围的无线电设备产生干扰电波，同时红外发射接收范围窄，安全性较高。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及解码集成电路，由于其灵活性较低，应用范围有限。所以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、控制范围广、体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特点，因此采用单片机的红外遥控技术具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]迟荣强:《单片机原理及接口技术》[M]，高等教育出版社，第56页。
[2]刘文涛:《单片机语言C51典型应用设计》[M]，人民邮电出版社，第102页
[3]童长飞:《C8051F系列单片机开发编程》[M]，航空航天大学出版社，第54页。
[4]何立民:《单片机应用技术选编》[M],北京航空航天大学出版社，第79页。
[5]张运波:《工厂电气控制技术》[M],高等教育出版社，第69页。
[6]张龙三:《C语言控制与应用》[M],清华大学出版社，第28页。
[7]胡宴如:《高频电子线路》[M],高等教育出版社，第88页。
[8]沙占友:《单片机外围电路设计》[M]，电子工业出版社，第53页。
[9]张立科:《单片机典型模块设计实例导航》[M]，人民邮电出版社，第38页。
[10]刘国永：陈杰平：《单片机控制步进电机系统设计》[J]，高等教育出版社，第61-63页。
[11]赵 健：《实用声光及无线电遥控电路300例》[M],中国电力出版社出版,第21-52页。
[12]姚金生、刘小利：《元器件》[M],北京电子工业出版社,第61-72页。
[13]黄继昌：《电子元器件应用手册》 [M],北京人民邮电出版社，第12-52页。
[14]张伟、王力、赵晶：《电子设计与制版Protel DXP入门与提高》 [M],北京人民邮电出版社, 第41-52页。
[15]姜立东、姜雪：《Protel DXP原理图与PCB设计》 [M],北京邮电大学出版社, 第71-92页。
[16]杨素行:《模拟电子技术基础》[M],高等教育出版社, 第91-102页。
[17]梁延贵:《现代集成电路实用手册》 [M],北京科学技术文献出版社. 第121-152页。
[18]STANLEY P. LIPSHITZ; JOHN VANDERKOOY Journal of the Audio Engineering Society.2004，52(3).-200-215 [M].美国：734B0009（刊号）.
[19]AT Attachment with Packet Interface Extension (ATA/ATAPI-5) ANSI NCITS 1998 .
[20]Maury Wright. Disk Drivers at 40 Lean. Mean Storage Machines. 1996.
随着科学技术的发展，单片机因其高可靠性和高性价比，在智能化家用电器、仪器仪表等诸多领域内得到了极为广泛的应用。当前单片机对家用电器控制呈现出外型简单化、功能多样化、性能优越化的发展趋向。红外遥控器具用使用方便、功耗低、抗干扰能力强的特点，因此它的应用前景是不可估量。
本课题以延伸红外无线遥控技术为目的，提出了一种红外遥控器集中控制的方案，核心是设计出一个无线红外多路遥控发射/接收系统。本设计以红外线作为传递信息的载体，可对8个受控对象的工作状态进行短距离无线控制，适用于工业、医疗、家用电器等设备的开启或关闭遥控，也可以对一种设备的八种工作状态同步进行控制，或对2种设备的4种工作状态同时控制。
该系统可实现的具体参数如下：
1. 遥控距离不小于5m，即红外遥控发射机与红外接收机之间的距离不小于5m； 2. 遥控路数为8路，即可对8个受控设备同时进行开关控制；
3. 工作频率为38KHz，即红外发射和接收的载频为38KHz；
4. 接收端可显示受控状态。
关键词： 单片机 红外数据发送与接收 八路LED开关电路 键盘控制
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究目的 1
1.3研究意义 1
2 系统分析 3
2.1设计要求 3
2.1.1整个控制系统的设计要求 3
2.1.2红外载波、编码电路设计要求 3
2.1.3 红外解码电路设计要求 3
2.1.4 设备扩展模块设计要求 3
2.2总体设计方案 4
2.2.1 方案论证 4
2.2.2 总体设计框图 6
2.3 方案的可行性论证 7
2.3.1 实用性 7
2.3.2 经济可行性 7
2.3.3 技术可行性 7
2.4小结 7
3 硬件设计 8
3.1单片机及其硬件电路设计 8
3.1.1 单片机的介绍 8
3.1.2 时钟电路及RC复位电路 9
3.2 单片机红外发射器的电路设计 11
3.2.1 矩阵键盘电路 11
3.2.2 红外发射电路 12
3.3 单片机红外接收器的电路设计 15
3.3.1 红外接收电路 15
3.3.2 电源电路的设计 17
3.3.3 八路LED开关电路 18
3.3.4电磁式继电器 18
3.3.5 LCD1602液晶显示电路 19
3.4小结 20
4 程序设计 21
4.1红外发射模块 21
4.1.1 发射电路主程序流程图 21
4.1.2红外发射子程序流程图 22
4.2红外接收模块 22
4.2.1红外接收电路主程序流程图 22
4.2.2红外接收电路子程序流程图 23
4.3小结 24
5 系统测试 25
5.1系统功能测试 25
5.2小结 26
参考文献 27
附 录1 28
附 录2 32
附 录3 33
研究背景
近年来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。传统的遥控器大多数采用了无线电遥控技术，但是随着科技的进步，红外线遥控技术的成熟，红外也成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及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。由于红外线抗干扰能力强，且不会对周围的无线电设备产生干扰电波，同时红外发射接收范围窄，安全性较高。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及解码集成电路，由于其灵活性较低，应用范围有限。所以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、控制范围广、体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特点，因此采用单片机的红外遥控技术具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]迟荣强:《单片机原理及接口技术》[M]，高等教育出版社，第56页。
[2]刘文涛:《单片机语言C51典型应用设计》[M]，人民邮电出版社，第102页
[3]童长飞:《C8051F系列单片机开发编程》[M]，航空航天大学出版社，第54页。
[4]何立民:《单片机应用技术选编》[M],北京航空航天大学出版社，第79页。
[5]张运波:《工厂电气控制技术》[M],高等教育出版社，第69页。
[6]张龙三:《C语言控制与应用》[M],清华大学出版社，第28页。
[7]胡宴如:《高频电子线路》[M],高等教育出版社，第88页。
[8]沙占友:《单片机外围电路设计》[M]，电子工业出版社，第53页。
[9]张立科:《单片机典型模块设计实例导航》[M]，人民邮电出版社，第38页。
[10]刘国永：陈杰平：《单片机控制步进电机系统设计》[J]，高等教育出版社，第61-63页。
[11]赵 健：《实用声光及无线电遥控电路300例》[M],中国电力出版社出版,第21-52页。
[12]姚金生、刘小利：《元器件》[M],北京电子工业出版社,第61-72页。
[13]黄继昌：《电子元器件应用手册》 [M],北京人民邮电出版社，第12-52页。
[14]张伟、王力、赵晶：《电子设计与制版Protel DXP入门与提高》 [M],北京人民邮电出版社, 第41-52页。
[15]姜立东、姜雪：《Protel DXP原理图与PCB设计》 [M],北京邮电大学出版社, 第71-92页。
[16]杨素行:《模拟电子技术基础》[M],高等教育出版社, 第91-102页。
[17]梁延贵:《现代集成电路实用手册》 [M],北京科学技术文献出版社. 第121-152页。
[18]STANLEY P. LIPSHITZ; JOHN VANDERKOOY Journal of the Audio Engineering Society.2004，52(3).-200-215 [M].美国：734B0009（刊号）.
[19]AT Attachment with Packet Interface Extension (ATA/ATAPI-5) ANSI NCITS 1998 .
[20]Maury Wright. Disk Drivers at 40 Lean. Mean Storage Machines. 1996.
