红外遥控设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

红外遥控设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

特点 主要 是体积小、形状薄、重量轻、耗能少（ 1～ 10 微瓦 /平方厘米）、低发热、工 作电压低（ ～ 6 伏）、无污染，无辐射、无静电感应， 特别 是视域宽、显示信息量大、无闪烁，并能直接与 CMOS 集成电路相匹配， 而且 还是真正的 “ 平板 ” 式显示设备 ，近几年来被广泛用于单片片剂控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中 [11]。 本设计使用 LCD12864汉字图形点阵式液晶显示模块，可显示汉字和图形，内置8192个中文汉字（ 16 16点阵）、 128个字符（ 8 16点阵）及 64 256点阵显示 RAM（ GDRAM）， 配置 LED背光，多种软件功能（光标显示、画面移位、自定义字符、红外遥控设计 _毕业设计论文 5 睡眠模式等）。 主要技术参数如下： 电源： VDD ~+5V(内置升压电路，无需负压 )； 显示内容： 128列  64行； 显示颜色：黄绿屏，蓝屏； 显示角度： 6： 00 钟直视； LCD类型： STN； MCU接口： 8 位并口或串行； 其中 D0D07 数据 端口与 STC89C52 端口 相连接 ， VSS 与 VEE 两端接地 ； 、 、 作为 LCD 的 RS、 R/W、 E 的控制信号 ； 与 PSB 相连选择并行指令模式； 与 RST 相连，如图 为 LCD12864 的引脚图。 图 LCD12864 引脚图 红外遥控接收模块 红外接收器是一种可以接收红外信号并能独立完成从红外线接收到输出 TTL电平信号兼容的器件，体积和普通的塑封三极管差不多，适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。 红外接收部分包括光电放大、解调、解码，其红外接收示意图如图 所示。 本次设计使用的接收电路是一种集红外线接收和放大于一 体的一体化红外线接收器（ VS1838B），不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与 TTL 电平信号兼容的所有工作。 其主要特性如下：小型设计，内置专用 IC，宽角度及长距离接收，红外遥控设计 _毕业设计论文 6 抗干扰能力强，能抵挡环境干扰光线，因此广泛应用于视听器材、家庭电器和其他红外线遥控产品。 此接收器对外只有 3 个引脚： DOUT、 GND、 VCC，与单片机接口非常方便，如图 所示 [1214]： ① 脉冲信号输出接单片机的 I/O 口，本设计接单片机外部中断 ； ② GND 接地线（ 0V）； ③ VCC 接电源正极（ +5V）； 光 / 电 放 大 解 调 解 码 图 红外接收示意图 图 VS1838B 引脚图 定时模块 本设计使用 DS12C887 实时时钟芯片，功能丰富，如图 所示，在各种设备、家电、仪器、工业控制中，可以很容易的用它来组成时间获取单元，以实现各种时间的获取。 由于 DS12C887 能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决了“千年”问题； DS12C887 中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持 10 年；对于 一天内的时间记录，有 12 小时制和 24 小时制两种模式。 在 12 小时制模式中，用 AM 和 PM区分上午和下午；时间的表示方法也有两种，一种用二进制数表示，一种用 BCD 码表示；DS12C887 中带有 128 字节 RAM，其中有 11 字节 RAM 用来存储时间信息， 4 字节RAM 用来存储 DS12C887 的控制信息，称为控制寄存器， 113 字节通用 RAM 给用户使用；此外用户还可对 DS12C887 进行编程以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽 [15]。 主要技术参数如下： 红外遥控设计 _毕业设计论文 7 功能： Clock， Calendar， Alarm； 封装 /箱体： eDIP； 时间格式： HH： MM： SS， Binary； 日期格式： DW： DM： M： Y， Binary； RTC 存储容量： 113B； 电源电压（最大值）： ； 电源电压（最小值）： ； 最大工作温度： +70C； 最小工作温度： 0C； 安装风格： ThroughHole； RTC 总线接口： Multiplexed； 图 定时电路 指示灯模块 指示灯使用发光二极管，简称 LED，如图 所示，是一种能发光的半导体电子元件。 这种电子元件早在 1962 年出现，早期只能是低光度的 红光，之后发展出其他单色光的版本，除了红色、绿色、黄色外，还出现了蓝色和白色，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也有所提高，高亮度的发光二极管更是可以取代传统灯泡。 而随着科技的不断进步，发光二极管技术发展很快，其用途也由当初作为指示灯、显示板等，现已被广泛应用于显示器、电视机采光装饰和照明等，成为家用灯饰、交通灯等发光组件，就连汽车的尾灯，也开始使用发光二极管车灯了。 LED 只能往一个方向导通（通电），叫正向偏置（正向偏压），当电流流过时，红外遥控设计 _毕业设计论文 8 电子与空穴在其内复合而发出单色光，这叫电致发光效应 ，而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体材料种类与掺入的元素杂质有关，具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。 它与普通的二极管一样，由一个 PN结组成， P 为正极， N 为负极。 当正向连接时，即 P 接正极、 N 接负极时，二极管导通；反之，二极管截止。 这就是二极管的单向导电特性。 导通时，若有足够的正向电流通过二极管，发光二极管便会亮。 由于其体积小，耗电量低，常作为单片机应用系统的输出指示器件，用以指示系统运行状态。 图 指示灯电路 直流电机模块 目前，直流电机凭借其速度的 可控性，稳定的启动、制动，平滑而经济的调速等特点，而在工业生产、城市建筑、农田水利等多方面得到了广泛的应用。 直流电机转速的控制主要采用 3 种方法，即改变电枢总电阻、改变电枢的供电电压、改变励磁磁通。 但是，通过调压的方式进行电机调速，会将一部分电压转化成热能，使得能源利用率降低，造成能源浪费。 并且传统调速方式还具有调节精度低、调速不稳定、可控性较差、装置繁杂等缺点。 而采用脉宽调制的方式对电机进行调速，不仅实现了对电机速度的实时调节，而且还体现了节约能源、经济实用等特点。 所以在这里我们使用脉宽调制（ PWM）来实现调速。 脉冲宽度调制 (Pulse Width Modulator)， 是指输出固定的周期信号 ， 通过调整一个周期内工作周期的大小来控制输出功率的方法。 方波的有效电压跟电压幅值和占空比有关，我们可以通过占空比实现改变有效电压。 在 PWM红外遥控设计 _毕业设计论文 9 驱动直流电机的系统过程中，通过改变直流电机上电枢的电压占空比来改变平均电压大小，从而控制直流电机的平均速度 [16,17]。 用单片机控制直流电机时，需要加驱动电路，以便为直流电动机提供足够大的驱动电流。 使用不同的直流电动机，其驱动电流也不同。 通 常有以下几种驱动电路：三极管电流放大驱动电路、电动机专用驱动模块（如 L298）和达林顿驱动电路等。 如果是驱动单个电动机，并且电动机的电流不大时，可选用三极管组成驱动电路。 如果电动机所需的驱动电流较大，可直接选用市场上现成的电动机专用驱动模块，接口简单，操作方便，但价格较贵。 而达林顿驱动器实际上是一个集成芯片，单块芯片同时可驱动八个电动机，每个电动机由单片机的一个 I/O口控制。 当需要调节直流电动机转速时，使单片机相应的 I/O口输出不同占空比的 PWM波形即可实现。 本设计采用三极管电流放大驱动电路，如图 ， D端控制转向， PWM端控制转速。 只要控制 D和 PWM的电平就可以控制直流电机的正转、反转和停转，可以通过脉冲信号的占空比控制电动机转速；占空比越大，电机速度越快。 直流电机在电子设计中有着重要的应用，如何简单、稳定、高效地对直流电机的速度进行精确控制有着重要的意义 [18]。 图 直流电机驱动电路 电源模块 本设计接收端由 ，由于单片机 I/O 口输出 5V供电，接入一个 7805 稳压电路，如图 所示，输出电压和最大输出电流决定于所选三端稳压器系列。 电子产品中，常见的 三端稳压集成电路有正电压输出 78xx 和负电压输出 79xx红外遥控设计 _毕业设计论文 10 系列。 顾名思义，三端 IC 是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。 它的样子像是普通的三极管， TO220 的标准封装，也有9013 样子的 TO92 封装。 用 78/79 系列三端稳压 IC 来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。 该系列集成稳压 IC 型号中的 78/79 后面的数字代表该三端稳压电路的输出电压，如 7805 表示输出电压为 5V， 7909 表示输出电压为负 9V。 在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用）。 当稳压温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。 图中电容 Ci 用于抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激振荡，其容量较小，一般小于 1uF；电容 C0 用于消除输出电压中的高频噪声，可取小于 1uF 的电容，也可取几微法甚至几十微法的电容，以便输出较大的脉冲电流 [19]。 图 7805 稳压电路 红外遥控设计 _毕业设计论文 1 第 4章 系统软件设计 基于单片机的电风扇遥控开关的设计包括两个子系统：红外遥控器发射指令和红外遥控接收指令，两个子系统具有很强 的互连性，但各个子系统的软件设计还是有一定差别的，本设计的软件分为发射部分和接收部分。 使用 C 语言编写程序，调用的库函数多，易于移植，编程简单。 红外发射及接收的工作原理 红外发射工作原理 系统上电初始化，当无按键按下时，系统处于等待状态；当有按键按下时，系统检查按键号，得其按键码值。 在发射过程中，将按键码值与 38KHZ 载波进行调制，经三极管 9013 放大后驱动红外发射管发射经调制的脉冲信号。 发射信号采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的编码。 红外编码组成包括一个引导码、两组 8 位用户码、一组 8 位数据码以及一组 8位数据码的反码，如图 所示。 红外通讯数据采用脉冲编码，所谓脉冲编码，就是将每一位数据信号用一个脉冲来表示。 采用脉宽调制的串行码的波形如图 所示。 数据“ 0”是由 的高电平和 的低电平组成，高低电平比约为 1:1，脉宽为 ；数据“ 1”是由 的高电平和 的低电平组成，高低电平比约为 1:3，脉宽为。 正是由上述“ 0”和“ 1”组成的 32 位二进制码，和 38KHZ的载波进行调制，然后再通过红外发光二极管产生红外线向空间 发射。 这样做有两点好处：第一，减少了有效的发射时间，有利于降低平均功耗，这对于采用干电池供电的发射器十分重要；第二，外部干扰信号多为缓变信号，这样做也有利于抗干扰 [20,21]。 S0S2S1S4S3S7S6S5D4D3D2D1D5D0D7D6S0S2S1S4S3S7S6S5D4D3D2D1D5D0D7D6引 导 码 用 户 码 用 户 码 数 据 码 数 据 码 反 码 图 编码方式组成 红外遥控设计 _毕业设计论文 2 0 . 5 6 m s 0 . 5 6 m s1 . 1 2 5 m s2 . 2 5 m s数 据 0 参 数 图 数 据 1 参 数 图 图 数据参数示意图 红外接收工作原理 系统上电初始化，对单片机 口进行检测，当其为高电平时，系统处于等待状态。 当其为低电平时，将启动中断服务程序，实现接收数据。 需要说明的是：数据采用中断方式进行接收，单片机在外部中断 0 方式下工作，因为外部中断 0 优先级最高，这样不至于信息的丢失 [22]。 红外线接收时把遥控发送的数据（已调制信号）转换成一定格式的控制指令脉冲，即完成红外线的接收、放大、解调，这些工作由一体化红外接收头完成，输出 TTL兼容电平。 最后通过解码把脉冲信号转换成数据，从而实现传输。 当红外线接收器输出脉冲数据时，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据。 在数据接收时，先对第一位（起始位），即对引导码的码宽进。