4路红外遥控器的设计_毕业设计(编辑修改稿)

4路红外遥控器的设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。 当 4 路红外遥控器接收器的红外一体接收头接收到遥控信号经单片机处理后判断是否对受控电器进行控制， 从而通过继电器的开合控制 电器 的开关 并由显示设备显示出当前受控电器的 数 量。 整体 框图 ： 图 整体框图 烟台南山学院毕业 设计（ 论文 ） 第 8 页 第 3 章 硬件电路设计 由于本设计为一红外遥控装置 ,根据所选择方案将其分为发射和接收两大模块进行设计。 元器件选择 主控芯片 AT89C51 单片机的简介 AT89C51 是一 种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。 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 MCS51 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。 主要特性： 与 MCS51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命： 1000 写 /擦循环 全静态工作： 0Hz24MHz 1288 位内部 RAM 32 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模式 片内振荡器和时钟电路 管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。 当 P0口的管脚写 “1”时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被 烟台南山学院毕业 设计（ 论文 ） 第 9 页 定义为数据 /地址的第八位。 在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部 电位 必须被拉高。 P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 “1”后， 电位 被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电 平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收。 P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收，输出4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写 “1”时，其管脚 电位 被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2 口的管脚 电位 被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2口输出地址的高八位。 在给出地址 “1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL门电流。 当 P3 口写入 “1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） 0INT （外部中断 0） 1INT （外部中断 1） T0（记时器 0 外部输入） T1（记时器 1 外部输入） WR（外部数据存储器写选通） RD（外部数据存储器读选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平 烟台南山学院毕业 设计（ 论文 ） 第 10 页 时间。 PROGALE/ ：当访问外部存储器时，地址锁存 允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 PSEN ：外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期 PSEN 两次 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 PSEN 信号将不出现。 VPPEA/ ：当 EA 保持低电平时，则在此期间 访问 外 部 程 序 存 储 器（ 0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1 时， EA 将内部锁定为 RESET；当 EA 端保持高电平时，此间 访问 内部程序存储器。 在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（ VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 AT89C51 一共有 40 个引脚，如图 所示 : 图 AT89C51 引脚图 烟台南山学院毕业 设计（ 论文 ） 第 11 页 红外一体化接收头 HS0038 简介 红外接收电路一体化的红外接收装置将 遥控信号的接收、放大、检波、整形集于一身，并且输出可以让单片机识 别的 TTL 信号，这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作，方便使用。 在本系统中我们采用红外一体化接收头 HS0038，外观图如图 （ a） 所示。 图 (a) HS0038 外观图 HS0038 为 黑色环氧树脂封装，不受日光、荧光灯等光源干扰，内附磁屏蔽，功耗低，灵敏度高。 在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达 35m。 它能与TTL、 COMS 电路兼容。 HS0038 为直立侧面收光型。 它接收红外信号频率为 38kHz,周期约 26us,同时能对信号进行放大、检波、整形，得到 TTL 电平的编码信号。 三个管脚分别是地、 +5V 电源、解调信号输出端。 红外一体化接收头的测试可以利用图(b)所示的电路进行。 图 (b) HS0038 测试图 烟台南山学院毕业 设计（ 论文 ） 第 12 页 在 HS0038 的电源端与信号输出端之间接上一只二极管及一只发光二极管后，再配上规定的工作电源（为 +5V），当手拿遥控器对着接收头按任意键时，发光二极管会闪烁，说明红外接收头和遥控器工作都正常；如果发光二极管不闪烁发光，说明红外接收头和遥控器至少有一个损坏。 只要确保遥控器工作正常，很容易判断红外接收头的优劣。 发射电路部分 按键 控制 电路 发射端按键 控制电路如图 所示。 由于本设计所控制的电器数目较少，所以发射端采用独立按键，直接使用单片机上的接口 接 5 个点触式开 关即可。 其中单片机端口 至 口 接 5 个点触式开关 ， 通过 I/O 口读入键状态，当有键被按下时 I/O口变为低电平，而未被按下的键对应为高电平，这样通过读电平状态可判断是否有键按下和哪个键被按下 ,进而 用来遥控电器电源开关。 图 按键控制电路 红外发射电路 红外发射电路如图 所示。 单片机 口作为红外线遥控码的输出口，用于输出 38kHz 载波编码， 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 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。 烟台南山学院毕业 设计（ 论文 ） 第 13 页 图 红外发射电路 接收电路部分 电源电路 单片机正常工作电压为 +5V， 因此 本 设计的电源电路主要是提供 给 单片机工作电压。 图 (a)是为单片机提供电压的电源电路。 在这个电路中采用了三端集成稳压器 LM7805， 可以输出 +5V 的直流电压以供给单片机。 图 (a) 电源电路 三端集成 稳压器 LM7805，总共 有三条引脚，分别是输 入端、接地端和输出端。 用 LM78\LM79 系列三端稳压 器 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。 其内部结构图如图 (b) 烟台南山学院毕业 设计（ 论文 ） 第 14 页 所示。 图 (b) LM7805 内部示意图 红外接收电路 红外接收电路如图 所示。 本设计接收器件采用的是 HS0038 通用一体化红外接收头。 HS0038 与单片机的 口相连，它的作用是将收接收的红外光转化为电信号。 图 红外接收电路图 数码管显示电路 数码管显示电路如图 所示。 数码管采用共阴极数码管，与单片机的 至 口相接。 数码管用来显示继电器接通的个数，系统刚启动时，数码管显示为 0。 数码管最大显示数字为 4。 烟台南山学院毕业 设计（ 论文 ） 第 15 页 图 数码管显示电路 继电器控制 电路 继电器的控制电路如图 所示。 由图可知单片机的 端口控制一个单刀单掷继电器，继电器的常开触点外接 用 电器上。 与继电器内部线圈相连接的两个端子 ，一端直接与 5V 电源 的 正极相连，另一端接至三极管的射极。 当单片机控制端给三极管基极一个低电平时，三极管导通，线圈有电流流过，继电器吸合；当 单片机控制端给三极管基极一个高电平时，三极管截止，线圈无电流流过，继电器断开。 图 继电器控制电路 烟台南山学院毕业 设计（ 论文 ） 第 16 页 在应用该电路时需要注意以下几点： LED 发光二极管用来指示继电器工作情况 ，继电器吸合时指示灯亮。 但是与发光二极管相连的限流电阻 和 与单片机相连的限流电阻的比值一定要大于 10倍 ，即 (R4/R3)10。 否则由于加在继电器两端的 电压过低而不能使继电器吸合。 线圈 两端反接一个二极管。 这个二极管非常重要，当使用电磁继电器时必须连接。 原因：线圈通电正常工作时，二极管对电路不起作用。 当继电 器。