单片机红外遥控系统设计

单片机红外遥控系统设计内容摘要：

1、单片机红外遥控系统设计摘要：本文设计了一种基于用于控制多种电器的开关，交流电机的转速及启停等方面。 阐述了发射部分和接收部分的设计原理和工作过程，介绍了一种红外遥控解码程序的实现方法，并用流程图表示了程序的设计过程。 1 引言红外线波长远小于无线电波的波长，所以红外遥控不会干扰其他无线设备的工作；其次其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；再次红外线电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作，并且编解码容易，可进行多路遥控；另外红外遥控器作为控制系统的输入设备，具有成本低、灵活方便的特点。 红外遥控的这些优点可为用户提供方便的操控手段，因此该 2、技术被广泛应用于各种家电产品、娱乐设施、现代化仪器仪表和工业控制中，为现代家居和生产生活增添了一丝亮色。 单片机集、中断和定时器于一体，具有体积小，重量轻，控制灵活方便，价格低廉等优点，广泛应用于工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品以及军事装备等方面。 采用单片机进行红外遥控系统设计，具有编程灵活多样，操作码数可随意设定等优点。 单片机经过不断地更新换代，其性能也在不断的提升，其中性能的设计以以相应的外围电路，构成基于单片机控制的红外遥控系统。 2 系统硬件设计本文所设计的红外遥控系统分为两个部分：即遥控发射部分和接收控制部分（整个系统原理框图如图，图所示）。 整个系统需要解决的关键问题是实现 3、红外信号的有效发射与接收，本设计将采用脉冲个数编码，和单片机软件解码的方式来实现红外遥控器对继电器的开和关，从而控制电器设备。 图： 遥控发射部分框图图：接收控制部分电路遥控发射部分（其电路原理图如图）：主要由阵式操作键盘、红外发射电路和电源单片机（2）现一旦有键按下，单片机进行键盘查询，并由查询的键号控制红外发射管发射相应的脉冲。 具备8000次擦写周期，32个可编程I/个16位定时器/计数器，8个中断源，看门狗定时器，2个数据指针，另外，降至0态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。 空闲模式下，许时器/计数器、串口、中断继续工作。 掉电保护方式下，荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或 4、硬件复位为止。 矩阵式键盘矩阵式键盘即行列式键盘，用线组成行、列结构，按键设置在行列的交电上，行列线分别连接到按键开关的两图3: 遥控发射部分的电路原理图端，按键中有无按键按下是由列线送入扫描字，行线读入行线状态来判断的。 本设计中的矩阵键盘扫描时先经位输出口向位列线输出低电平，然后再输入位行线的状态，若行线状态皆为高电平则表明无键按下，若行线状态有低电平则表明有键被按下。 红外发射电路遥控信息码由单片机的定时器0调制成38三极管9013放大后由红外发射管发射出去。 22接收控制部分（电路原理图如图4）：主要由外接收电路、数码显示电路、继电器控制电路和电源电路组成。 遥控器发射的信号经红外接收处理传递给 5、单片机，单片机根据不同的信息码进行相应的继电器的控制，并完成相应的现实功能。 2)单片机为控制核心，外加12红外接收电路红外光波不可见，峰值波长 940右，属红外波段。 红外接收管将接收到的红外线光波转换成电信号，黑色的树脂封装将700下波长的光线滤除。 红外一体化接收头是由红外接收管和放大电路组成的，能够接收脉冲编码调制的红外光信号，具有体积小，密封性好，灵敏度高，价格低廉等优点。 本设计采用 体化接收头，其解调频率为 38接收到 38红外脉冲信号时输出为低电平，反之输出高电平。 经其解调后的信号输入单片机的中断和串行接收口。 通过单片机的中断查询可进行下一步操作。 2数码显示电路为方便识别发射的按键号码 6、，以及显示受控制的电路，在接收部分设置数码显示电路。 显示电路主要由显示驱动器 4511 和数码管成。 7 段译码器，与其它驱动器不同的是，它显示数码6和9时没有拖尾现象，它所驱动对象是共阴极 码管。 四个信号输入端用单片机 口中的四位来实现。 2继电器控制电路继电器控制电路可由单片机的 输出，一共可以有 16个支路，即可以控制 16 个电器，而这 16 个支路的电路形式完全相同，在本次设计模型中，可选择其中的一个或几个支路来演示。 为例，将其连接到继电控制电路中三极管 9012 的基极，三极管的射极接继电器 ，使整个控制部分接到交流电器中。 当 极管导通，继电器吸合，对应的电器设备电源接通，设备开启工 7、作；否则 相应引脚输出为高电平，三极管截止，继电器断开，对应的电器设备因断电而不能工作。 图: 接收控制部分的电路原理图3 系统软件设计本设计的软件分为发射部分和接收部分。 发射部分的工作原理为：系统上电初始化，进入主程序循环状态。 调用键盘扫描处理子程序，当无按键按下时，系统处于等待状态；当有按键按下时，系统通过按键检查子程序，检查按键号并转入相应的发射子程序。 （键扫描程序流程图如图）在发射子程序中，利用定时器将待发射信号调制成38三极管放大后驱动红外发射管，发射调制脉冲信号。 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，最小为个脉冲，其它信息码的脉冲个数逐个递增。 为了使接收可靠，第一位 8、码宽为，其余为，码间距为，遥控码数据帧间隔大于。 遥控器上每一个按键都有唯一的一个键号，通过查询得到的键值发射事先设定个数的脉冲。 （红外发射程序流程图如图6）图5：键扫描程序流程图图6：发射程序流程图接收部分工作原理为 ：系统上电初始化后，对单片机的 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。 红外接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的下降沿触发中断程序，实时接收数据帧，并对第一位码的码宽进行验证。 若第一位的低电平码的脉宽小于 2作为错误帧处理。 当间隔位的高电平脉冲宽大于 3，结束接收，然后根据累加器A 中的脉冲数，在单片机 口输出相应的二进制数据，键扫描脉冲停发 1间距发射 9、脉冲个数减 1 等于 0 吗。 发 1冲停发 1冲 键码计算键扫描由键号转至发射程序时 的某一对应引脚输出控制信号，使继电器原有状态发生改变，此时即完成一次数据的接收处理。 4 结束语本设计采用红外发射和接收的方式，保证了信号传输的可靠性，并且控制简单、实施方便，成本低廉。 通过接收发射端的控制信号，在接收部分实现了相应的控制。 但是，由于受红外线定向性和传输距离的限制，该系统只适应于短距离的遥控控制(10 而且操作时遥控器要有一定的角度，如果中间有墙、门窗等障碍物时，红外线将无法穿透。 如果采用调频或调幅等发射接收编码，可提高遥控距离，并且不受角度的影响。 注释：红外编码的格式多种多样，本设计只是选取了其中的一种。 参考文献：（1）李 广 弟 单 片 机 基 础 北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社 2001年 第 2版 ， 2003年 9月 第 6次 印 刷 ， 200）刘 东 汉 基 于 微 处 理 器 解 码 多 功 能 遥 控 系 统 的 设 计 2006年第 8期 ， ）朱光忠基于单片机的红外遥控开关控制器2006年第11期，。