学习型红外线控制器毕业论文(编辑修改稿)

学习型红外线控制器毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

我们采用红外一体化接收头 HS0038， HS0038 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 40 kHz,周期约 26 μs，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、＋ 5 V 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 所示 ： 图 红外一体化接收头 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，发光二极管会闪学习 型红外线控制器毕业论文 10 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。 Hs0038 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， 而体积和普通的塑封三极管大小一样， 自适合 于 各种红外线遥控和红外线数 据传愉。 起内部元件结构如图 所示 ： 图 HS0038 内部结构 因为要进行遥控操作，必须使被遥控对象能够认识遥控指令，这样才能对其进行操作。 举例说明一下：假如我只会说汉语，而 JIM 只会说英语，让我们两个独自交流的话肯定不会有什么结果，那我们要进行交流，怎么办。 这就需要一个翻译者来做中间人了，翻译者将 JIM（我）说的话翻译给我（ JIM）能够听懂、识别的语言，这样我们交流就没问题了。 同样，在红外遥控方面，要使被遥控对象能够识别遥控指令，那就需要一个 “翻译者 ”，我们将这作为一个过程，叫解码。 当检测到有红外中断时，进入 中断服务 ，在该程序中调用识别程序，并注意关闭外部中断，同时在另一定时中断中判别连续发码的间隔时间，并打开外部中断。 在中断服务程序中，判别系统码，系统码有效，才视为有效结果；对同一按键连续 2 次接收的结果做比较 ,相同才视为有效结果。 红外遥控编码正确识别以后，设置任意键码实现存储，配以控制执行部分，比如采用继电器或者可控硅很容易实现被控电器的电源的通断，实现节能环保和方便生活的目的。 学习 型红外线控制器毕业论文 11 红外线发射装置 发射机的任务是产生一系列载有通道信息的红外线脉冲申，因此它必须对通道信息进行编码 和调制。 我们用键盘扫描的方式确定需要发送的红外线脉冲个数，不同的个数代表不同的通道，发射机工作时耗电少，静态开机几乎不消耗电，达到节能要求， 该系统遥控发射器电路 把 单片机 和 口用作键扫描端口，具有多个功能操作键，第9 脚为单片机复位脚，采用简单的 RC 上电复位电路 ； 巧脚作为红外线遥控码的输出口，用于输出 40KHz 载波编码 ； 把 XTAL1 、 XTAL1 脚接 12MHz 晶振。 P1 口接上拉电阻。 电源采用 +5V。 本课题的红外发射部分比较简单，由 于采用的定时器 T0 的中断来产生的 40KHz载波，所以对红外发射装 置的要求也就没有接收装置那么严格，所以本课题采用的是红外发射二极管。 下 面 简单介绍一下发光二极管的原理。 发光元件的种类很多，依光谱大致可分为红外线发光元件及可见光的发光元件。 在本论文中，所要介绍的红外线发光元件，是以砷化镓（ GaAs）的红外线发光二极管 (也称红外线发射二极管 )为主体，分别叙述其基本特性及应用电路。 常用的红外发光二极管（如 SE303 PH303），其外形和发光二极管 LED 相似，发出红外光（近红外线约 m ）。 管压降约 ，工作电流一般小于 20mA。 为了适应不同的工作电压，回路中常 串有限流电阻。 发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。 为 了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉冲 （调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高 脉冲 峰值 电流 Ip，就能增加红外光的发射距离。 提高 Ip 的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的 时间宽度 ，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲中空比约为 1/4~1/3；一些电气产品红外遥控器，其占空比是 1/10。 减小 脉 冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。 常见的红外发光二极管，其功率分为 小功率（ 1mW~10mW）、中功率 (20mW~50mW)和大功率 (50mW~100mW 以上 )三大类。 要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。 用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光一电转换元件，如红外按收二极管，光电三极管等。 实用中已有红外发射和接收配对的二极管。 红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。 直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管和接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光 管发出的学习 型红外线控制器毕业论文 12 红外光遇到反射物时，接收管收到反射回来的红外线才工作。 双管红外发射电路，可提高发射功率，增加红外发射的作用距离。 红外发光二极管，它发射 1～ 3μ m的红外光，人眼看不到。 通常单只红外发光二极管发射功率只有数 mW，不同型号的红 外 LED 发光强度角分布也不相同。 红外 LED 的正向压降一般为 ～ ，工作电流一般小于 20mA。 正是由于其发射的红外光人眼看不见，所以利用上述可见光 LED 的检测法只能判定其 PN 结正 、反向电学特性是否正常，而无法判定其发光情况正常否。 为此，最好准备一只光敏器件（如 2CR、 2DR 型硅光电池）作接收器。 用万用表测光电池两端电压的变化情况。 来判断红外 LED 加上适当正向电流后是否发射红外光。 其测量电路如图 所示。 图 测试电路 发光二极管所发射的光波长，常因其所用的材料而异。 砷化嫁的红外线发光二极管，其峰值发光波长为 940~950nm，而人不能看到的光波长，大概就在 900nm 以上，这也就是红外线的光我们人眼所不能看到的原因。 Si质光电品体的相对分光感度，光电晶体管的感光范围很大，其范围由 50nm 到 1100nm，而其感光峰值约在 800nm 左右，所以光电晶体体除了平常用来做可见光线侦测外，也常用来做红外线接收器。 但使用光电晶体当红外线接收器时，须注意其光线的干扰，为排除干扰可以在接收器的放大部份加入一带通滤波器，以让红外线发光二极管发射出来光线的频率通过，如此可以减少很多不必要的 干扰。 红外线发光二极管其电气的电路符号及特性，阳极 (P 极 )电压加正，阴极 (N 极 )电压加负，此时二极管所加之电压为正向电压，同时亦产生正向电流，提供了红外线发光二极管发射出光束的能量，其发光的条件与一般的发光二极管 (LED)一样，只是红外线为不可见光。 一般而言砷化惊的红外线发光二极体约须 1V ， 而嫁质的红色发光二极管切入电压约须 ； 绿色发光二极管切入电压约须 左右。 当加入之电压超过切入电压之后，电流便急速上升， 而周围温度对二极管的切入电压影响亦很大，当温度较高 时，学习 型红外线控制器毕业论文 13 将使其切入电压数值降低，反之， 切 入电压降低。 红外线发光二极管工作在反向电压时，只有微小的漏电流，但反向电压超过崩溃电压时，便立即产生大量的电流，将使元件烧毁，一般红外线二极管反向耐压之值约为 36V，在使用时尽量避免有此一情形发生。 单片机 原理 （ 1） STC89C51 性能简介 STC89C51 是 51 系列单片机的一个型号，它是 STC 公司生产的。 STC89C51 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 STC 公司的高密度 、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash存储单元，功能强大的 STC89C1单片机可提供许多较复杂系统控制应用场合。 STC89C51有 40 个引脚， 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）端口，同时内含 2 个外中断口， 3 个 16位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口， 2 个读写口线， STC89C51 可以按照常规方法进行编程 ,但不可以在线编程 (S 系列的才支持在线编程 )。 其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本 [7]。 STC89C51 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三种封装形式 ， 以适应不同产品的需求。 图 STC89C51 引脚分布图 学习 型红外线控制器毕业论文 14 （ 2） STC89C51 引脚功能说明： VCC：电源电压。 GND：地。 RST：复位输入。 当振荡工作时， RST 引脚出现两个机器周期上高电平将使单片机复位。 WDT 益出将使该引脚输出高电平，设置 SFR AUXR 的 DISRTO 位（地址 8EH）可打开或关闭该功能。 DISRTO 位缺省为 RESET 输出高电平打开状态。 ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。 即使不访问外部存储器， ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目地，要注意的是：第当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 如有必要，可 通过对特殊功能寄存器（ SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 该位禁位后，只有一条 MOVX 和MOVC 指令 ALE 才会被激活。 此外，该引脚伎被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 无效。 P0 口： P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口，也即地址 /数据总线复用口，作为输出口用时，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口写“ 1”可作为高阻抗输入端口。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低 8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在 Flash 编程时， P0 口接收指令字节 ，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 P1 口： P1 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。 对端口写“ 1” ,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。 作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号校验期间， P1 接收低 8 位地址。 P2 口： P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 的输出缓冲级可驱动 4个 TTL 逻辑门电路。 对端口写“ 1” ,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时， 因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 I。 在访问 8 位地址的外部数据存储器时， P2 口线上的内（也即特殊功能寄存器，在整个访问期间不改变。 Flash 编程或校验时， P2 也接收高位地址和其它控制信号。 P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。 对 P3 口写入“ 1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。 作输入端口时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流 I。 学习 型红外线控制器毕业论文 15 P3 口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功 能。 P3 口还有替代各种功能，如表 所示： 表 P3 口 替代功能 引脚 替代功能 说明 RXD 串行数据接收 TXD 串行数据发射 INT0 开放中断 0 申请 INT1 开放中断 1 申请 T0 定时器 0 外部事件计数输入 T1 定时器 1 外部事件计数输入 WR 外部 RAM 写选通 RD 外部 RAM 读选通 PSEN：程序储存允许（ PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 STC89C51由外部程序存储器取指令（ 或数据）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲。 当访问外部数据存储器，高有两次有效的 PSEN 信号。 EA/VPP：外部访问允许。 欲使 CPU 公访问外部程序存储器（地址 0000H－ FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。 如 EA 端为高电平（接 VCC 端）， CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 Flash 存储器编程时 ,该引脚加上＋ 12V 的编程电压 VPP。 XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输 出端 [8]。 （ 3） 定时 /计数器的控制寄存器 (TCON)简介 TCON7 TCON0 TF。