基于单片机红外遥控开关的设计毕业论文设计(编辑修改稿)

基于单片机红外遥控开关的设计毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

接收部分的红外接收管是一种光敏二极管（如图 ）。 在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。 红外发光二极管一般有圆形和方形两种 [2]。 5 图 红外接收二极管 由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（ 100mW 左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。 前些年常用Μ pc1373H、 CX20xx6A 等红外接收专用放大集成电路。 最近几年不论是业余制作还是正式 产品，大多都采用成品红外接收头。 成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。 均有三只引脚，即电源正（ VDD）、电源负（ GND）和数据输出（ VO 或 OUT）。 红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。 成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。 但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。 红外遥控常用的载波频率为 38kHz这是由发射端所使用的 455kHz晶振来决定的。 在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取 12，所以 455kHz247。 12≈ ≈ 38kHz。 也有一些遥控系统采用 36 kHz、40 kHz、 56 kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。 红外通信是利用 950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体 ，即通信信道。 红外通信的基本原理是发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。 常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的 脉宽调制 PWM（ Pulsewidth modulation）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制 PTM(Pulsetime modulation)两种方 法。 简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。 通常发送端采用脉时调制（ PTM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去；接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。 对于发送端来说，当无红外脉冲发射时，发送的是二进制数据 1；而有红外脉冲发射时发送的是二进制数 0。 而对于接收端来说，没有接收到红外光，则认为是 1；接收到则认为是 0。 相比之下， 96 年发布的 FIR 不再依托 UART（ Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器），其最高通讯速率有了质的飞跃，可达到 4Mbps 的水平。 FIR 采用了全新的 4PTM 调制解调，即通过分析脉冲的相位来辨别所传输的数据信息，每 2 个二进制数据位有 4 种状态，把每个位分为4 个相，脉冲出现不同的相位上表示两位数据的不同状态。 [4] 6 第三章 红外遥控器的硬件系统设计 所需要的器件及选择 显示器件的 选择 在单片机应用系统中 ,使用的显示器主要有 LED(发光二极管 )和LCD(夜晶显示器 )。 这两种显示器成本低廉，配置灵活，与单片机接口方便。 但是他们也是各有特点的： LED 接口非常简单，不需要专用的驱动程序，在设计程序时也非常的简单； LC D 显示的字比较丰富，也比较清楚，给人的感觉很好，但是他接口复杂，且要自己造字库，难度不小。 对于万用表来说，在配置一些指示灯的前提下，只显示数字就够了，故没必要采用 LCD，用 LED 就够了 按键控制方式的选择 由于本设计所控制的电器数目较少，所以不用外接扩充键盘，直接使 用单片机上的接口，直接使用 8 个点触式开关即可。 电路设计 用单片机制作一个红外电器遥控器，可以 同时 分别控制 5 个电器的电源开关。 红外遥控发射器遥控方式 本遥控发射器采用码分制遥控方式，“ 码分制”是对信号进行正交编码，利用数学上的正交特性区别不同信号，在频率上、时间上和空间上不分割，接受端根据相应的“码型”来识别和选择所需的信号。 码分制红外遥控就是指令信 7 号产生电路以不同的脉冲编码（不同的脉冲数目及组合）代表不同的控制指令。 当不同的指令键被按下时，指令信号电路产生不同脉冲编码的指令信号，也就是进行编码，然后经调制电路调制，变为编码脉冲编码脉冲调制信号，再由驱动电路驱动红外发射器发射红外信号 [5]。 整体过程如下： 图 码分制遥控方式示意图 发射电路的 设计 本发射电路采用一个 12M 的晶体振荡器，产生相对应受控开关的脉冲频率，通过红外发射管发射出去。 单片机第 9 脚（ RST）所接的是一个最简单的 RC 上电复位电路。 接一个三级管发光二级管利用红外光为介质，将控制信以红外光脉冲的形式发射出去，由接收电路再进行放大，解调，信号还原。 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。 发射电路原理图 下图为该系统遥控发射器电路原理图，其中第 1 脚至第 5 脚接 5 个点触式的开关，用来遥控电器电源开关，第 9 脚为单片机的复位脚，采用简单的 RC上复位电路， 15 脚作为红外线遥控码的输出口，用于输出 40kHz载波编码， 18,19脚接 12MHz晶振 [5][6]。 指 令 键 指 令 编码 调 制 驱 动 红外发射 8 图 发射电路电路图 红外遥控接收器接收方式 图 接收器接收方式示意图 由上述可见，红外遥控系统中的指令信号及检出电路，在码分制系统中由编码电路和解码电路构成，而且要有调制和解调的过程，因为码分制系统编码脉冲的频率极低，为超低频，如果不用调制与解调电路，外界突然的光线变化可能会对接收电路造成干扰，产生误动作，系统的抗干扰能力及可靠性就难以保证。 [12][13] 接收电路原理图 以下是为该系统的遥控接收器电原理图。 第 1 至 8 接数码管，用来显示被控 电器。