毕业设计论文简易无线遥控装置的设计.doc

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1、 毕业设计(论文)任务书学生姓名专业班级指导教师工作单位设计(论文)题目: 简易无线遥控装置的设计设计（论文）主要内容： 设计一种基于单片机的遥控装置。该系统以单片机为控制核心，完成单片机外围扩展电路及遥控接口电路的设计，绘制原理图；完成系统软件和驱动软件的编程，实现遥控开关的任务。要求完成的主要任务及其时间安排:第12周 毕业实习。进行项目相关调研，了解项目背景和研究现状，完成实习报告； 第3周 确定研究方案，完成开题报告，要求查阅不少于10篇的相关资料，其中英文文献不少于2篇； 第48周 完成系统结构及电路设计，绘制电路图；第912周 修改、调试电路，编写软件；第1314周 撰写毕业设计论

2、文；第15周 答辩。必读参考资料：1】李群芳.单片微型计算机原理及应用.电子工业出版社. 2008.2】何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北航出版社，2005 3】Atmel Corporation.Information of AT89S52 Z，American Atmel Corporation，2001指导教师签名： 教研室主任签名： 盖章毕业设计(论文)开题报告题目简易无线遥控装置的设计1目的及意义（含国内外的研究现状分析）： 无线电遥控技术的诞生，起源于无线电通讯技术，最初的构想是无线电电报技术的建立，真空电子管的发明使得无线电技术的应用和普及很快应用到民用和军用等各个领

3、域。 第一、二次世界大战时，无线电遥控技术应用到极至。后来随着晶体管的发明和集成电路的诞生，无线电遥控技术达到了更加完善的程度，现如今我们所知道的导弹、卫星、航天飞机等高科技技术都是与无线电遥控技术分不开的，然而它不仅仅是军事领域的成员。我们的日常生活可以说离不开无线电遥控，比如：人们坐在家中手执遥控器便可以随意地将电视机、照明灯、电脑等家用电器打开；足不出户便可以开启私家车库等。现在民用遥控装置领域的拓展大大的改善了人们生活质量和品质，也使一些不可能变成了可能。 在无线遥控领域，目前常用的遥控方式主要有超声波遥控、红外线遥控、无线电遥控等。由于无线电波是由发射点向四面八方传播，可以穿过阻挡物

4、，而且可以传播到很远的距离，因此它的控制可以在很大区域和空间内实现，成为遥控的主要方式，在国防军事生产建设和日常生活中有极广泛的应用。红外技术出现比较早，成本低，价格也具有优势，红外遥控具有以下优点：控制内容多，抗干扰能力比较强，不会发生任何误动作；响应速度快，不会对其他电器产生干扰从而影响用户使用；体积小，成本低，功耗小，与其他方式比可以降低功耗90%。但是它的缺点也很明显，在使用中需要保证遥控发射器和遥控接收设备处于一定的角度范围，中间不能有任何物品，否则就会阻挡红外线的传输，因为红外线不能穿越砖瓦水泥砌筑的墙体，这在日常生活中经常会造成不便，之外红外线方式也容易受到外界干扰。超声波遥控方

5、式中的超声传感器频带窄，能携带的信息量少，易于受干扰而引起误动作，同时该种方式作用距离短，通用性强可以互换因而不适合在灯具遥控中运用。 无线遥控方式多种多样，可以根据不同的应用需要采用适宜的方式。各种遥控方式的不同，主要在于信息的编码处理方式和信息的传输方式。所传信息的形式以及信息量的大小决定采用何种信息编码和处理方式，而信息传递的距离决定采用何种传输方式。 本课题将设计一款由单片机AT89C51编程实现的遥控开关，这款遥控开关主要用于控制家用电器。2基本内容和技术方案： （1）、基本内容设计一种基于单片机的遥控装置。该系统以单片机为控制核心，完成单片机外围扩展电路及遥控接口电路的设计，绘制原

6、理图；完成系统软件和驱动软件的编程，实现遥控开关的任务。 （2）、技术方案 要实现遥控控制，其方法很多。比如：无线遥控，红外线遥控，高频无线遥控等。现在，介绍两种技术方案并作简单对比，选择其中较理想的方案作为设计方案。方案一：无线遥控无线遥控由发射机和遥控接收机两大部分组成。图1（a）所示为无线遥控发射机示意图。图1（b）所示为无线遥控接收机示意图。 在该方案中由于发射机较多使用LC振荡器，其频率漂移较为严重；接收机可使用超再生电路，其成本低，功耗小，灵敏度可调。但是，超再生电路的工作稳定性比较差，选择性差，从而降低了抗干扰能力。 方案二：采用AT89C51实现的红外遥控通用红外遥控系统由发射

7、和接收两大部分组成，应用编解码专用集成芯片来进行控制操作，如图2所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。 图2 红外遥控系统框图 遥控开关是在通用红外遥控系统的基础上加以改进实现的。其实质就是将红外遥控接收部分采用单片机AT89C51来控制。 在该方案中采用单片机为控制芯片，能使硬件电路简单化，而红外遥控方式不仅体积小，成本低，与其他方式比可以降低功耗90%，另外，其控制内容多，抗干扰能力比较强。与方案一中的无线遥控方式相比会略胜一筹 ，因此可选择方案二作为设计方案。 3进度安排： 第12周 毕业实习。进行项目相关调研，了解项目背景

8、和研究现状，完成实习报告； 第3周 确定研究方案，完成开题报告，要求查阅不少于10篇的相关资料，其中英文文献 不少于2篇； 第48周 完成系统结构及电路设计，绘制电路图； 第912周 修改、调试电路，编写软件； 第1314周 撰写毕业设计论文； 第15周 答辩。4 指导老师意见： 指导教师签名： 年 月 日郑 重 声 明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 本人签名： 日期： 目 录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1

9、 无线遥控技术现状11.2 无线电遥控原理和特点11.3 课题研究的目的及意义22 方案设计32.1 设计方案论证32.2 系统设计思想42.2.1系统构成框图42.2.2 器件选择42.3 基本功能设计52.3.1 控制电器开启/关闭52.3.2 显示状态52.3.3 按键功能设置52.3.4 定时设置53 系统硬件电路设计63.1 系统硬件的组成63.2 红外遥控装置发射器的设计63.2.1 M50462AP的功能特点及内部结构73.2.2 红外遥控装置发射器的发射过程83.3 红外遥控装置接收系统的设计113.3.1 红外遥控接收头SM0038123.3.2 单片机AT89C51性能及工

10、作原理123.3.3 接收系统143.3.4 继电器153.3.5 报警器153.3.6 LED显示器154 系统软件设计184.1 系统软件的构成184.2 软件流程框图185 红外遥控装置的工作过程及调试215.1 红外遥控装置的工作过程215.2 红外遥控装置的调试过程215.2.1 红外信号的测试215.2.2 硬件及软件综合调试225.2.3 调试心得226 总结与展望23参考文献24附录25（1）遥控装置接收系统PCB板25（2）程序清单25致谢32摘 要 无线电遥控技术的诞生，起源于无线电通讯技术，最初的构想是无线电电报技术的建立，真空电子管的发明使得无线电技术的应用和普及很快应

11、用到民用和军用等各个领域。随着晶体管的发明和集成电路的诞生，无线电遥控技术达到了更加完善的程度，现如今我们所知道的导弹、卫星、航天飞机等高科技技术都是与无线电遥控技术分不开的，它也不仅是军事领域的成员，我们的日常生活可以说是已经离不开了无线电遥控，如：遥控监视、报警、遥控电视、遥控玩具等等。现在民用遥控装置领域的拓展大大的改善了人们生活质量和品质，也使一些不可能变成了可能。家用电器中的遥控装置应用极多。本文设计的无线遥控装置就是其中应用之一的小小应用，主要是以单片机AT89C51作为主控芯片，利用红外线遥控发射、接收的工作原理以及单片机外部中断的原理而制作的一款遥控装置，这款遥控装置主要用于控

12、制家用电器。其中发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。另外，本设计利用汇编语言，完成了软件系统的编程，能够实现定时设置、显示状态和风速换挡等功能。此设计硬件电路简单，控制内容多，功耗小，抗干扰能力比较强。关键词： 遥控；红外线；单片机；接收；硬件；ABSTRACT The wireless controls from a distance to control the technical emerge,originating the radio communication technique,the first speculation

13、is a technical establishment of the wireless telegram,the application that the invention that the vacuum electronic tube make the infinite electricity technical and make widely available very quick applied at public wait the each realm with for use by the military . At the first,World War II,the wir

14、eless controls from a distance to apply to the pole to go to.Afterwards along with the invention of the transistor and the emergence of the integrated circuit,the wireless controls from a distance the technique to come to a the more perfect degree,now we know that high-tech technique to guided missi

15、le,space shuttle.etc.so all make use of the technical crystallize of the wireless remote control,our daily life can say to have already cant leave the wireless to control from distance,such as:control from a distance the surveillance,report to the police,control from a distance the television and co

16、ntrol from a distance the toy etc.Now,it is public to control from a distance to equip the realm to expand the life of make the people to acquire the convenience,also making the impossibly became possible.The wireless control from a distance equip that I design is among them applied of small applica

17、tion.Mainly design is to making use of single chip computer and infrared ray to transmit and receive.Its a remote control switch.This switch is mainly to control family electrical equipment.The part of transmit concludes matrix keyboard,encode modulate.LED equipment of transmit by infrared ray;The p

18、art of receive concludes the transform and enlarge equipment of light and electricity, demodulation and divide code circuit.The hardware circuit of this design is easy and it can control a lot of content,the power of resisting interference is very strong.Key words: control from a distance； infrared

19、ray； single chip computer； receive; hardware;I1 绪论1.1 无线遥控技术现状 无线遥控，即是在控制端把控制指令以某种编码方式形成易于传输的信号，通过无线传输，在受控端经解码等处理形成相应的控制操作。无线控制方式多种多样，可以根据不同的应用需要采用适宜的方式。各种遥控方式的不同，主要在于信息的编码处理方式和信息的传输方式。所传信息的形式以及信息量的大小决定采用何种信息编码和处理方式，而信息传送的距离决定采用何种传输方式。1 在编码方式上，目前在简单信息的遥控中常采用的是DTMF方式。这种方式具有实现简单、可靠性高的优点。对于复杂以及大量信息的遥控，

20、可以采用相应的信号处理方式，经过适当的信源信道编码以及数字调制等处理来生成易于传输的信号。对于这些编码处理方式，可以根据系统功能需要进行灵活选择。1 在传输方式上，对于近距离遥控，可以采用基带传输。对于远距离遥控，需要选择适当的调制方式，进行频带传输。目前常用的调制方式有幅度调制，频率调制和相位调制三种。对于不同形式的基带信号，又可以分为模拟调制和数字调制。对于各种调制方式的选择，可以根据基带信号的形式，传输的带宽限制等因素决定。1 对于无线遥控技术，当前基本上通过以下几种方式实现：红外线遥控方式，无线电遥控方式，超声波遥控方式和声音遥控方式。红外技术出现比较早，成本低，价格也具有优势。红外遥

21、控具有以下优点：控制内容多，抗干扰能力强，不会发生任何误动作；响应速度快，不会对其他电器产生干扰从而影响用户使用；体积小，成本低，功耗小，与其他方式比可以降低功耗90%.但是它的缺点也很明显，在使用中需要保证遥控发射器和遥控接收设备处于一定的角度范围，中间不能有任何物品，否则就会阻挡红外线的传输，因为红外线不能穿越砖瓦水泥砌筑的墙体，这在日常使用中经常会造成不便，毕竟用户不希望只能在一定的角度范围内才能对对象进行操作，之外红外线方式也容易受到外界干扰。超声波遥控方式中的超声传感器频带窄，能携带的信息量少，易于受干扰而引起误动作，同时该种方式作用距离短，通用性强可以互换因而不适合在灯具遥控中使用

22、，声音遥控方式通用性强，作用距离短，声音携带的信息量少，易受干扰而引起误动，它适合于像声控电灯开关的场合。无线电作为新一代的信息传递方式，具有绕射和穿透特性，只要在有效工作范围之内，无线设备就可以不受角度，方向和障碍物的限制而自由使用。并且采用特定的编码解码技术可以防止无线电波的互相干扰，抗干扰能力强。11.2 无线电遥控原理和特点调制发射效率高且抗干扰性强，用音频信号去调制高频发射波的幅度和频率，使高频电波幅度和信号随之变化，这就是调制。调频发射：就是用一定频率的音频信号去调制高频发射波的频率，使得高频发射频率随着音频信号产生相应的频率偏移。因为调频发射发送的是高频等幅波（高频全功率发射),

23、充分利用了高频发射功率，所以在高频发射机的高频发射功率相同的情况下，控制距离比调幅波远得多。另外，调频波的抗干扰性能也远远高于调幅波，缺点是调频接收电路相对调幅接收电路来说比较复杂。 如果用于调制的音频不是固定频率，而是直接用人的话音频率去调制高频发射波，那就是无线电对讲机了，发送接收的基本道理都一样。但由于发射功率过大会干扰和影响其他电子设备的正常工作（飞机上不允许乘客使用手机，就是怕手机的高频发射电波会干扰驾驶舱电子仪器的正常运行而产生事故），所以每个国家都有专门的无线电管理委员会进行监督管理，对在不同场合、不同工作性质下使用的无线电波发射功率、发射频率均有严格的限制和规定。对于业余无线电

24、爱好者，开辟有专门的业余波段提供使用。据息：2008奥运委员会发布了在2008年奥运会期间将对无线频带实行限制频率段的规定，为保证奥运会通信的要求北京市已经制定了相应的规定。设计无线遥控系统时要注意：遥控有效距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率。但由于上述发射功率、工作频率受到各种限制，一般可以从提高灵敏度、改善接收电路的抗干扰性能等方面入手去改进接收电路。1.3 课题研究的目的及意义无线电遥控技术发展只有几十年的历史：本世纪20年代，才刚刚出现无线电遥控的雏形。那时，人们试图将遥控技术应用于无人驾驶飞机和舰船上，但由于技术不够完善而未能成功。二次世界大战以后，无线电遥控技术发展迅速，并逐渐在

25、军事、国防、工农业生产以及科学技术等方面得到广泛的应用。到现今，随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使得遥控技术有了日异月新的发展。遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件，集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高。近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。在无线遥控领域，目前常用的遥控方式主要有超声波遥控、红外线遥控、无线电遥控等。本课题设计的无线遥控装置主要是以单片机AT89C51作为主控芯片，利用红外线遥控发射、接收的工作原理以及单片机外部中断的原理而制作的一款遥控开关，这款遥控开关主要用于控制家用电器，它具

26、有遥控开启和关闭多种家用电器，并具有显示状态的功能。其中发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。此设计硬件电路简单，控制内容多，功耗小，抗干扰能力比较强。2 方案设计2.1 设计方案论证 要实现遥控控制，其方法很多。比如：无线遥控，红外线遥控，高频无线遥控等。现在，介绍两种技术方案并作简单对比，选择其中较理想的方案作为设计方案。方案一：无线遥控无线遥控由发射机和遥控接收机两大部分组成。图1.1（a）所示为无线遥控发射机示意图。图1.1（b）所示为无线遥控接收机示意图。 图1.1 无线遥控系统框图 在该方案中由于发射机较多使用LC振荡器，其

27、频率漂移较为严重；接收机可使用超再生电路，其成本低，功耗小，灵敏度可调。但是，超再生电路的工作稳定性比较差，选择性差，从而降低了抗干扰能力。 方案二：采用AT89C51实现的红外遥控通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编解码专用集成芯片来进行控制操作，如图1.2所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括红外接收、单片机AT89C51、显示器。图1.2 红外遥控装置系统框图遥控开关是在通用红外遥控系统的基础上加以改进实现的。其实质就是将红外遥控接收部分采用单片机AT89C51来控制。即当一体化红外接收器接收到红外遥控信号后，将光信号转变成电信号，经放大、解调、

28、滤波后，将原编码信号送入单片机AT89C51中进行信号识别、解码，然后进行相应处理。在该方案中采用单片机为控制芯片，能使硬件电路简单化，而红外遥控方式不仅体积小，成本低，与其他方式比可以降低功耗90%，另外，其控制内容多，抗干扰能力比较强。与方案一中的无线遥控方式相比会略胜一筹 ，因此可选择方案二作为设计方案。 2.2 系统设计思想 本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件，利用红外线遥控发射、接收的工作原理以及单片机外部中断的原理而制作的一款遥控开关。2.2.1系统构成框图矩阵键盘M50462AP晶振红外发光二极管(a) 红外遥控装置发射器框图遥控接收头AT89C51显示器复位晶振

29、继电器 （b) 红外遥控装置的接收系统框图 图2.1 红外遥控装置系统框图2.2.2 器件选择本系统在设计过程中主要选择了以下一些器件： 单片机：AT89C51。 遥控发射器：采用M50462AP芯片。 红外遥控接收器。 继电器。 显示器件：7段共阳LED显示器、发光二极管。 PNP型三极管。 蜂鸣器。2.3 基本功能设计2.3.1 控制电器开启/关闭在此红外遥控装置设计中，采用单片机控制家用电器的开启/关闭，以实现遥控开关的功能。2.3.2 显示状态 在此设计中，单片机外接了一位LED显示器，用于显示受控电器的状态。例如：当家用电风扇调速器的第一挡开关闭合，则应在LED显示器上显示数字1，表

30、示电风扇开启第一挡。2.3.3 按键功能设置 在此设计中，在遥控发射器上共定义了6个功能键，即：数字键15和音量递增键。其中数字键15用于控制电风扇的5个挡位。音量递增键用于控制定时。2.3.4 定时设置 在红外遥控装置中，把遥控发射器上的一个功能键设置成为定时控制键。一共设定了3种时间，即：15分钟；30分钟；45分钟，操作时只需手执遥控器，直接按音量递增键即可。具体定义如下：（VD1，VD2，VD3由P0口控制） 按下第一次：表示定时15分钟，VD1点亮； 按下第二次：表示定时30分钟，VD2点亮； 按下第三次：表示定时45分钟，VD3点亮； 按下第四次：表示定时取消，VD1，VD2和VD

31、3全灭；之后又可以重复以上过程。通过以上基本功能的设计，可以实现遥控开关的任务，即当接通电源后，手执遥控器，例如按下红外遥控装置发射器上的数字键“1”则在红外遥控装置的接收系统中数码管上将会显示数字“1”，表示此时电风扇的第“1”挡开关接通，即此时为一挡风，若需电风扇为第“3”挡风，则只需按下遥控装置发射器上的数字键“3”即可。当风扇启动后，还可以按下遥控器上的音量控制键，以控制风扇的开启时间，不同的按键次数表示不同的定时时间，当定时时间到后则风扇自动关闭。3 系统硬件电路设计3.1 系统硬件的组成 系统硬件电路由两个部分组成：红外遥控装置的发射器和红外遥控装置的接收系统。（1） 红外遥控装置

32、发射器包括： 矩阵键盘。 指令编码器（采用M50462芯片）。 红外发射二极管LED。（2）红外遥控装置的接收系统包括： 红外遥控接收头。 单片机AT89C51。 继电器。 LED显示器。 蜂鸣器。3.2 红外遥控装置发射器的设计红外遥控装置发射器包含键盘，指令编码器(M50462AP)和红外发光二极管LED等部分组成，其组成框图如图2.1（a）所示，电路原理图如图3.1所示。图3.1 红外遥控装置发射器电路图 当按下键盘的不同按键时，通过编码器产生与之相应的特定的二进制脉冲编码信号。将此二进制脉冲编码信号先调制在38KHZ的载波上，经放大后，激发红外发光二极管LED转变成以波长940nm的红

33、外线光传播出去。3.2.1 M50462AP的功能特点及内部结构M50462AP是一个指令编码器，是组成遥控信号发射器的专用集成电路，它为24脚直插式塑封结构，内部由振荡器、时钟信号发生器、键位扫描信号发生器、键位编码器、遥控指令编码器、用户码转型器、码元调制器和输出缓冲器等组成。其引脚图和引脚功能表分别如图3.2和表3-1：图3.2 M50462AP的引脚图表3-1 M50462AP的引脚功能表引脚号符号功能引脚号符号功能1VSS接地13I1键位扫描信号输入2OSCIN振荡器输入14I2键位扫描信号输入3OSCOUT振荡器输出15I3键位扫描信号输入4码调制器输出16I4键位扫描信号输入5A

34、键位扫描信号输出17I5键位扫描信号输入6B键位扫描信号输出18I6键位扫描信号输入7C键位扫描信号输出19I7键位扫描信号输入8D键位扫描信号输出20I8键位扫描信号输入9E键位扫描信号输出21用户码转换输入10F键位扫描信号输出22用户码转换输入11G键位扫描信号输出23遥控信号输出12H键位扫描信号输出24VDD接电源（1）M50462AP的技术特点： CMOS硅栅工艺制造。 无键按下时，振荡器停止工作，因此电源功率损耗低，其值在电源电压为3V时，功率损耗为3uW。 单一电源，工作电压范围宽，其电压值为25.5V。 有供发射指示灯用的输出端。 24脚双列直插式塑料封装。 配套使用型号为C

35、X20106A。 （2）M50462AP的功能特点M50462AP集成电路用来产生遥控编码脉冲(即遥控指令)，输出各种红外遥控信号，供遥控操作使用。其逻辑框图如图3.3。时钟信号发生器指令编码器键盘输入编码器扫描信号发生器振荡器用户码转换器脉码调制器输出缓冲器5 6 7 8 9 10 11 122 3232221412413 20图3.3 M50462AP的逻辑框图该IC具有3种功能： 产生定时信号和遥控载波信号的振荡器。 产生8种不同时间出现的键位扫描脉冲发生器。 将键位码变换 (码值变换)成遥控指令功能码的遥控指令编码器。其中定时信号作为键位扫描信号发生器、键位编码器和指令编码器的定时脉冲

36、信号，同时为调制载频脉冲信号。在定时脉冲信号作用下，键位扫描脉冲信号发生器产生8种扫描脉冲，由键位扫描信号发生器输出端（512脚）输出，轮流地对键盘矩阵进行扫描。键盘矩阵输出的信号送至键位编码器输入端（1320脚）。当按下某一个键时，键位编码器识别按下的键位后，将该键位的地址码送往指令编码器进行码值转换，得到功能指令码。键位扫描信号输出端和键位扫描信号输入端构成88键盘矩阵。按单键可实现64种遥控功能，按双键可实现12种遥控功能。如果同时按下没有被设为双重键的键，则不发送遥控信号。3.2.2 红外遥控装置发射器的发射过程 在图3.1所示的红外遥控装置发射器的电路图中，M50462AP内部振荡电

37、路与2、3脚外接的陶瓷谐振器或LC网络电路组成振荡器。产生频率为455KHZ的振荡信号，由时钟电路进行12分频得到38KHZ的载波信号。一路送至定时信号发生器，以形成时钟脉冲，使整个系统按照统一的时序进行工作；另一路则送码元调制器控制指令的载波。控制指令码对38KHZ载波进行脉冲幅度调制以降低平均发射功率，以脉冲调幅后的指令码送至红外激励管VT基极。5、6、7、8和12脚为键位扫描信号输出线与13-20脚键位扫描信号输入线组成键盘矩阵，以产生各种键功能信号。 工作时，5、6、7、8和12脚输出时序不同的键扫描脉冲，经过键盘矩阵适当选通后回送到13-20脚。M50462AP则根据13-20脚接收

38、到的不同的键选信号进行编码和码值变换，得到遥控指令的功能码，结合21、22脚输入的用户码转换信号，产生出16位的数据码。这些数据码经脉冲调制器进行调制处理后，便产生38KHZ的调制载波脉冲信号，在经缓冲器由23脚输出。 M50462AP的23脚外接元件组成了红外线驱动放大发射电路。它主要是由驱动管和红外发射二极管组成的。当23脚有指令码信号输出时，该信号经驱动管VT放大后，加至红外发射二极管VD1上，遥控指令则以红外线的形式发射出去。由遥控发射器发射出的16位二进制遥控指令是由前8位的用户码和后8位的数据（功能)码组成的。用户码是一种固定的特殊代码，用于表示不同产品之间的遥控信号的区别，以免接

39、收机在接收遥控指令过程中发生误动作。而数据（功能）码则是不同遥控功能的代码。不同的数据表示不同的遥控功能。16位遥控指令码均采用脉冲位置调制方式编码。 由于不同的遥控器所使用的编码芯片不一样，就会使编码指令格式不一样。现说明本设计中所采用的编码芯片为M50462AP的红外线信号的编码格式。 一般可以用以下两种方法来检测红外信号： 干扰法 测量，观察法 所谓干扰法，就是找一台收音机，将其调至短波段，收一个正常的广播电台，达到稳定的效果，然后将遥控器对准收音机按下任何一个按键不放，这时如果收音机有”兹兹“的响声，说明有红外线信号发出，如果没有反应，则说明无红外线信号发出。所谓测量、观察法，就是找一

40、台存储式示波器，将示波器探头接在一体化红外遥控接收器输出器引脚上。其中：1脚输入；2脚接地；3脚接电源。于是，将示波器的探头接在3脚输出上，然后调整示波器的周期和幅度挡位，便可以看到，如图3.4所示的波形。图3.4 遥控发射器1-8号键及音量递增键的识别码和波形码 图3.5 遥控器各功能键编码 经分析比较可知，红外线信号编码由以下两个部分组成： 8位用户码 8位数据码例如，按下遥控器上的数字键“1”时，则会发送出以下2个字节： 4700其中，“47”位用户码，即为厂商固定的编码；“00”则代表数字键“1”的代码。同一个遥控器，它的用户码是固定不变的，它的功能码则是不相同的，如图3.5所示。各个

41、位编码方式是以波宽信号来定义的。其中“0”电平用790us高电平+270us低电平表示；“1”用1800us高电平+270us低电平表示。当按下遥控器上的某一按键时，则会产生一组特定的编码，并调制在38KHZ的载波上发射出去。 3.3 红外遥控装置接收系统的设计遥控接收系统由红外线接收头、单片机微处理器、接口电路（控制电路)等部分组成,其组成框图如图2.1（b）所示。光电二极管将接收到的红外线信号转变成电信号，经检波放大，滤除去38KHZ的载波信号，恢复原来的指令脉冲，然后送入微处理器进行识别解码，解议出遥控信号内容，并根据控制功能输出相应的控制信号，送往接口电路（控制电路）作相应的处理。其电

42、路原理图如图3.6所示。图3.6 红外遥控装置接收系统的电路原理图图3.7 风扇调速器控制图 3.3.1 红外遥控接收头SM0038 红外遥控接收器采用一体化红外遥控接收头SM0038。SM0038对外只有3个引脚：VS、GND和1个脉冲信号输出引脚OUT，其输出引脚与单片机的P3.2口连接。该接收头形状如图3.8所示。图3.8 一体化红外遥控接收头一体化红外接收头的内部包括：红外光敏二极管、谐振电路、放大电路、解码器、滤波器等，只要加上+5V电源，输出引脚直接输出不带副载波的负极性RC-5信号。具有电路简单，灵敏度高，抗干扰性好等优点。“1”码和“0”码相应的码形如图3.9所示。图3.9 R

43、C-5信号中的“1”码和“0”码波形3.3.2 单片机AT89C51性能及工作原理本文在选用单片机时，充分考虑了各种单片机产品的特点，并根据自己的实际情况，选择了MCS-51单片机的AT89C51。 MCS-51系列单片机是Intel公司生产的功能比较强、价格比较低，较早应用的单片机，目前仍被广泛应用。（1） 单片机AT89C51的内部结构 单片机是在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称MCU。51系列单片机内包含下列几个部件： 一个8位CPU； 一个片内振荡器及时钟电路； 4KB ROM程序存储器； 128KB

44、 RAM数据存储器； 可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路； 32条可编程的I/O线（4个8位并行I/O端口)； 两个16位的定时/计数器； 一个可编程全双工串行口； 5个中断源、两个优先级嵌套中断结构。 （2）AT89C51的引脚功能可总线扩展的单片机有44个引脚的方形封装形式和40个引脚的双列直插式封装形式，最常用的40个引脚封装形式及其配置见图3.10，各个引脚的功能说明如下。图3.10 AT89C51的引脚图 GND：接地端。 VCC：电源端，接+5V。 XTAL1:接外部晶体的一个引脚。CHMOS单片机采用外部时钟信号时，时钟信号由此引脚引入。 XTAL2：接外部晶体的一个引脚。HCMOS单片机采用外部时钟信号时，外部时钟信号由此引脚接入。 RST/VPD:复位信号输入。VCC掉电后，此引脚可接备用电源，低功耗条件下保持内部数据RAM中的数据。