单片机红外遥控系统设计
随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。
本设计主要应用了AT89C51单片机作为核心，综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识，应用红外光的优点，设计了一个红外线遥控系统。本系统包含发射和接收两大部分，利用编码/解码芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外线发射器；接收部分包括红外线接收芯片、光电转换器、调解电路。其优点硬件电路简单，软件功能完善，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。 关键词：单片机AT89C51；LED红外线发射器
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目 录
目 录 .................................................... 2 1 绪论 .................................................... 2
1.1 研究背景 ................................................. 2 1.2 国内外研究现状 ........................................... 3 1.3 研究目的与意义 ........................................... 3
2系统方案设计论证 ......................................... 5
2.1单片机红外遥控发射器设计原理 .............................. 5 2.2单片机红外遥控接收器设计原理 .............................. 5 2.3方案选择和论证 ............................................ 6
3红外解码硬件电路设计 ..................................... 8
3.1红外解码系统设计 .......................................... 8 3.2单片机及其硬件电路设计 .................................... 8 3.3红外发射电路设计 ......................................... 10 3.4红外接收电路设计 ......................................... 11 3.5本章小结 ................................................. 13
4红外解码程序设计 ........................................ 14
4.1红外接收电路主程序流程图 ................................. 14 4.2红外接收电路子程序流程图 ................................. 14 4.3本章小结 ................................................. 15
5 联机与调试 ............................................. 16 结论和展望 ............................................... 23 附录A：系统原理图 ........................................ 24 附录B：系统PCB图 ........................................ 25 附录C：系统仿真图 ........................................ 26 附录D：系统源程序 ........................................ 27
1 绪论
1.1研究背景
目前市场上采用的一般是遥控编码及解码集成的电路。此方案的特点是制作简单、容
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易等，但因为功能键数及功能受到特定的限制，这类电路只适合用某一专用电器产品的应用,应用范围受到很大的限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随意设定等优点。本单片机遥控应用系统采用红外线发射频率的不同，来识别不同的遥控功能。当我们按下某一个按键的时候，由单片机识别出该按键后，由CPU向接有红外发射管的端口发射一定频率的脉冲，该脉冲与38KHz左右的载波脉冲进行调制，然后将已调制的脉冲进行缓冲放大，激励红外发光二极管将电能转化为光能，使得红外发光二极管发射出一定频率的红外线，当接收控制系统接收到该红外光后，由单片机内定时/计数器得到该红外光的频率，然后将该频率送往CPU，由CPU对该信号进行反编码，识别出控制信号，从而对控制电路实施控制功能。完成整个遥控功能。
1.2国内外研究现状
发射部分和接收部分是红外遥控系统的基本的组成部分。发射部分的最重要的元件被称作是红外发光二极管。它本质上是发光二极管；因为它的内部材料和一般的发光二极管有一定的区别，所以在他两端施加了一定的电压后，他便发出了一种红外线而非可见光。发出的红外线波长差不多为940mm是目前被大量使用的二极管，外形上来说与一般的φ5发光二极管一样，仅仅是颜色不同。红外发光二极管经常见到的有深蓝、黑色、透明三种颜色。如何去判断红外发光二级管，本质上来说和判断普通二极管相同：使用万用表的电阻挡，然后去测量红外发光二极管正、反向电阻。从发光效率上来说，红外发光二极管需要用专门仪器才可以准确测出，没有条件的只能使用拉锯法来笼统地去判断。
光敏二极管是接收部分里面的红外接收管。实际应用中让他工作的话需要加反向偏压，也就是说红外接收二极管需要反向运用才能得到较高的灵敏度。红外发光二极管的形状正常有圆形和方形两种。
红外发光二极管发射功率在100mw左右，都比较小，所以红外接收二极管接收到的信号弱，所以就要增加一个电路叫高增益放大电路。
不影响周边环境、不干扰电器设备是红外遥控的特点。因为红外线不能穿透墙壁，所以家庭中使用的电器的遥控器而不会造成相互干扰；电路的特点是调试很简单，给定电路连接无误的话，一般不需要任何调试就可以加入工作中；编解码简便，可以多路遥控。
1.3研究目的与意义
随着科技的发展，人们生活的节奏也越来越快，随之人们对方便，快捷的要求也随之不断增高。遥控器的出现，在一定程度上满足了人们这个要求。遥控器是由高产的发明家
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Robert Adler在五十年代发明的。而红外遥控是20世纪70年代才开始发展起来的一种远程控制技术，其原理是利用红外线来传递控制信号，实现对控制对象的远距离控制，具体来讲，就是有发射器发出红外线指令信号，有接收器接收下来并对信号进行处理，最后实现对控制对象的各种功能的远程控制。
红外遥控具有独立性、物理特性与可见光相似性、无穿透障碍物的能力及较强的隐蔽性等特点。随着红外遥控技术的开发和迅速发展，很多电器都应用了红外遥控。
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2系统方案设计论证
2.1单片机红外遥控发射器设计原理
单片机、、单片机的电源、震荡子、复位电路红外发射管发射、电路行列式键盘和低功耗空闲方式控制电路组成单片机红外遥控发射器。
单片机不工作会处于低功耗阶段，采用了空闲节电工作方式。按下遥控器的按键以后，外部中断1产生中断，直接唤醒单片机，并且让其进入工作阶段，了解到键盘按下的是哪个按键，其信号含义是什么，确认按键以后，软件被控制启动定时器T0和T1，为红外线发射频率控制器是TO，发射时间控制器是T1，当T0定时溢出时，红外管接口电平被中断反转一次，定时器写入不同的初值，系统在输出端口就获得了不同发射频率。当T1定时溢出时T0定时器就会被中断程序关闭，红外线停止发射。设计原理框图如下。
+5V电源 行列式键盘AT89C51单片机 红外管发射电路低消耗空闲方式控制电 2-1单片机遥控发射器原理图
2.2单片机红外遥控接收器设计原理
单片机、红外遥控接收电路、状态指示电路、控制电路以及单片机的一些外围电路组成红外遥控接收器。 红外脉冲计数器是使用单片机里面的T0，计数时间控制器则是单片机内的T1。当红外接收管第一次接收到红外脉冲，触发外部中断1，计数器T0和定时器T1被启动。定时溢出，计数器T0被中断程序关闭，读取计数值后立即进行判断，操纵遥控按键对其进行反转操作，控制电路对相对应的负载进行开或关动作 。还可对接收电路实行
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基于单片机的红外遥控系统设计
