电风扇遥控器设计论文说明

1、概括红外遥控技术大大提高了劳动生产率，降低了成本，降低了劳动强度，改善了劳动条件。微机技术的出现，使现代科学有了质的飞跃，给现代工业测控领域带来了新的革命。红外遥控系统通过红外线的精确定位控制方式对被控对象进行控制。整个控制系统主要集成了数字电路和模拟电路。硬件电路包括红外发射电路和红外接收电路。发射电路主要通过键盘输入、编码调制、红外发生器等一系列硬件电路将红外信号发射到接收电路，接收电路采用解调、解码等电路对接收到的红外信号进行识别。电风扇作为一种老式电器，具有价格低廉、放置方便、体积轻巧等特点，占据了大部分市场份额。市场需求推动了电风扇的发展。精准的遥控开关设计可以提高电风扇的工作效率。

2、性能，提高舒适性和稳定性。本设计以AT89C51单片机为核心，集成了单片机中断系统、定时器、计数器等功能，结合红外光的优点设计了一款电风扇遥控装置。为了实现不同功能的遥控操作，红外遥控发射器通过识别不同的红外光频率来区分不同功能的操作。红外遥控接收器通过识别红外频率、查表识别具体操作要求，完成对被控对象的实时控制。关键词：红外遥控；电风扇；数字电路；模拟电路； AT89C51目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc11639 摘要要 PAGEREF _Toc11639 我 HYPERLINK l _Toc2481 摘要 PAGEREF _Toc2481 二 HYPERL

3、INK l _Toc16415 第1章绪论 PAGEREF _Toc16415 1 HYPERLINK l _Toc5108 1.1 家电遥控技术的研究背景 PAGEREF _Toc5108 1 HYPERLINK l _Toc27082 1.2 国外遥控技术研究现状及发展趋势 PAGEREF _Toc27082 1 HYPERLINK l _Toc4150 1.3 红外通信技术概述 PAGEREF _Toc4150 3 HYPERLINK l _Toc4441 1.4 本研究的具体内容 PAGEREF _Toc4441 3 HYPERLINK l _Toc11304 第二章 运行原理与总体设

4、计 PAGEREF _Toc11304 5 HYPERLINK l _Toc20164 2.1 红外遥控发射第 PAGEREF _Toc20164 6部分 HYPERLINK l _Toc25796 2.2 红外信号接收部分 PAGEREF _Toc25796 6 HYPERLINK l _Toc25718 2.3 红外编码 PAGEREF _Toc25718 7 HYPERLINK l _Toc11966 2.3.1 红外编码标准设计 PAGEREF _Toc11966 7 HYPERLINK l _Toc2175 2.3.2 二进制信号调制 PAGEREF _Toc2175 8 HYPER

5、LINK l _Toc21347 2.3.3 二进制信号的解调 PAGEREF _Toc21347 8 HYPERLINK l _Toc9324 2.3.4 二进制信号解码 PAGEREF _Toc9324 9 HYPERLINK l _Toc11681 第 3 章硬件设计 PAGEREF _Toc11681 10 HYPERLINK l _Toc10435 3.1 时钟电路 PAGEREF _Toc10435 10 HYPERLINK l _Toc4102 3.2 复位电路 PAGEREF _Toc4102 10 HYPERLINK l _Toc14709 3.3 按键及其接口电路 PAGE

6、REF _Toc14709 11 HYPERLINK l _Toc9203 3.4 红外遥控器原理与设计 PAGEREF _Toc9203 12 HYPERLINK l _Toc25282 3.5 红外发射电路 PAGEREF _Toc25282 13 HYPERLINK l _Toc21354 3.6 红外遥控接收电路 PAGEREF _Toc21354 13 HYPERLINK l _Toc16997 3.6.1 红外信号接收电路 PAGEREF _Toc16997 14 HYPERLINK l _Toc6667 3.6.2 控制部分电路 PAGEREF _Toc6667 14 HYPER

7、LINK l _Toc12038 3.4 电源电路 PAGEREF _Toc12038 16 HYPERLINK l _Toc16193 第 4 章软件设计 PAGEREF _Toc16193 17 HYPERLINK l _Toc30779 4.1 模块化程序简介 PAGEREF _Toc30779 17 HYPERLINK l _Toc19130 4.2 遥控发射 PAGEREF _Toc19130 18主程序设计 HYPERLINK l _Toc27559 4.3 红外接收器主程序设计 PAGEREF _Toc27559 19 HYPERLINK l _Toc19856 第 5 章软件调

8、试 PAGEREF _Toc19856 22 HYPERLINK l _Toc28662 5.1 仿真环境 PAGEREF _Toc28662 22 HYPERLINK l _Toc11731 5.2 仿真实现 PAGEREF _Toc11731 23 HYPERLINK l _Toc19649 结论 PAGEREF _Toc19649 26 HYPERLINK l _Toc20310 至 PAGEREF _Toc20310 27 HYPERLINK l _Toc11946 参考文献 PAGEREF _Toc11946 28 HYPERLINK l _Toc3050 附录（节目表） PAGER

9、EF _Toc3050 29第一章 简介1.1 家电遥控技术研究背景随着科学技术的飞速发展，人们对物质文化的追求与日俱增，各种具有高科技元素的电子产品已经融入人们的日常生活。遥控技术的出现给人们的生活带来了很多便利。人们摆脱了传统的按键模式操作模式，只需按下遥控器即可实现对设备的实时操作。传统方式的遥控是利用独有的遥控编码程序和相应的解码调制电路来实现对被控对象的控制。虽然操作简单，维护方便快捷，但只适用于某种专属设备，控制对象单一，而以单片机为控制核心的新型红外遥控装置打破了这一弊端，编程灵活多变，控制对象多样。红外遥控技术的出现，不仅大大提高了劳动生产率，降低了成本，而且降低了人们的劳动强

10、度，改善了劳动条件。计算机技术的出现，使现代科学研究有了质的飞跃，给现代工业测控领域带来了一场新的革命。红外遥控装置以其体积小、重量轻、携带方便、能耗低、稳定性强、低消耗等优点成为当今社会不可缺少的控制装置。电风扇与人们的日常生活息息相关。它们是人们度过炎热的夏天不可缺少的家用电器。虽然现在城市里空调已经很普遍了，而且由于大多数家庭的消费水平，有取代电风扇的趋势。限购，由于电风扇的重要性，将在中小城市和农村家电行业长期占据不可小觑的地位。市场需求推动了电风扇的发展。随着科技的发展，智能化程度日益提高，电风扇也加入了智能化元素，智能化提升了电风扇在人们生活中的实用价值。因此，对于电风扇的开发设计

11、还是有很大的实用价值的。随着一系列技术的成熟，不少厂商为电风扇注入了一些新的科技元素，让电风扇更加人性化，更贴近人们的生活。比如在安防技术、智能设置技术、照明技术、语音技术等方面，如此丰富的功能极大地提升了电风扇在家电市场的竞争力。精准的遥控开关设计，提高电风扇的工作性能，提高舒适性和稳定性。给人们的生活带来很多便利。1.2 国外遥控技术研究现状及发展趋势遥控技术的发展是以通讯技术、电子技术和控制技术为基础的。遥控器既可以实现离散信号传输，如电风扇开关信号，也可以实现连续信号传输，如对电风扇风速的实时监控和管理。遥控装置的起源来自著名的发明家尼古拉特斯拉，他于1898年研制出第一个遥控装置。此

12、后至1960年代初，由于科技落后，市场需求少，遥控技术一直没有得到普及。能够快速发展。 1970年代后期，由于数字电子技术、模拟电子技术、计算机通信技术等理论的成熟和制造工艺的成熟，遥控技术有了长足的发展。直到今天，各种新型遥控技术面世，极大地改变了人们的生活观念和思维方式。遥控传输方式大致经历了从有线传输到无线传输，从振动波源到红外光波传输，最后到控制计算机总线核心的红外遥控传输的几个主要阶段。无论采用何种重型传输方式，准确传输所需的实时信号并能够快速准确地控制被控对象是非常重要的。早期的无线传输方式易受外界电磁波干扰，信号输出会受到很大影响，从而带来操作误差。与红外线相比，它可以携带的信息

13、少，易受外界干扰。目前研究的理想遥控方式是光控方式，在超声波方式下使用红外遥控替代传统遥控是未来研究的主流趋势。目前，大多数家用电器都使用红外遥控装置来实现对设备的可行控制。红外遥控装置以其精确的控制方式和强大的抗干扰能力被人们广泛使用。价格低廉，编码简单，近程遥控使用红外遥控非常有优势。由于红外一体机的出现，大大降低了红外遥控的成本和技术难度。目前，不仅在家电领域得到广泛应用，在玩具、安防等领域也得到了广泛的应用。红外遥控系统主要由红外遥控发射装置、红外接收设备、遥控微处理器等组成。因此，遥控系统是一个涉及单片机的数字系统。遥控控制器在一定程度上提高了人们的工作效率，增加了人们的生活环境，提

14、高了人们的生活质量。遥控器是五十年代多产的发明家罗伯特阿德勒发明的。红外遥控技术的发展始于1970年代，一出现就受到国外学者的广泛关注。传播。红外遥控具有独立性、物理特性类似于可见光、无穿透障碍物、隐蔽性强等特点。随着红外遥控技术的发展和飞速发展，很多电器都应用了红外遥控，电风扇也不例外。从电风扇面板上的简单按键控制到短距离（10M以内）的遥控，虽然变化不大，但带来的便利无疑是巨大的。红外遥控技术的成熟也使得遥控电风扇设计简单，价格低廉。现阶段全国红外遥控电子元器件竞争非常激烈，导致价格低廉，表面上对消费者有利，但长期的恶性竞争和相互的价格压力必然导致产品质量的下降，而最终的伤害只能是消耗。经

15、过。红外遥控的前景依然看好，但红外遥控的现状不容乐观。红外遥控是一种单工红外通讯方式。在整个通信过程中，需要一台发射机和一台接收机。信号发送口主要通过单片机将要发送的信号调制解码成一系列可识别的脉冲信号，通过红外接收口接受和识别发送的信号，从而实现被控的可行控制。目的。整个红外控制系统成本低，容易被广大消费者接受和使用。不仅如此，红外控制装置可靠性高，抗干扰能力强。红外接收端不仅可以实现信号的接收，还可以实现对其进行放大、校正、整形等功能。在过去的十年里，由于高科技的飞速发展。红外遥控技术的发展给红外遥控技术的发展带来了巨大的推动力。它已广泛应用于各行各业，尤其是与人息息相关的家电行业。随着经

16、济的发展，人们的生活水平逐渐提高，如今，人们对物质文化的追求不仅满足实用，更需要在其智能、舒适、便利上做文章。红外遥控技术的出现，正好符合现阶段人们追求的物质文化需求。1.3 红外通信技术概述无线遥控技术根据发射波形的不同可分为：声控遥控、超声波遥控、无线电波遥控和红外遥控。电波式遥控方式控制精度差，容易对附近手机通讯和电视信号产生一定影响。严重时会带来很大的噪音，甚至影响其正常使用。此外，它本身也很容易受到其他无线电波的影响，控制会带来很多故障。因此，由于它的许多缺点，它在现实生活中很少使用。超声波遥控由于频带宽小，可以覆盖的信息量很小，在发射信号的过程中容易受到外界无线电波的干扰。因此，超

17、声波遥控系统在现实中投资较少，并未得到广泛应用。 .声波遥控器由于识别能力差，容易在空中迷路，所以使用较少。目前，广为流行的红外遥控方式因其抗干扰能力强、易识别、制造成本低、传输信息量大、控制准确等一系列优点而被人们广泛接受和使用。信息以红外线的形式传输。同时，随着数字电子技术和模拟电子技术的飞速发展，以单片机为新型控制核心的设备在红外遥控中的应用越来越普遍。本公司生产的遥控装置成本低、重量轻、体积小，可通过数字编码和二进制调制有效控制复杂信息。能耗低，达到节能的效果；红外遥控系统不会将发射的信号泄漏到环境之外，不会对其他通讯设备和电视等设备造成信号干扰，不会影响其他设备的正常使用。 .识别方

18、便，传输效率高，稳定性强，控制准确。因此，现阶段的普通家用电器都是利用红外光作为信号传输载体，实现对被控对象的有效控制。从结构上看，红外遥控系统主要包括信号发射器、集成集成信号接收端口、单片机控制系统、扩展接口。红外遥控器通过单片机的调制解码功能实现对信号的编码，通过编码将原始信号以数字形式表达出来。红外遥控接收口不仅可以接收发射器发出的信号，还可以对信号进行校正、调整、放大、解码成可以控制被控设备的脉冲信号。用于控制被控对象的遥控编码脉冲信号是一组以串行方式表示的二进制代码。现在有以下问题需要解决：如何准确无误地接收红外遥控通讯信息；译码编程软件的优化设计，系统控制程序的优化可行设计。1.4

19、 本研究的具体内容在本文的写作中，给出了基于单片机的遥控系统的软硬件设计和实现方法。硬件部分主要包括基于PROTEUS的系统原理图的设计与仿真。软件设计主要包括C语言在编程中的应用，用键盘输入电风扇所需的操作，通过红外线传递控制信号。本文分以下几部分进行介绍：1 、研究学习单片机的相关知识，详细学习AT89C51的功能和结构。2 、研究国外遥控开关的发展趋势，了解设计中的一些具体要求和特点。3、研究遥控开关的硬件设计，了解其在本设计中的具体硬件电路和硬件模块。4.研究基于单片机的遥控开关软件设计。5.建立protues仿真模型并对系统进行调试，使其满足本设计的要求。第二章工作原理与总体设计红外

20、遥控系统是一种光、电一体化的系统。其工作原理是用户按键信号经单片机编码后转换为脉冲信号，通过红外发射器发出；接收端采用红外一体机实现接收信号的放大和解调，还原成数据流，由单片机解码。操作相关IO口，完成整个遥控操作。整个系统主要由电源电路、红外发射电路、红外接收电路、LED显示电路等部分组成。系统硬件由以下几部分组成：红外数据传输电路，键盘采用普通按键键盘，按键统一连接到单片机的P0口。总体设计思路是：根据扫描到的不同键值，AT89S51会根据数据处理要求，从P3.5输出控制脉冲，发射脉冲编码后T0产生的8KHz载波（周期为26us）。分配给调制。信号放大驱动红外发光管发出控制信号。红外数据接

21、收采用HS38B一体化红外接收头，集红外接收、数据采集、解码功能于一体。只要在接收端检测到磁头INT0的信号为低电平，就可以分析整个串行信号。获取当前控制命令的功能。然后按照说明操作电风扇，如图2-1所示图2-1 系统整体结构框图2.1 红外遥控发射部分单片机不工作时，始终处于低功耗状态，采用空闲节电工作模式。当遥控器上的某个按键被按下时，外部中断1产生中断，唤醒单片机进入工作状态，查询键盘上的哪个按键被按下。确认按钮后，控制软件启动定时器T0、T1，T1为发射时间控制器，T0为红外发射频率控制器。当 T0 定时器溢出时，中断程序将红外管接口的电平反转一次。写入定时器的初值不同，在输出端口会得

22、到不同的发射频率。当 T1 定时器溢出时，中断程序关闭 T0 定时器并停止红外发射。其设计原理框图如下。图2-2 红外遥控发射设计示意图2.2 红外信号接收部分单片机红外遥控接收器主要由单片机、红外遥控接收电路、状态指示电路、控制电路及单片机的一些外围电路组成。使用单片机中的T0作为红外脉冲计数器，T1作为计数时间控制器。当电路中的红外接收管接收到第一个红外脉冲时，触发外部中断1，启动计数器T0和定时器T1。当定时溢出时，中断程序关闭计数器T0，读取计数值并做出判断，确定操作对象（遥控按钮）并对其进行反向操作，控制电路开启或关闭受控负载.接收电路也可以锁定。控制电路锁定后，遥控器无法对控制电路

23、执行遥控功能。其设计原理框图如下图2-3所示：图2-3 红外信号接收设计示意图2.3 红外编码2.3.1 红外编码标准设计本设计采用不同的脉冲宽度实现二进制信号的编码，编码由发送单片机完成。 0.56ms间隔、0.565ms脉宽、1.125ms周期的组合代表二进制“1”； 1.685ms 间隔、0.565ms 脉宽、2.25ms 周期的组合代表二进制“0”，其波形如图2-4 所示。图 2-4 二进制信号“1”和“0”的编码遥控码脉冲信号由引导码、识别码、识别反码、控制码、控制反码信号组成。引导码也称为起始码，由一个宽度为5ms的高电平和一个宽度为3ms的低电平组成，用于标记遥控编码脉冲信号的开

24、始。如图 2-5 所示。图 2-5 信号导频码识别码也可以称为系统识别码。识别码命令可用于指示当前遥控器的操作类型，以区分各种遥控器系统，防止遥控器与当前控制不对应。系统出现故障。控制代码也可以称为功能实现代码。被控对象要实现的功能的具体控制可以通过控制代码来实现。接收端口接受功能实现码的二进制码，查表即可实现各种功能操作。识别码的反码和控制操作的反码对应于识别码和控制码的反码。串行二进制数据码的时序图如下图 2-6 所示。图 2-6 串行数据代码时序图2.3.2 二进制信号调制二进制信号的调制仍由发送单片机完成，如图 2-7 所示，A 为二进制信号的编码波形，B 为频率为 38KHz（周期为

25、 26 s ）的连续脉冲， C是红外发射二极管发出的波形的调制间歇脉冲串（相当于C=AB）。在图 2-7 中，要发送的二进制数据为 101。图中的脉冲数只是为了说明不真实的情况。图 2-7 二进制信号调制2.3.3 二进制信号的解调HS38B的解调可以理解为：输入脉冲信号串时，输出端显示的电平为低电平，否则输出口电平为高电平。可直接与单片机的串口输入口和外部中断连接，随时接收遥控信号并产生中断，然后单片机恢复代码。2.3.4 二进制信号解码单片机可以实现对存储在红外载波中的二进制信号进行解码和调制。单片机对红外接收口接收到的信号进行解码识别，然后查表得到对应的具体实现函数，如图2-8所示，波形

26、E解码还原原始二进制数据信息101 .图 2-8 红外接收器的接收和输出波形硬件设计3.1 时钟电路时钟电路是单片机控制系统中不可缺少的硬件电路。单片机有效工作的基准频率是由外部时钟电路的振荡提供的。石英晶体振荡性能好，工作时抗干扰能力强，工作频率极其稳定。因此，通常选择石英晶体来产生微控制器的参考工作频率。微控制器最小工作系统中的频率精度由参考频率控制。同时，石英晶体还可以产生振荡电流，将时钟脉冲信号输入到单片机。单片机可以与振荡电路组成高增益反相放大器，其中XTAL1和XTAL2引脚分别对应放大电路的输入端和输出端。该放大电路与具有反馈功能的石英晶体或陶瓷谐振器共同组成一个自激振荡器，为单

27、片机提供脉冲信号。设置的脉冲信号是微控制器的速度。在本设计中，我们将使用晶体振荡器。频率设置为12MHz，即单片机的工作速度为12MHZ/S。对于目前的单片机来说，它的工作频率是有一定范围的，最高不能超过24MHz，否则会影响系统的稳定性。图3-1为本次设计的单片晶振电路9 。在本设计中，我们使用电容为 22pF 的石英晶体。图 3-1 MCU 晶振电路3.2 复位电路复位电路能有效消除单片机控制系统的累积误差，是单片机控制系统中不可缺少的硬件电路。单片机在运行过程中难免会出现程序运行错误或操作错误，使整个系统难以运行。复位电路是每个系统不可缺少的电路，是系统是否可行的先导。下面介绍复位电路的

28、功能和方法。这时必须进行复位操作来弥补。执行完复位操作后，系统返回地址0000H执行。复位信号需要从单片机的 RST 引脚输入。本设计采用按键式电平复位电路，如下图3所示。 -3 显示。造成这些的主要原因可能是复位电路设计不当，所以设计一个好的复位电路对于单片机控制系统的运行非常重要，是控制系统的基本点。图 3-3 复位电路3.3 按键及其接口电路(1) 独立按键界面图 2-8 所示为独立按键接口电路。在独立按键接口中，按键直接连接到单片机的输入/输出I/O端口。图 3-4 独立按键界面(2) 矩阵键界面图 3-5 矩阵按键电路在矩阵键键盘中，分为行线和列线。行线和列线接矩阵按键开关的两端，行

29、线接+5V电源。与独立键盘相比，矩阵键盘的扩展性大大增加。比如常见的4*4矩阵键盘占用4+4=8个I/O口。当需要扩展为20个按键时，只有4+5=9个I/O口，而使用独立键盘时，分别使用16个I/O口和20个I/O口。由于单片机的 I/O 端口数量有限，很难连接大量的 I/O 端口。很明显，矩阵键盘可以大大减少系统I/O端口的使用。无按键按下时，行线为高电平状态；当有按钮动作时，行和列线将被打开。这是矩阵按键识别按键是否被按下的关键策略。 , 为了识别按键，矩阵键盘中的行线和列线信号必须匹配在一起，经过适当的处理，才能得到按键闭环的位置。3.4红外遥控原理与设计红外遥控系统发射口电路的主要部件

30、由红外发光二极管供电，一旦驱动，即可发射可识别的红外光电波。二极管和三极管由硅半导体材料制成的光伏电池组成。它们通过单片机解码等操作，将发射器发出的信号转换成可识别的信号。信号传输口一般由命令键盘按键、命令编码调制系统、电源模块和系统驱动电路组成。按下命令键盘按钮，可以输出不同的功能，实现对被控对象的实时有效控制。单片机对传输的信息进行二进制解码等运算，可以保证红外线的顺畅可靠传输，不易受外界影响。这保证了红外遥控系统的平稳可靠运行。红外接收器主要接收和解码发射器发出的信号，使其能够被系统识别。下图 3-6 显示了红外遥控系统的主要部件和工作原理。如图所示，红外系统主要包括键盘、解码调制、红外

31、遥控、光电放大电路和单片机解码电路。部分组成。整个接收部分将完全由上述PC838红外一体端头完成。本设计的发射部分采用成品遥控器发送控制信号。图 3-6 红外遥控系统框图3.5 红外发射电路红外信号发射口的元件一般为Ga、As等金属材料制成的红外光波发射二极管，可承载大电流，光波发射强度大，损耗发生在传播的过程。距离远，抗干扰能力强。这里使用的SIR333是GaAlAs红外发射二极管，具有体积小、功耗低、发射强度高、可靠性高、发射角45、SIR333管径5mm等特点。红外遥控系统广泛应用于军工、民用、工业制造等领域，具有较高的市场占有率，是现代生活中不可缺少的电子产品之一。单片机通过软件编程，

32、通过调制后的脉冲信号从P3口的第6脚（P3.5）输出数据。因此，该电路由一个红外发射器、一个NPN8050三极管和两个限流电阻组成。根据目前红外发射器的需要，选用280倍放大器S8050。同时红外发射器的串联电阻在100欧左右，这里选用68欧。 8050的基极接一个千欧电阻，这里用的是5.1K欧的电阻。红外数据传输电路图如图3-7所示。图 3-7 红外驱动发射电路3.6 红外遥控接收电路这部分电路是本设计中硬件电路的关键部分。该系统由红外接收电路、单片机电路、器件驱动电路和状态显示电路组成。整体框图如图 5 所示。通过P3.1输入二进制脉冲码的高低电平和保持时间。当接收头接收到信号时，单片机会

33、产生中断，识别P3.1端口的信号电平。并恢复到原来发送的数据，稍后在软件设计中会详细介绍。数据流经单片机处理后送至驱动控制部分。并通过数码管显示电气设备数量。3.6.1 红外信号接收电路HS3 8 B是一款用于红外遥控接收的小型集成接收器。其主要功能包括放大、频率选择和解调。输入信号必须是调制信号。其接收放大解调后，原信号的反相信号直接在输出端输出。无需任何外接元件即可完成从红外接收到输出兼容TTL电平信号的全部工作，体积与普通塑封三极管大小相同，简化了电路，灵敏度和灵敏度高。抗干扰非常好。 .适用于各种红外遥控和红外数据传输，中心频率为38.0kHz 。接收器只有3 个外部引脚：从左到右的O

34、UT 、 GND 、 VCC 。如图所示， OUT引脚直接连接到单片机的 IO 口。芯片如图 3-18 所示。红外接收前置放大器的增益很大，容易造成干扰。反过来，必须在接收器头的电源引脚上添加一个滤波电容。因此红外接收部分的电路如下：图 3-8 HS38B 引脚图 3-9 红外接收电路3.6.2 控制电路单片机接收到红外接收器的解调信号后，对其进行解码，并从中破译出控制码。此时，系统将转向具体设备的控制工作。本设计中有四个受控设备，由LED灯模拟，受控设备供电为9V。因此，如何防止电源与受控设备电源之间的干扰也是需要考虑的部分。控制部分采用隔离驱动电路，光电器件作为隔离元件，光耦隔离两路电源，

35、防止电流噪声影响单片机工作微型计算机。光耦合器是由发光二极管和光电晶体管组成的器件。发光二极管将输入侧的电信号转换成具有相同规律变化的光，光电晶体管将光转换成具有相同规律性的电信号。因此， ，光充当介质。由于光耦抗干扰能力强，很容易完成电平匹配和转换，并且不受信号源是否接地的限制。所以被广泛使用。光电隔离的目的是切断两个电路的电气连接，使它们相互独立，从而切断噪声从一个电路到另一个电路的路径。光隔离是通过光耦合器实现的。外壳有金属或塑料可供选择。发光二极管和光电三极管内填充透明绝缘体，发光管与光电三极管对齐，以提高其灵敏度。光耦的电路符号如图 3-10 所示。图 3-10 光耦示意图光耦的输出

36、口和输入口互不干扰，两者互不影响传输信号。通常，光耦用于实现以下两个主要功能：电平转换：在TTL电路和电源电路之间无需额外的匹配电路即可传输信号，从而实现电平转换。隔离：输出口和输入口互不干扰，两者互不影响传输信号。光耦中光电晶体管的基极有引出和不引出两种形式。基极引线通常通过电阻接地。通过连接接地电阻，可以有效控制光耦的灵敏度和控制速度。一般来说，电阻越小，响应速度越高。我们这里使用的是没有引线的光耦合器。图 20 显示了单个受控设备的连接：图 3-11 受控设备与单片机之间的光隔离3.4 电源电路由于这种设计不需要高电源，所以一个三端稳压器就足够了。整体设计框架如下图3-12所示。由于该电

37、路需要两个不同的电压源，因此使用了两个固定的三端稳压器 7805 和 7809。在设计中，有2个支路，一个输出电压为9V，另一个输出电压为5V。 5V 电压源为音乐播放器供电。在商用电源的情况下，如何设计一个将220V交流电变为5V的直流稳压电源是至关重要的一步，这将影响控制系统的稳定性和安全性。下面详细介绍5V直流稳压电源的电路设计方法。根据前面给出的设计指标要求，稳压电源电路需要由降压变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等组成。电路组合，最终输出电压能满足要求。.图 3-12 电源电路框图软件设计4.1 模块化程序简介模块化编程是将要编写的程序模块化。与传统的一一编写程序不同，模块化程序的

38、编写是通过主程序调用子程序。这种编写程序的方式易于修改，易于多人编写。 ，提高了程序的编程效率。以程序所需的各种功能为模块，实现程序的可行性设计。这种编程方法称为程序模块化编写方法。模块化的目的是降低程序复杂度，简化程序设计、调试和维护等操作。在模块化C程序设计过程中，包含了两个重要的文件*.c和*.h。(1) C语言源文件*.c说到C语言源文件，大家再熟悉不过了。因为我们平时写的程序代码几乎都在这个XX.C文件中。编译器也会编译这个文件并生成相应的目标文件。目标文件是一个重要的文件，其中存储了我们要执行的所有程序源代码。我们可以把理想过程中的模块化程序看作一个黑盒子，我们只需要关心外观，而不

39、关心它的组成部分。结构和其中包含的元素，换句话说，只关心模块化程序本身的功能，而不管模块化程序的实现和设计过程。(2) C语言头文件*.h将文件名设置为 LCD.C 文件。 LCD文件向程序驱动中心提供主程序与子程序之间的驱动源代码Lcd.C PutChar(char cNewValue)。正在使用的程序，这个文件的主要作用是起到介绍的作用。引入各个主程序和子程序的连接接口，调用模块源代码的主位置。主程序首先初始化红外接收端口，然后检测是否接收到红外信号。如果接收到红外信号，如果接收到红外信号，则进入中断，因为外部程序和调用程序增加了调用其他程序代码的功能。为了提高程序设计的效率，头文件的设计

40、是必不可少的。上例中的头文件包含的写入方法为：#ifndef _（对应*.C英文名大写）_H_#define _（对应的*.C英文名大写）_H_extern void LcdPutChar(char cNewValue);万一4.2 遥控发射主程序设计遥控发射的主程序是先初始化键盘和红外发射器，然后判断按键是否被按下。如果有键盘按下，则通过红外发射器发射相应的按键代码；子程序是让单片机等待按钮被按下发送代码。如果检测到信号，则让其发送导频码，依次发送导频码、用户码数据码和数据的反码，如图5-1所示。图5-1 遥控发射主程序流程图图 5-2 是红外发送子程序的流程图。每次调用时，它都会从累加器发

41、送八位二进制数据。程序从高位开始依次发送累加器中的二进制数据。如果为0，则先发送1.68ms的低电平，如果为1，则先发送0.56ms的低电平。然后打开中断，利用八位自动重载初值定时器使T0口产生一个周期为26ms的脉冲，脉冲持续时间为0.56ms。脉冲发送后，中断关闭。直到八位数据发送完毕，本次启动的子程序退出。图 5-2 遥控发射子程序流程图4.3 红外接收器主程序设计在红外接收主程序的设计过程中，首先是初始化红外接收端口，然后检测是否接收到红外信号。如果接收到红外信号，如果接收到红外信号，则进入中断，延时为0.14ms。如果计数 N 小于等于 8，脉冲宽度等于 1.125ms，则接收“0”

42、；如果计数 N 大于 8，且脉冲等于 2.25ms，则接收“1”；如果计数 N 大于 30，且脉冲大于 4.2ms，则计数过长，会自动离开。红外接收主程序如图5-3 所示。图 5-3 红外接收主程序流程图红外遥控接收部分的读码子程序利用代码1和0的电平特性，对接收头输出的信号进行解码。以八位二进制码为循环。 P3.1口的电平在高电平到来后0.8ms被采样，取反后为原始二进制码，逐位存入累加器。电平采样后，软件延迟并等待下一个高电平的出现。在读取所有八位数据后退出子程序。图 5-4 红外接收子程序流程图软件调试在protues软件下实现遥控开关电风扇的仿真。具体要求如下：1、可远程控制电风扇的开

43、合；2、可控制和显示风扇转速的等级；3、可设置电风扇的开启时间，如60min、30min、10min等，到时间立即切断电风扇电源。5.1 仿真环境Protues 软件的运行环境如下图6-1 所示。在里面新建一个文件，通过调用子模块完成电风扇仿真模型的构建。6-1 模拟环境所建仿真模型的整体框图如下图 6-2 所示。6-2 整体仿真模型的构建5.2 仿真实现protues软件下的键盘设计如下图6-3所示。通过按下键盘，实现变速和暂停打开功能。这种设计分为1档、2档、3档和0档。 3档风速最高，0档不转动风扇。6-3 键盘模型构建运行protues仿真模型，初始时系统档位显示为0档，计时时间显示为

44、FF，如下图6-4和6-5所示。6-4 启动仿真软件齿轮显示6-5 启动仿真软件定时时间显示按齿轮设置键盘，将风扇齿轮设置为“1”、“2”和“3”。档位越高，风速越高，如图 6-6 所示。6-6 设置电风扇齿轮“1”“2”“3”按下定时器时间设置按钮设置电风扇的运行时间，如下图6-7所示，将风扇的运行时间设置为“60”、“30”和“19”分钟。达到运行时间后，电风扇将立即停止运行并切断电源。6-7 定时时间设置“60”“30”“19”分钟从以上仿真结果可以看出，本设计符合要求。可以设置电风扇的档位，控制电风扇的开关动作，通过遥控开关设置电风扇的运行时间。综上所述整个设计涉及的包容性太大，过程也

45、很繁琐，但它给我的收获却是丰富的。通过调查研究，收集相关信息与大家交流，在老师和同学的帮助下，了解本系统的适用条件，本设备的选用标准，各种设备芯片的适用性等，在完成本次设计的步伐中，铺就了坚实的步伐。本设计详细介绍了基于单片机的红外遥控开关的工作原理和基本结构；分析了红外遥控技术的原理，明确总结了红外发射电路和接收电路的工作原理和技术要求。并根据其特点，采用脉冲数编码方式，通过设置遥控码的码宽和数据帧间隔，成功解决了数据帧接收的可靠问题，实现了对电风扇的可靠控制.在导师的悉心指导和项目组成员的密切配合下，作者经过几个月的分析、设计和调试，终于完成了本课题的任务。在设计初期，不仅查阅了很多相关资

46、料，还借鉴了以往同类控制器的开发经验。在对仿真电路进行多次改动后，对一些关键技术进行了分析，充分考虑了软件驱动性能和系统稳定性，以及扰动对仿真电路的影响。硬件软件的设计思路已经完成了基于单片机的红外遥控开关的研发。至经过几个月的努力，在陆总的耐心帮助和自己的努力下，我们终于完成了设计，并按照设计实现了遥控器的功能。通过这次设计，我们学到了很多课本上学不到的知识，了解了红外遥控的现状和发展趋势，了解了单片机开发产品的全过程，理解了设计理念.同时，我要感谢班里所有的学生。正是因为有你们的陪伴，四年的本科学习生活才变得丰富多彩。那些记忆还深深地印在我的脑海里：篮球场上挥汗如雨，考试周夜里看书，食堂里

47、欢声笑语。在此祝所有支持和帮助我的人生活愉快，身体健康，家庭幸福。祝愿所有应届毕业生事业有成，前途光明，家庭幸福。在这个设计中，卢老师不厌其烦地给我解释问题并纠正错误。在这里，我要表达我由衷的感谢！值此毕业之际，谨以此文献给我的本科学习生涯，献给那些帮助过、支持过和关心过我的人，献给那些曾经和没有提到过你的人！参考1建华.实用遥控器的原理及制作。 :人民邮电，1996。2常瓒红外和超声波遥控：人民邮电，1995。3舒静最新彩电芯及其遥控系统的原理与维护：电子工业，1993。4王明亮等。广播。电视调频传输技术，第 1 卷和第 2 卷。：中国广播电视，1993 年。5梁彦贵遥控电路晶闸管触发电路语

48、音电路卷：科技文献，2002。6华. MCS-51系列单片机实用接口技术：航空航天大学，1999。7邱冠元电路。高等教育。 1989. 第三版。8焦成当前模式信号处理的进展与展望。中国电子杂志。 1992.20 （ 7 ） ：87-92。9苏文，陆兆文高频电子电路。高等教育。 1993. 第三版。10康光华，大秦电子技术基础（模拟部分）。高等教育。 1999.6.第四版。11茹权电子技术常用器件手册。：机械工业，1994。12陆兵，楚敏。基于单片机系统的显示界面。机械与电子，1992。13 汤姆彼得斯和萝莉贝尔。便携式设备的未来是“坑”J 图书馆计算机 2006 年 3 月. 42(3)22-25 .14 JMKahn, JRBarry，“无线红外通信”Proc.IEEE，第 85 卷，第 265 页，1997 年。15 S.Jivkova, M.Kavehrad，“多点高比特率无线