毕业设计（论文）-基于51单片机的电器遥控.doc

1 目录 一一 总体设计方案总体设计方案 3 3 1 1 利用红外遥控开关电路利用红外遥控开关电路 3 3 二二 系统硬件电路设计系统硬件电路设计 4 4 1 2 显示器件选择 5 1 3 调光器件选择 5 1 4 按键控制方式选择 6 2 2 电路设计 电路设计 6 6 2 1 发射电路部分 6 2 2 接收电路部分 10 2 3 2 3 系统功能实现方法系统功能实现方法 1111 2 3 1 遥控码的编码格式 11 2 3 2 遥控码的发射 12 2 3 3 数据帧的接收处理 12 2 4 2 4 遥控发射及接收控制电路的软件设计遥控发射及接收控制电路的软件设计 1313 2 4 1 遥控发射部分 13 2 4 2 遥控接收部分 14 三三 设计调试设计调试 1616 调试步骤调试步骤 1616 四四 结束语结束语 1818 附录 参考文献及计算机程序清单 附录 参考文献及计算机程序清单 1919 参考文献 参考文献 1919 程序清单程序清单 2020 2 摘要 随着电子科学技术的发展 遥控遥测技术在高科技研究 工农业生产 通信 技术 军事技术 家用电器等诸多领域得到了广泛地应用 特别是随着各类遥 控专用集成电路不断问世 使得各类遥控设备的性能更加优越 可靠 功能也 更加完善 该系统设计主要是围绕红外遥控的相关理论和应用进行研究 该遥控装置采 用晶体稳频脉冲调幅发射机 电路较简单 频率稳定度高 发射的是间断的 28MHZ 等幅载波 接收机采用自熄式超再生检波方式 检波级工作在非线性工 作状态 具有间歇高频振荡和检波双重功能 接收灵敏度较高 检波后的沙沙 噪音为超再生电路所特有的 它的有效控制距离不低于 30M 可以用来进行汽车 模型 舰船模型 家用电器等的遥控 Abstract With the electronic science and technology remote telemetry study in the high tech industrial and agricultural production communication technology military technology household appliances and many other fields has be en widely used Especially with the various types of remote control ap plication specific integrated circuits continue to come out making all kinds of remote control equipment superior performance reliability and functi on better The system is designed mainly around the infrared controlled application of relevant theory and research The remote con trol device crystal frequency stabilization using pulse amplitude mod ulation transmitter A simpler circuit high frequency stability launch ed 28MHZ are continuous carrier amplitude The use of self extinguishing type surpass generate receiver detection mode detector non linear class job at jobstatus with intermittent high frequency oscillation and detection of double features a higher recei ver sensitivity Rustling noise after de tection for specific circuit The effective control of it from no less than 30M can be used for car models model ships home appliances such as the remote control 关键字 遥控电路 红外发射 红外接收 单片机 3 代做本论文毕业设计实物 代做专科 本科各个专业毕业论文 代做电子 机械类专业毕业设计 完全按照毕业设计指导书做 指导毕业答辩 淘宝交易 QQ 1226388638 4 一 总体设计方案 根据任务书的要求 利用单片机设计一个遥控开关电路 可以拟定以下的 几种方案 1 1 利用红外遥控开关电路 用单片机制作一个红外电器遥控器 可以分别控制 5 个电器的电源开关 和一个电灯开关 并且可以对电灯进行亮度的调光控制 红外发射部分结构图如下 图 1 5 当按下遥控按钮时 单片机产生相应的控制脉冲 由红外发光二极管发射 出去 红外接收部分结构如下 图 1 6 单 片 机 按键 控制 红外 发射 单 片 机 显示 红外接收 受控电器电 源开关 调光电路 电灯 5 当红外接收器接收到控制脉冲后 经单片机处理由显示设备显示出当前受 控电器的序号 并判断是否对电灯进行调光 如需调光则经调光电路处理后实 现调光功能 二 系统硬件电路设计 由于本设计为 红外遥控装置 根据所选择方案将其分为发射和接收两大 模块进行设计 1 器件选择 1 1 单片机的选择 本设计所用的单片机可以用 C 31 AT89C 51 羚羊单片机等多种单片机 来实现 但是 C 31 没有内部存储器 本设计需要编写程序 那么就要用外部 扩展 比较麻烦 本设计所编写的程序比较简单 功能也比较少 如用羚羊单 片机过于麻烦 大材小用 本设计所用到的输入输出端口也不是很多 所以我 们决定用 AT89C 51 单片机来完成本设计 及方便也很实用 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器 FPEROM Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory 的低电压 高性能 CMOS8 位 微处理器 俗称单片机 该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造 与工业标准的 MCS 51 指令集和输出管脚相兼容 由于将多功能 8 位 CPU 和 闪烁存储器组合在单个芯片中 ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器 为很 多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案 主要特性 与 MCS 51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命 1000 写 擦循环 数据保留时间 10 年 全静态工作 0Hz 24Hz 三级程序存储器锁定 128 8 位内部 RAM 32 可编程 I O 线 两个 16 位定时器 计数器 6 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 1 2 显示器件选择 在单片机应用系统中 使用的显示器主要有 LED 发光二极管 以及 LCD 液晶显示器 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 LCD 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 1 3 调光器件选择 因为本设计所用到的调光功能仅仅是调节电灯的亮暗 所以无需使用复杂 的调光控制系统 可直接使用一个光电藕合器 来实现此功能 光电耦合器具 有体积小 使用寿命长 工作温度范围宽 抗干扰性能强 无触点且输入与输 出在电气上完全隔离等特点 因而在各种电子设备上得到广泛的应用 光电耦 合器可用于隔离电路 负载接口及各种家用电器等电路中 光电耦合器的种类较多 但在家电电路中 常见的只有 4 种结构 1 第一类 为发光二极管与光电晶体管封装的光电耦合器 结构为双列直插 4 引脚塑封 内部电路见表一 主要用于开关电源电路中 2 第二类 为发光二极管与光电晶体管封装的光电耦合器 主要区别引脚结 构不同 结构为双列直插 6 引脚塑封 内部电路见表一 也用于开关电源电路中 3 第三类 为发光二极管与光电晶体管 附基极端子 封装的光电耦合器 结 构为双列直插 6 引脚塑封 内部电路见表一 主要用于 AV 转换音频电路中 4 第四类 为发光二极管与光电二极管加晶体管 附基极端子 封装的光电耦 合器 结构为双列直插 6 引脚塑封 内部电路见表一 主要用于 AV 转换视频电路 中 本设计采用的就是第二类的一个型号为 PS2019 1 4 按键控制方式选择 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 7 片机上的接口 直接使用 8 个点触式开关即可 2 电路设计 用单片机制作一个红外电器遥控器 可以分别控制 5 个电器的电源开关 并且可以对其中一路电灯进行亮度的调节控制 2 1 发射电路部分 2 1 1 遥控发射器遥控方式 本遥控发射器采用码分制遥控方式 码分制红外遥控就是指令信号产生电 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 整体过程如下 图 2 1 2 1 2 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 发射电路图如下 指 令 键 指 令 编 码 调 制 驱 动 红 外 发 射 8 图 2 2 其中第 9 脚 RST 所接的是一个最简单的 RC 上电复位电路 P3 5 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 p3 5 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 9013 的工作特性如下 极限值 Ta 25 参数名称符号额定值单位 最高集电极 发射极电压VCEO20V 最高集电极 基极电压VCBO40V 最高发射极 基极电压VEBO5V 最大集电极电流Ic500mA 耗散功率Pc625mW 最高结温Tj150 贮存温度Tstg 55 150 9 电特性 Ta 25 参数名称符号测试条件最小 值 最大 值 单 位 集电极 基极截止电流ICBOVCB 40V IE 0 150nA 发射极 基极截止电流IEBOVEB 5V Ic 0 150nA 共发射极正向电流 传输比 的静态值 HFEVCE 1V Ic 50mA64300 集电极 发射极饱和电压VCESatIc 500mA IB 50 mA 0 6V 基极 发射极饱和电压VBEsatIc 500mA IB 50 mA 1 2V 红外发射管的工作电压一般为 1 5 至 1 7v 不能直接用 5V 的电压加在上 面 所以又接了一个 39 的电阻 起分流作用 以保证红外发射管正常工作 本设计采用的红外发射管为 J16TE2 8A6R01M SC 其具体参数如下 型号 公司 EG若为 0 则直接返回 开始 初始化 按显示亮度数据设定调 光脉冲延时值 P3 0 0 调延时程序 P2 7 口输出调 光脉冲 中断开始 16 N N Y Y N N Y Y 图 2 13 中断过程 首先判断低电平脉宽度是否大于 2ms 若脉宽不到 2ms 则中断返 回 若低电平大于 2ms 则接收并地低电平脉冲计数 接下来看判断高电平脉宽度 冲是否大于 3ms 若脉宽不到 3ms 则返回上一接收计数过程 若高电平脉宽大于 3ms 则按照脉冲个数至对应功能程序 此时中断返回 三 设计调试 控制电路板的安装与调试在整个电路的设计中占有重要位置 它是把理论 付诸实践的过程 也是把纸面设计转变位实际产品的必经阶段 对试验阶段的 电路板的安装一般有两种方式即焊接方式和面包板插接方式 使用面包板焊接 更加方便 容易更换线路和器件 而且可以多次使用 本设计常用的调试仪器有 万用表 稳压电源 示波器 信号发生器等 调试步骤 1 调试前不加电源的检查 低电平脉宽 2ms 接收并对低电平脉冲计数 高电平脉宽 3ms 按脉冲个数至对应的功能程序 中断返回 17 对照电路图和实际线路检查连线是否正确 包括错接 少接 多接等 用 万用表电阻档检查焊接和接插是否良好 元器件引脚之间有无短路 连接处有 无接触不良 二极管 三极管 集成电路和电解电容的极性是否正确 电源供 电包括极性 信号源连线是否正确 电源端对地是否存在短路 用万用表测量 电阻 经过上述检查 我们发现我们所设计的电路存在错接和连接处不良接触的 问题 经过细心的检查后 解决了上述的一些电路上的问题 2 静态检测与调试 断开信号源 把经过准确测量的电源接入电路 用万用表电压档监测电源 电压 观察有无异常现象 如冒烟 异常气味 手摸元器件发烫 电源短路等 如发现异常情况 立即切断电源 排除故障 我们的电路在此项测试中如无异常情况 接着我们又分别测量各关键点直 流电压 如静态工作点 放大电路输入 输出端直流电压等是否在正常工作状 态下 结果有个别电路不符 经过调整电路元器件参数 更换元器件 使电路 最终工作在合适的工作状态 对于放大电路我们还用示波器观察是否有自激发生 结果一切正常 3 动态检测与调试 动态调试是在静态调试的基础上进行的 调试的方法地在电路的输入端加 上所需的信号源 并循着信号的注射逐级检测各有关点的波形 参数和性能指 标是否满足设计要求 如必要 要对电路参数作进一步调整 发现问题 要设 法找出原因 排除故障 继续进行 我们所设计的遥控器电路是采用码分制遥控方式 我们用示波器对发射电 路输出端及接收电路输入端的信号波型的进行了检查 发现当按下不同的开关 按钮时所显示的波型是不同的 这说明了此电路是工作在正常状态的 4 调试注意事项 经过我们自己动手调试电路 我们从问题之中总结出来一些常用电路调试 的注意事项 1 正确使用测量仪器的接地端 仪器的接地端与电路的接地端要可靠连 接 2 在信号较弱的输入端 尽可能使用屏蔽线连线 屏蔽线的外屏蔽层要 接到公共地线上 在频率较高时要设法隔离连接线分布电容的影响 例如用示 18 波器测量时应该使用示波器探头连接 以减少分布电容的影响 3 测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗 4 测量仪器的带宽必须大于被测量电路的带宽 5 正确选择测量点和测量 6 认真观察记录实验过程 包括条件 现象 数据 波形 相位等 7 出现故障时要认真查找原因 19 四 结束语 经过几个月的努力 我们在杨老师的耐心帮助和自己的努力下终于完成了 此次设计 并按设计要求实现了遥控器的各项功能 通过这次设计使我们从中 学到到了很多课本上学不到的知识 了解了红外遥控器的现状和发展趋势 并 学会了用单片机开发产品的完整的过程 明白了设计的概念 通过自己亲自去 动手和调试我明白的实践的重要性 明白了理论结