基于单片机的简单的电器遥控器的设计

毕业设计 基于单片机的简单的电器遥控器的设计 第1章概述 第2章总体设计方案 第3章系统硬件电路设计 第5章总结 第4章设计调试 毕业设计 第1章概述 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 使遥控技术有了日新月异的发展 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 红外遥控的特点是不影响周边环境的 不干扰其他电器设备 由于其无法穿透墙壁 故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰 电路调试简单 只要按给定电路连接无误 一般不需任何调试即可投入工作 编解码容易 可进行多路遥控 毕业设计 第2章总体设计方案 方案一 简易红外遥控电路 在不需要多路控制的应用场合 可以使用由常规集成电路组成的单通道红外遥控电路 这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码器 因此成本较低 方案二 利用红外遥控开关电路 红外线发射 接收控制电路均采用单片机来实现 输出控制方式可选择 实用性强 方案三 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 方案比较综上所述通过比较三套方案 方案一未采用单片机控制 功能过于单一 仅能对一路电器进行简单的遥控 方案二和方案三的红外线发射 接收控制电路采用单片机来实现 电路简单 实用性强 方案二虽可虽可控制多个电器 但控制功能过于单调 仅能实现电器开关的控制 实用价值不大 方案三不仅可用控制键实现对电器的控制 而且可对一路电灯进行亮度控制 方便实用 且本设计用到的元器件较少 电路相对简单实用 所以本设计采用方案三作为设计蓝本 毕业设计 第3章系统硬件电路设计 3 1器件选择3 1 1单片机的选择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 3 1 2显示器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 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 3 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 型号为PS2019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 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 直接使用单片机上的接口 直接使用8个点触式开关即可 毕业设计 3 2 1 发射电路部分3 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 3 2电路设计 毕业设计 3 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 毕业设计 3 2 1 3遥控发射器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7脚接7个点触式的开关 第1脚至第5脚用来遥控电器电源开关 第6脚为可调光电灯的开关 第7脚 第8脚为调节电灯亮度的控制开关 当按第7脚开关时 电灯增亮 当按下第8脚时电灯减暗 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 毕业设计 3 2 2 接收电路部分3 2 2 1红外遥控接收器的接收过程 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 毕业设计 3 2 1 2遥控接收器电路原理图 毕业设计 3 3 系统功能实现方法 第10脚输出编码波形图 发射电路的第15脚的输出调制波图 毕业设计 3 4 遥控发射及接收控制电路的软件设计 3 4 1 遥控发射部分 遥控发射的主程序图 调用键扫描处理子程序图 键号转至相应的发射程序图 毕业设计 3 4 2 遥控接收部分 主程序及初始化及延时图 中断过程图 毕业设计 第4章设计调试 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 毕业设计 调试步骤 1 调试前不加电源的检查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 毕业设计 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 毕业设计 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 毕业设计 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 毕业设计 第5章总结 经过几个月的努力 我们在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 明白了理论结合实践的含义 同时也大大的提高了自己的动手能力和团队合作能力 这在我以后的工作中都是非常有用的 毕业论文的制作给了我难忘的回忆 回想这段日子的经历和感受 我感慨万千 在这次毕业设计的过程中 我拥有了很多的回忆和收获 当我终于完成了所有打字 绘图 排版 校对的任务后整个人都很累 但同时看着电脑荧屏上的毕业设计稿件我的心里是甜的 我觉得这一切都值了 这次毕业论文的制作过程是我的一次再学习 再提高的过程 在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识 对电路的设计 布局要先有一个好的构思 才显得电路板美观 大方 程序编写中 由于思路不清晰 开始时遇到了很多的问题 经过静下心来思考 查阅资料 理清了思路 在此次设计中 知道了做凡事要有一颗平常的心 不要想着走捷径 一步一脚印 在此毕业即将完成之际 我要由衷的感谢这三年来专业老师对我的谆谆教诲和帮助 使我学