单片机红外遥控开关系统设计

1、单片机课程设计题目红外控制接收系统红外遥控接收系统设计摘要：本文设计了一种基于AT89S5单片机的红外遥控系统，可用于 控制多种电器的开关， 交流电机的转速及启停等方面。 阐述了发射 部分和接收部分的设计原理和工作过程， 介绍了一种红外遥控解码 程序的实现方法，并用流程图表示了程序的设计过程。1 引言红外线波长远小于无线电波的波长， 所以红外遥控不会干扰其他 无线设备的工作； 其次其无法穿透墙壁， 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； 再次红外线电路调试简单， 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， 并且编解 码容易，可进行多路遥控；另外红外遥控器作

2、为控制系统的输入设备， 具有成本低、 灵活方便的特点。 红外遥控的这些优点可为用户提供方 便的操控手段，因此该技术被广泛应用于各种家电产品、娱乐设施、 现代化仪器仪表和工业控制中， 为现代家居和生产生活增添了一丝亮 色。单片机集CPU RAM,R0M,l/8、中断和定时器于一体，具有体积 小，重量轻，控制灵活方便，价格低廉等优点，广泛应用于工业自动 化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品以及军事装备等方面。采 用单片机进行红外遥控系统设计， 具有编程灵活多样， 操作码数可随 意设定等优点。单片机经过不断地更新换代， 其性能也在不断的提升， 其中闪速存储器单片机芯片STC89C52R是 一种低功

3、耗，高性能的CMOS位微控制器，本设计以STC89C52RD片机为核心，附以相应的 外围电路，构成基于单片机控制的红外遥控系统。2系统硬件设计本文所设计的红外遥控系统分为两个部分：即遥控发射部分和接 收控制部分（整个系统原理框图如图1,图2所示）。整个系统需要 解决的关键问题是实现红外信号的有效发射与接收，本设计将采用脉 冲个数编码，和单片机软件解码的方式来实现红外遥控器对继电器的 开和关，从而控制电器设备。图1红外接收电路2.1遥控发射部分：由红外发射遥控器6122做为遥控发射部分。实现一旦有键按下，发射相应的键号控制红外发射管发射相应的脉冲。实现相应的继电器的通断。红外遥控器的输出都是用编

4、码后串行数据对 38 40kHz的方波进 行脉冲幅度调制而产生的。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的 0”以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、 周期为2.25ms的组合表示二进制的1”上述0”和1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调 制，然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。一般电视遥控器的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别 码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后 1

5、6位为8位的操作码和8位的操作反码，用于核对数据是否接收准确。根据红外编码的格式，发送数据前需要先发送 9ms的起始码和4.5ms的结果码。遥控串行数据编码波形如下图所示：rinnnmnwinnnnnniuinjioniinnjinnnnni-固俯丄 I I 丨 I I II |j I il I 1 丨 I ! i I I I !| II |i I ( 111 Illi li I I II I I il 丨 I t I 4 H I 11 I 4 丨 I I I ll III I I 1 I 1 I il II接收方一般使用SM0038-体化接收头进行接收解码，当SM0038接收 到38kHz红

6、外信号时，输出端输出低电平，否则为高电平。所以红外 遥控器发送红外信号时，参考上面遥控串行数据编码波形图， 在低电 平处发送38kHz红外信号，高电平处则不发送红外信号。图2:红外发射遥控器2 2接收控制部分（电路原理图如图 3）：主要由STC89C52F单片机、红外接收电路、数码显示电路、继电 器控制电路和电源电路组成。 遥控器发射的信号经红外接收处理传递 给单片机， 单片机根据不同的信息码进行相应的继电器的控制， 并完 成相应的现实功能。2.2.1 STC89C52F单片机STC89C52RDD片机为控制核心，外加12MHZ勺晶振。 2.2.2红外接收电路红外光波不可见，峰值波长940nm

7、左右，属红外波段。红外接收 管将接收到的红外线光波转换成电信号， 黑色的树脂封装将700nm以 下波长勺光线滤除。 红外一体化接收头是由红外接收管和放大电路组 成的，能够接收脉冲编码调制的红外光信号， 具有体积小， 密封性好， 灵敏度高，价格低廉等优点。本设计采用 SM0038-体化接收头，其 解调频率为38KHZ当接收到38KHZ的红外脉冲信号时输出为低电平， 反之输出高电平。 经其解调后的信号输入单片机的中断口。 通过单片 机的中断查询可进行下一步操作。2.2.3数码显示电路为方便识别发射的按键号码， 以及显示受控制的电路， 在接收部 分设置数码显示电路 ,它所驱动对象是共阴极 LED 数

8、码管。2.2.4继电器控制电路继电器控制电路可由单片机的 P0和P2 口输出，一共可以有16 个支路，即可以控制 16个电器，而这 1 6个支路的电路形式完全相同， 在本次设计模型中， 选择其中的两个支路来演示。 以 P2.0 和 P2.1 口 为例，将其连接到继电控制电路中三极管 9012的基极，三极管的射 极接继电器 ，使整个控制部分接到交流电器中。 当 P2.1 输出低电平时，三极管导通，继电器吸合，对应的电器设备电源接通，设备开启 工作；否则P0或P2 口相应引脚输出为高电平，三极管截止，继电器断开，对应的电器设备因断电而不能工作亍矗丄磐* 图4 :接收控制部分的电路原理图3系统软件设

9、计本设计的软件分为接收部分。接收部分工作原理为：系统上电初始化后，对单片机的INT1 口 进行检测，当其为高电平时，系统处于等待状态；当其为低电平时， 将启动中断服务程序。红外接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的下 降沿触发中断程序，实时接收数据帧，并对第一位码的码宽进行验证。 若第一位的低电平码的脉宽小于 2ms,将作为错误帧处理。当间隔位 的高电平脉冲宽大于3ms时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲 数，在单片机P1. O-P1. 3 口输出相应的二进制数据，经译码器的 译码后驱动数码显示管显示相应按键， 同时P0或P2 口的某一对应引脚输出控制信号， 使继电器原有状态发生改变， 此时即完

10、成一次数据 的接收处理。4 程序设计。程序#include <reg51.h>#include <intrins.h> #define uchar unsigned char#define uint unsigned int uchar distemp;void delay(uchar x); /x*0.14MS void delay1(int ms);sbit IRIN = P3A3; sbit relayO=P2A。； sbit relay1=P2A1;/红外接收器数据线/继电器 0 控制端口/继电器 1 控制端口P1= tabledistemp； delay(20

11、)；uchar IRCOM7；/数码管的段码编码uchartable160x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71；/*/main()IE = 0x84；TCON = 0x10；/允许总中断中断 ,使能 INT1 外部中断 /触发方式为脉冲负边沿触发IRIN=1；/I/O 口初始化delay1(10)；relay0=1；relay1=1；/延时/继电器 0 断开/继电器 1 断开while(1) /end main /* void IR_IN() interrupt 2 usin

12、g 0 unsigned char j,k,N=0； EX1 = 0； delay(15)； if (IRIN=1) EX1 =1；/确认 IR 信号出现while (!IRIN)/等 IR 变为高电平，跳过 9ms 的前导低电平信号。for (j=0;j<4;j+)for (k=0;k<8;k+)while (IRIN)delay(1);while (!IRIN)delay(1);while (IRIN)delay(1);N+;if (N>=30) EX1=1;return;IRCOMj=IRCOMj >> 1;/收集四组数据/每组数据有 8 位/等 IR 变为

13、低电平，跳过/等 IR 变为高电平/计算 IR 高电平时长4.5ms 的前导高电平信号/0.14ms 计数过长自动离开。/高电平计数完毕/数据最高位补0”delay(1);/ 数据最高位补“ 1if (N>=8) IRCOMj = IRCOMj | 0x80; N=0;if (IRCOM2!=IRCOM3) EX1=1;return; switch(IRCOM2)case 0x16: distemp = 0; break;case 0x0c: distemp = 1; break;case 0x18: distemp = 2; break;case 0x5e: distemp = 3;

14、break;case 0x08: distemp = 4; break;case 0x1c: distemp = 5; break;case 0x5a: distemp = 6; break;case 0x42:distemp = 7; break;case 0x52: distemp = 8; break;case 0x4a: distemp = 9; break;switch(distemp)case 0:relay0=relay0;break;/ 继电器 0 闭合或断开 case 1:relay1=relay1;break;/ 继电器 1 闭合或断开 default:break;EX1 = 1;/*void delay(unsigned char x)/x*0.14MSunsigned char i;while(x-)for (i = 0; i<13; i+) /* void delay1(int ms)unsigned char y;while(ms-)for(y = 0; y<250; y+)_nop_();_