单片机遥控系统的应用设计15(共25页)

1、PAGE 邵阳学院毕业设计（论文）PAGE PAGE II邵阳学院毕业设计（论文） 摘要(zhiyo)遥控器是一种用于远端控制机械的装置，采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有硬件接口的简单方便，编程灵活多样，操作码个数可随意设定等优点。本设计遥控发射电路主要有单片机AT89C52控制电路、行列式操作键盘、红外线发射、遥控接收(jishu)电路构成。通过单片机软件解码实现对一个电灯的调光，以及(yj)对继电器的控制功能。本设计的红外遥控系统具有节能和环保的特点，有家庭或工业控制现场。一些手动操作不太方便的场合可以通过设置代替手动操作，利用该遥控器控制其他设遥控功能的电路。如电灯、计算机、电脑、

2、饮水机等，可极大方便人们生活。关键字: 单片机；红外线发射器；遥控接收器。邵阳学院毕业设计（论文）PAGE 23目录(ml) TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc230880407 摘 要 PAGEREF _Toc230880407 h I HYPERLINK l _Toc230880409 第1章 绪论(xln)1 HYPERLINK l _Toc230880409 第2章 功能(gngnng)要求1 HYPERLINK l _Toc230880414 第3章 方案论证2第 HYPERLINK l _Toc230880417 4章 系统硬件电路的设计3 HYPER

3、LINK l _Toc230880418 4.1 遥控发射器的电路设计3 HYPERLINK l _Toc230880419 4.2 遥控接收系统的电路设计5 HYPERLINK l _Toc230880427 第5章 系统程序的设计10 HYPERLINK l _Toc230880428 5.1 系统功能的实现方法10 HYPERLINK l _Toc230880429 5.2 遥控发射及接收控制程序设计流程图11 HYPERLINK l _Toc230880430 第6章 调试及性能分析12 HYPERLINK l _Toc230880431 6.1 调试12 HYPERLINK l _T

4、oc230880432 6.2 性能指标13 HYPERLINK l _Toc230880434 第7章 控制源程序清单13第8章 总结 HYPERLINK l _Toc230880437 22 HYPERLINK l _Toc230880435 参考文献22 HYPERLINK l _Toc230880436 致谢23第1章 绪论(xln)随着计算机的不断发展,它的一个重要分支单片机的应用正在不断地走向深入，现在单片机越来越广泛地用于智能仪表、工业控制、日常生活等许多领域。随着移动通信设备的日益普及，红外线遥控(yokng)已成为目前广泛使用的一种通信和遥控手段，许多电器装置上纷纷采用红外线

5、遥控，给人们的工作，生活带来了方便。因此进行基于单片机的红外线遥控设计有着十分重要的现实意义。论文结合当前红外钱遥控的技术和单片机的应用技术，研究设计了一个基于单片机的红外遥控电脑系统，实现了红外线遥控电脑的基本功能。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或

6、数字电路更加强大。第2章 功能(gngnng)要求 单片机遥控应用系统要求用单片机作为控制芯片制作一个遥控器，另一个单片机控制系统能被遥控操作, 本单片机制作十五路电器遥控器，可以分别控制十五个电器的电源开关，并且可对一路电灯进行亮度的遥控。采用脉冲个数编码，48键盘开关，可扩充到对32个电器的控制。 第3章 方案(fng n)论证目前市场上一般设备系统采用专用的遥控编码及解码集成电路。此方案具有制作简单容易等特点，但由于功能(gngnng)键数及功能受到特定的限制，只适合用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限止。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

7、优点。本单片机遥控应用系统采用红外线脉冲个数编码、单片机软件解码实现了对十五个小灯的开关控制,其中一路为一个交流电灯,可以进行亮度的遥控。图3.1和图3.2为该应用系统(xtng)的遥控器设计原理框图及接收控制系统设计原理框图。图3.1 单片机遥控器设计原理框图图3.2 接收(jishu)控制系统设计原理框图 第4章 系统(xtng)硬件电路的设计 单片机遥控(yokng)应用系统电路分遥控发射器电路和遥控接收系统电路。 4.1遥控发射器的电路设计图4.1.1为该系统遥控发射器的电路原理图，其中P 1口和P0口作键扫描端口，具有32个功能操作键。第（9）脚为单片机的复位脚，采用简单的RC上电复

8、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12M晶振。P0口需接上拉电阻。图4.1.1 遥控(yokng)发射器电原理图 1 AT89C52单片机遥控(yokng)电路的主芯片采用美国ATMEL公司的AT89C52 FLASH 单片机，它具有8K字节可重编程闪速存储器，使用5V电源电压、2568位的内部RAM，3个16位定时器/计数器，7个中断源以及空闲和掉电方式等功能。遥控器如用AT89C52中的LV低电压系列,可用2节1.5V电池供电。 2 行列式操作(cozu)键盘行列式操作键盘又称为矩阵式键盘。用I/O线组成行、列结构，按键设置在行列

9、的交点上，行列线分别连接到按键开关(kigun)的两端，键盘中有无按键按下是由列线送入扫描字、行线读入行线状态来判断的，有键按下时通过查键并执行键功能程序。 3 红外线发射(fsh)电路遥控器信息码由AT89C52单片机的定时器1中断产生40KHZ红外线方波信号，由P3.5口输出，经过三极管9013放大，由红外线发射管发送。电阻R1的大小可以改变(gibin)发射距离。 4.2遥控接收系统的电路设计图4.2.1为该遥控系统的接收器主电路原理图，控制系统主要由AT89C52单片机、+5V电源电路、红外接收电路、50HZ交流电过零检测电路、电灯亮灭及调光控制电路等组成。遥控器发射的红外信号经红外接

10、收处理传送给单片机，单片机根据不同的信息码进行对十五个端口的控制操作。其中P1.1P1.2作为数码管的二进制数据输出，显示数字为07，7代表最亮，0代表最暗，采用4511集成块硬件译码显示数值。P0.0P0.7以及P2.0P2.6作为15个电器的电源控制输出，接口可以用继电器或可控硅，在本电路中，P2.0口控制一个电灯的亮灭。P2.7为可控硅调光灯的调光脉冲输出。第10脚P3.0口为50HZ交流市电相位基准输入，第（12）脚为中断输入口，P3.1用于接收红外遥控码输入信号。图4.2.1 十五路电器(dinq)控制器电原理图1. 电源(dinyun)电路电源电路由桥式整流、虑波电容、7805稳压

11、(wn y)器及电源指示灯组成。交流电经过桥式整流变成直流电，再经过电容滤波，7805集成稳压器稳压成为稳定的+5V电源，用一个发光二极管指示灯指示电源状态，图4.2.2为电源电路图。 图4.2.2 控制器电源(dinyun)电路图。2. 50HZ交流电过零检测(jin c)电路交流电过零检测(jin c)电路如图4.2.3所示。 图4.2.3 交流电过零检测电路图过零检测(jin c)电路由桥式整流电路和2个9013三极管组成。当UA=UBE=0.7V时，T1三极管导通，T2三极管截止(jizh)，B点为低电平，C点（P3.0）为高电平；当UA=UBE0.7V时，T1三极管截止(jizh)，

12、T2三极管导通，B点变高电平，C点（P3.0）为低电平。50HZ交流电过零检测电路图中各点电压波形如图4.2.4所示。 图4.2.4交流电过零检测电路图中各点电压波形图3.电灯开关及亮度控制电路图4.2.5为可控硅光亮控制电路设计原理图。电灯的开关受P2.0口控制，也可由可控硅的导通角控制。AT89C52产生可控硅控制的移相脉冲，移相角的改变实现导通角的改变，即当移相角较大时，可控硅的导通角较小，输出电压较低，电灯较暗；当移相角较小时，可控硅的导通角较大，输出电压较高，电灯较亮。 图4.2.5 可控硅光亮(un lin)控制电路图当AT89C52的P2.7位低电平时，9012三极管导通，三极管

13、集电极电流驱动光电耦合器导通，使可控硅的G极产生脉冲信号触发可控硅导通；当AT89C52的P2.7位高电平时，9012三极管、光电耦合器、可控硅都处于(chy)截止状态。可控硅导通角控制电路中各点波形如图4.2.6所示。 图4.2.6 可控硅导通角控制电路中各点波形图 第5章 系统程序(chngx)的设计 5.1系统功能(gngnng)的实现方法（1）遥控(yokng)码的编码格式遥控采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的码。最小为2个脉冲，最大为17个脉冲。为了使接收可靠，第一位码宽为3mS，其余为1mS，遥控码数据帧间隔大于10mS（图5.1.1）。 图5.1.1 P3.5端口输出编码

14、波形图（2）遥控码的发射当某个操作按键按下时，单片机先读出键值，然后根据键值设定遥控码的脉冲个数，再调制成40KHZ方波由红外线发光管发射出去。P3.5端口的输出调制波如图8.10。（3）数据帧的接收处理当红外线接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据帧。在数据帧接收时，将对第一位（起始位）码的码宽进行验证，若第一位低电平码的脉宽小于2mS，将作为错误码处理，当间隔位的高电平脉宽大于3mS时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲个数，执行相应输出口的操作。图5.1.2为红外线接收器输出的一帧遥控码波形。 图5.1.2 红外线接收器输出(shch)的一帧遥控码波形图 5

15、2 遥控发射(fsh)及接收控制程序设计流程图图5.2.1遥控发射器主程序(chngx)、键扫程序、遥控码发射程序流程图 图5.2.2 遥控接收器主程序、中断(zhngdun)程序流程图第6章 调试(dio sh)及性能分析 6.1 调试(dio sh)系统在完成硬件的检查后主要进行软件的调试，对遥控器的调试主要是用示波器观察能否在遥控接收器中输出图8.11所示的波形，另外调整发射电阻的大小可以改变红外线发射的作用距离。电灯亮度控制系统的调试主要是对可控硅延时时间的调整，电灯按0-7共八档进行亮度的调整，控制延时经调试后确定如下：最最暗时的移相角控制延时： 256S26H=9728S最暗移相角

16、控制延时：256S1CH=7168S次暗移相角控制延时：256S19H=6400S中间亮移相角控制延时：256S16H=5632S次亮移相角控制延时：256S12H=4608S最亮移相角控制延时：256S0EH=3584S遥控接收头在安装时应注意尽量靠表面，以扩大接收的角度，不同厂家的遥控接收头的灵敏度也不一致(yzh)，应选择确定。 6.2 性能指标调试后系统性能指标测试(csh)如下：1.最大遥控(yokng)距离： 10米2.发射接收角：水平最大90度3.遥控器发射时工作电流： 8 mA4.遥控器静态电流： 0.6 mA5.电灯最亮电压：交流200V6.电灯最暗电压：交流10V采用红外线

17、遥控方式时，距离、角度等使用效果受一定的限制，如果采用调频或调幅发射接收，则发射距离会更远，接收将不受角度的影响。本单片机遥控编码及解码方案适合一切需要应用到遥控的电器系统，是自行设计带遥控功能的控制系统首选理想方案。 第7章 控制源程序清单 以下是遥控器及接收系统单片机控制C源程序清单：/*/ send.c/ 遥控发射器/ LRM 2004.10.22 /*/使用AT89C52单片机，12MHZ晶振，/#pragma src(E:remote.asm)#include reg51.h#include intrins.h /_nop_();延时函数用/#define uchar unsigne

18、d char#define uint unsigned int#define key0 P0 /键列线#define key1 P1 /键行线/sbit remoteout=P35; / 遥控(yokng)输出口/uint i,j,m,n,k,s;uchar keyvol; /键值存放(cnfng)uchar code keyv8=1,2,4,8,16,32,64,128;/*1毫秒延时程序(chngx)*/delay1ms(uint t)for(i=0;it;i+) for(j=0;j0;m-)delay1ms(1); /停1毫秒ET1=1;TR1=1;delay1ms(1);ET1=0;T

19、R1=0;remoteout=0;/40KHZ发1毫秒delay1ms(10);/tx()switch(keyvol) case 0:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 1:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 2:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 3:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 4:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 5:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 6:keyvol=keyvol+1;s

20、ed();break; case 7:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 8:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 9:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 10:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 11:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 12:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 13:keyvol=keyvol+1;sed();break; case 14:keyvol=keyvol+1;sed();br

21、eak; case 15:keyvol=keyvol+1;sed();break; default:break;/*键功能(gngnng)函数*/keywork()keyvol=0 x00;key1=0 xf0;if(key0!=0 xff)delay1ms(20);if(key0!=0 xff)while(key0!=0 xff); key1=0 xfe;if(key0!=0 xff)for(i=0;i8;i+)if(key0=keyvi)keyvol=i;tx(); elsekey1=0 xfd;if(key0!=0 xff)for(i=0;i8;i+)if(key0=keyvi)keyv

22、ol=i+8;tx(); / key1=0 xfb;if(key0!=0 xff)for(i=0;i8;i+)if(key0=keyvi)keyvol=i+16;tx(); / key1=0 xf7;if(key0!=0 xff)for(i=0;i8;i+)if(key0=keyvi)keyvol=i+24;tx(); /*主函数(hnsh)*/main()clearmen(); /初始化 while(1) keywork(); /按键(n jin)扫描 /*40KHZ发生器*/定时(dn sh)中断T1void time_intt1(void) interrupt 3 remoteout=r

23、emoteout;/*结束*/*/ incept.c/ 遥控(yokng)接收处理器/ LRM 2004.10.22 /*/使用(shyng)AT89C52单片机，12MHZ晶振，/#pragma src(E:remote.asm)#include reg51.h#include intrins.h /_nop_();延时函数(hnsh)用/#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define disout P1 /显示输出/sbit remotein=P31; / 遥控输入sbit sin=P30; /基准正弦波相位输入sbi

24、t AA=P00;sbit BB=P01;sbit CC=P02;sbit DD=P03;sbit EE=P04;sbit FF=P05;sbit GG=P06;sbit HH=P07;sbit II=P20;sbit JJ=P21;sbit KK=P22;sbit LL=P23;sbit MM=P24;sbit NN=P25;sbit PP=P26;sbit QQQ=P27;/uint i,j,m,n,k,s=1;uint keyvol; /值存放(cnfng)/*1毫秒延时程序(chngx)*/delay1ms(uint t)for(i=0;it;i+) for(j=0;j2) goto

25、OOUUTT; OOUUTT: switch(keyvol) case 2:AA=AA;break; case 3:BB=BB;break; case 4:CC=CC;break; case 5:DD=DD;break; case 6:EE=EE;break; case 7:FF=FF;break; case 8:GG=GG;break; case 9:HH=HH;break; case 10:PP=PP;break; case 11:NN=NN;break; case 12:MM=MM;break; case 13:LL=LL;break; case 14:KK=KK;break; case

26、 15:JJ=JJ;break; case 16:II=II;break; case 17:if(disout=0 x00)disout=0 xff;elsedisout-;loop();break; default:break; EX0=1;/*结束(jish)*/ 第8章 总结(zngji)课程设计锻炼同学们独立动手能力(nngl)，发现问题，解决问题的重要环节。对于同学们能力的提高具有很大的作用。一方面他能帮助同学们巩固学过的知识，另一方面又能帮助我们学到一些新的知识。因此，它是非常有意义的。 在刚拿到这个题目的时候，脑袋里还是一塌糊涂，根本还不知道到底该如何动手，但在老师的精心指导下。发现他并不是之前想象的那么难。很多大的问题把它化解成小问题，