学士基于单片机的电器遥控器设计

毕业设计说明书题目：基于单片机机的电器遥控控器设计院（系）：专业：：学号：：姓名：：指导教师：完成日期：GraduattionTThesissTopic:AADesiignabboutttheTeele-coontrolllerBBasedonSCCMDepartmment:Speciallty:Number::Name:FacultyyAdviise:AccompllishDDate:毕业设计计任务书设计题目：基于单片机机的电器遥控控器的设计学号：学生生姓名：专业业：指导教师姓名（职职称）：系主任：一、主要内容及及基本要求设计并制作一电电器遥控器。该该装置要求：：能控制电器器数目；6，其中5个用于控制制电器的电源源开关、一个个用于对电灯灯进行亮度控控制；遥控距距离：不小于于20米；遥控角角度：不小于于120度。该电器器遥控器由发发射器和接收收器两部分组组成，其中接接收器部分要要有调光灯的的亮度等级数数码显示，电电器电源采用用继电器控制制，其线包驱驱动电流不小小于5mA。二、重点研究的的问题数控调频发射。三、进度安排各阶段完成的内内容容起止时间1查阅资料、熟悉悉设设计内容05年1月~33月中2总体方案设计及及单单元电路设设计计并提出元元器器件清单3月中旬~4月月1号号3单元电路组装与与调调试4月2号~4月月15号4系统软件设计、软软件调试及仿仿真4月16号~44月30号5整机联调与参数数测测试5月1号~5月月206整理资料、拟写写设设计报告5月21号~66月5号7修改设计报告，准准备答辩6月6号~6月月10号四、应搜集的资资料及主要参参考书1、查阅国内外外该类仪器的的相关资料，写写出关于该类类仪器目前的的现状及动态态综述。2、主要参考书书：1）、《电子测测量》蒋焕文等编编著，中国计计量出版社，北北京，1998..5，第二版2）、《单片机机原理与应用用》杨恢先等主主编，国防科科大出版社，2003..3，3）、《51系系列单片机设设计实例》褛然苗等编编著，北京航航空航天大学学出版社，2003，4）、《电子线线路设计、实实验、测试》谢谢自美主编，华华中理工大出出版社。毕业论文（设计计）鉴定意见见学号学生姓名：：专业：电子信息工工程毕业论文（设计计说明书）38页图表199张论文（设计）题题目目：基于单单片片机的电器器遥遥控器设计计内容提要：通过过对对设计要求求地地认真分析析和和研究，拿拿出出了几种可可行行方案，最最终终选定了一个最佳方案案。该方案是是采用先进的的单片机技术术实现遥控的的主要手段。我我们所设计的遥控器能能控控制5个电器的电电源开关，并并并且可对一一路路电灯进行行亮亮度的调节节。设计说明书从硬硬件件设计，系系统统的功能实实现现方法，遥遥控控的发射及及接接收控制流流程程及软件设计上具具体体介绍了该该电电路的详细细情情况，并给给出出了电路硬硬件件和软件的的调调试以及测试结果。指导教师师评语指导教师姓名（职职称）：年月日答辩简要情况及及评评语答辩小组组长：：成员：：、、年月日答辩委员会意见见评定成绩答辩委员会主任任：：年月日毕业论文（设计计）评阅表院（系）专业业学号姓名论文（设计）题题目：基于单单片机的电器器遥控器设计计评阅人姓名（职职称）：评阅日期：：评价项目评价内内容选题1.是否符合培培养目标标，体现学学科科、专业特特点点和教学计计划划的基本要要求求，达到综综合合训练的目目的的；2.难度、份量量是否适当当。能力1.是否有查阅阅文献、综综合归纳资资料料的能力；；2.是否有综合合运用知知识的能力力；；3.是否具备研研究方案案的设计能能力力、研究方方法法和手段的的运运用能力；；4.是否具备一一定的外外文与计算算机机应用能力力；；5.工科是否有有经济分分析能力。论文质量1.立论是否正正确，论论述是否充充分分，结构是是否否严谨合理理；；实验是否否正正确，设计计、计计算、分析析处处理是否科科学学；技术用用语语是否准确确，符符号是否统统一一，图表是是否否完备、整整洁洁、正确，引引引文是否规规范范；2.文字是否通通顺，有有无观点提提炼炼，综合概概括括能力如何何；；3.有无理论价价值或实实际应用价价值值，有无创创新新之处。工作量工作量是否饱满满，含含论文篇幅幅、图图纸等是否否达达到规定要要求求。综合评价目录TOC\o"1-5"\h\zHYPERLINK\l"_Toc106159260"基于单片机的电电器遥控器设设计3HYPERLINK\l"_Toc106159261"文献综述4HYPERLINK\l"_Toc106159262"一．遥控技术的的种类4HYPERLINK\l"_Toc106159263"二、红外遥控技技术的研究现现状和成果66HYPERLINK\l"_Toc106159264"第1章总体设计计方案9HYPERLINK\l"_Toc106159265"方案一：（简易易红外遥控电电路）9HYPERLINK\l"_Toc106159266"方案二：（利用用红外遥控开开关电路）110HYPERLINK\l"_Toc106159267"方案三：利用红红外遥控开关关电路11HYPERLINK\l"_Toc106159268"方案比较12HYPERLINK\l"_Toc106159269"第2章系统硬件件电路设计113HYPERLINK\l"_Toc106159270"2.1器件选择择13HYPERLINK\l"_Toc106159271"2.1.1单单片机的选择择13HYPERLINK\l"_Toc106159272"2.1.2显显示器件选择择14HYPERLINK\l"_Toc106159273"调光器件选择114HYPERLINK\l"_Toc106159274"2.1.4按按键控制方式式选择15HYPERLINK\l"_Toc106159275"2.2.电路设设计：15HYPERLINK\l"_Toc106159276"．发射电路部分分15HYPERLINK\l"_Toc106159277"遥控发射器遥控控方式15HYPERLINK\l"_Toc106159278"发射电路的设计计16HYPERLINK\l"_Toc106159279"遥控发射器电路路原理图188HYPERLINK\l"_Toc106159280"．接收电路部分分19HYPERLINK\l"_Toc106159281"红外遥控接收器器的接收过程程19HYPERLINK\l"_Toc106159282"遥控接收器电路路原理图199HYPERLINK\l"_Toc106159283"2.3.系统功功能实现方法法20HYPERLINK\l"_Toc106159284"．遥控码的编码码格式20HYPERLINK\l"_Toc106159285"．遥控码的发射射21HYPERLINK\l"_Toc106159286"．数据帧的接收收处理21HYPERLINK\l"_Toc106159287"2.4.遥控发发射及接收控控制电路的软软件设计222HYPERLINK\l"_Toc106159288"遥控发射部分：：22HYPERLINK\l"_Toc106159289"遥控接收部分::24HYPERLINK\l"_Toc106159290"第3章设计调试试26HYPERLINK\l"_Toc106159291"调试步骤:266HYPERLINK\l"_Toc106159292"第4章结束语228HYPERLINK\l"_Toc106159293"附录（参考文献献及计算机程程序清单）229HYPERLINK\l"_Toc106159294"参考文献：299HYPERLINK\l"_Toc106159295"程序清单30基于单片机的电电器遥控器设设计摘要：通过对设设计要求地认认真分析和研研究，拿出了了几种可行方方案，最终选选定了一个最最佳方案。该该方案是采用用先进的单片片机技术实现现遥控的主要要手段。我们们所设计的遥遥控器能控制制5个电器的电电源开关，并并且可对一路路电灯进行亮亮度的调节。关键字：遥控电电路，红外发发射，红外接接收，单片机机ADesiggnabooutthheTelle-conntrolllerBaasedoonSCMM【abstraact】Afterranallyzinggandreseaarchinngontherrequesstoftheddesignn,wetakeseverralbllueprrintaandweeseleectedthebbestooneinntheend.ThepprojecctmakkeuseeofaadvanccedSCCMtorealiizethheremmoteccontrool.RRemoteeconttrolleerwedesiggnedccandoominatte5eelectrricalsourcceswiitchessandadjussttheebrigghtnesssofonellight..【keyworrd】RemotteconntrolllingccircuiitInnfrareedemiissionnInffrareddreceeivingg,SCMM文献综述随着电子技术的的飞速发展，新新型大规模遥遥控集成电路路的不断出现现，使遥控技技术有了日新新月异的发展展。遥控装置置的中心控制制部件已从早早期的分立元元件、集成电电路逐步发展展到现在的单单片微型计算算机，智能化化程度大大提提高。近年来来，遥控技术术在工业生产产、家用电器器、安全保卫卫以及人们的的日常生活中中使用越来越越广泛。一．遥控技术的的种类电动常见的遥控控电路一般有有如下几种类类型：声控、光光控、无线电电遥控、红外外遥控等等。1.声控方式声控就是用声音去控制对象动作，一般采用驻极体话筒或压电陶瓷片作为传感元件来拾取声音，通过电路放大驱动后级电子开关动作。为防止外界音频干扰，可以采用超声波控制，但也有故意选用声频来进行控制的，比如用小孩发出的声音频率去控制声控玩具娃娃的哭笑动作等。2.光控方式简单的单单通道光控电电路是利用光光敏管受光以以后内阻发生生变化使电子子开关的状态态发生变化，传传感器有光敏敏二极管、光光敏三极管、光光敏电阻、光光敏电池等等等（早期生产产的玻璃壳封封制晶体管，刮刮掉外面黑色色遮光油漆后后就是一个不不错的光敏管管。）。这个个光源既可以以是可见光，也也可以是红外外线等不可见见光源，不同同的光敏元件件有着不同的的光谱。复杂杂一些的光控控电路则能够够完成多通道道开关或模拟拟量变化控制制，应用极其其广泛，可以以说家家都有有。因为带遥遥控的电视机机、功放音响响、VCD录像机等家家用电器的遥遥控器都是利利用红外线光光源进行遥控控的典例。上上海现在有许许多居民楼的的走廊照明灯灯都采用了光光控与声控相相结合的电路路，利用路过过的人发出的的脚步声、谈谈话声或其他他声音去触发发照明灯的声声控电子开关关，用光控电电路使得照明明灯在白天自自动关闭停止止响应。3.无线电遥遥控方式无线电遥控电路路比起声控或或光控电路复复杂多了，但但控制距离也也更远是它的的主要特点，光光控、声控电电路一般仅有有几米到十几几米的作用距距离，而无线线电遥控视不不同的应用场场合近可以是是零点几米，远远则可以超越越地球到达太太空！它由发发射电路和接接收电路2部分组成，当当接收机收到到发射机发出出的无线电波波以后驱动电电子开关电路路工作。所以以它的发射频频率与接收频频率必须是完完全相同的。根根据其发射的的高频波形有有等幅、调幅幅、调频、数数字脉冲发射射机，根据其其控制的开关关数目有单通通道遥控和多多通道遥控等等。等幅幅发射只能用用于单通道控控制，线路简简单发射效率率高但是抗干干扰性极差。用用固定的音频频频率[/b]去调制高频频发射波的[b]幅度（所谓谓调制，就是是使发射的高高频电波随着着音频频率的的变化而产生生相应变化的的过程。），使使发射的高频频电波幅度随随着音频频率率的变化而产产生相应变化化，这就是调调幅发射。它它可以用不同同的音频频率率去控制不同同的开关通道道，所以可以以做成遥控多多通道控制电电路。由于调调幅波的高频频发射功率不不能被全部利利用，所以高高频发射效率率比较低，但但是因为它采采用了音频调调制的方法，所所以大大提高高了抗干扰的的能力。如果用固定定频率的音频频去调制高频频发射波的频频率，使得高高频发射频率率随着音频频频率产生相应应的频率偏移移，这就是调调频发射。因因为调频发射射发送的是高高频等幅波（高高频全功率发发射），充分分利用了高频频发射功率，所所以在发射机机的高频发射射功率相同的的情况下，控控制距离比调调幅波远得多多。由于自然然界里的干扰扰电波多数是是调幅波，所所以调频波的的抗干扰性能能也远远优于于调幅波，缺缺点是调频接接收电路相对对调幅接收电电路来说比较较复杂一些。如果用于于调制的音频频不是固定频频率，而是直直接用人的话话音频率去调调制高频发射射波，那就是是无线电对讲讲机了，发送送接收的基本本道理都一样样。如果用数数字信号去调调制高频发射射电波，那发发射的就是高高频脉冲波了了。接收电镀镀虽然更复杂杂，但是各项项技术指标均均有提高，工工作的可靠性性、稳定性都都是其他调制制方式望尘莫莫及的。，由于发发射功率过大大会干扰和影影响其他电子子设备的正常常工作（飞机机上不允许乘乘客使用手机机，就是怕手手机的高频发发射电波会干干扰驾驶舱电电子仪器的正正常运行而产产生事故。），所所以每个国家家都有专门的的无线电管理理委员会进行行监督管理，对对在不同场合合、不同工作作性质下使用用的无线电波波发射功率、发发射频率均有有严格的限制制和规定。对对于业余无线线电爱好者，开开辟有专门的的业余波段提提供使用。遥控有效效距离与发射射功率、接收收灵敏度和工工作频率有关关。但由于上上述发射功率率、工作频率率受到各种限限制，一般可可以从提高接接收灵敏度、改改善接收电路路的抗干扰性性能等方面入入手去改进接接收电路。最最初级的无线线电遥控电路路，接收采用用简单的超再再生电路，会会产生“沙沙……”的电路特有有噪声，当接接收到发射机机发出的与接接收频率相同同的高频等幅幅波时，噪声声立刻被抑制制，使后级的的低频放大电电路的输入状状态改变而驱驱动电子开关关动作。由于于它只有在打打开或关闭发发射机时产生生对应的开关关信号，所以以只能工作在在单通道遥控控方式。而且且当遥控距离离拉长后，由由于接收到的的高频电波减减弱，电路噪噪声将不能被被完全抑制，此此时的电子开开关就处于极极不稳定的临临界状态，或或开或关，这这可是遥控电电路的大忌！！所以此遥控控电路应用范范围很小。调幅接收收机接收到经经过音频调制制的高频调幅幅信号以后，通通过检波级将将音频信号截截下送往后级级放大电路。如如果是多通道道的接收机，一一般用磁罐制制作精密电感感组成多级不不同谐振频率率的LC音频滤波电电路，每级只只允许与该级级谐振频率相相同的音频频频率通过，经经过处理转换换成直流电平平驱动后面的的电子开关。接接收机视遥控控场合的不同同要求可以是是直放式、高高放式、外差差式等电路组组合，抗干扰扰要求高的重重要场所还可可以增加二次次变频电路加加强安全系数数。无线线电遥控电路路的重点就是是抗干扰和稳稳定性问题，所所以电路里为为了安全可能能会设置了许许多的附加电电路。毕竟无无线电遥控电电路与无线电电对讲机在安安全要求方面面大不一样，对对讲机一句话话没听清楚可可以要求对方方再说一遍，说说错了还可以以纠正，用于于重要场合的的遥控器要是是开关动作错错了，也许就就是人命关天天的后果！4.红外遥控方方式红外遥控就是把把红外线作为为载体的遥控控方式。由于于红外线的波波长远小于无无线电波的波波长，因此在在采用红外遥遥控方式时，不不会干扰其他他电器的正常常工作，也不不会影响临近近的无线电设设备。同时，由由于采用红外外线遥控器件件时，工作电电压低，功耗耗小，外围电电路简单，因因此它在日常常工作生活中中的应用越来来越广泛。二、红外遥控技技术的研究现现状和成果常用的红外遥控控系统一般分分发射和接收收两个部分。发发射部分的主主要元件为红红外发光二极极管。它实际际上是一只特特殊的发光二二极管；由于于其内部材料料不同于普通通发光二极管管，因而在其其两端施加一一定电压时，它它便发出的是是红外线而不不是可见光。目前大量的使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940mm左右，外形与普通φ5发光二极管相同，只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样；用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉锯法来粗略判判定。接收部分的红外外接收管是一一种光敏二极极管。在实际际应用中要给给红外接收二二极管加反向向偏压，它才才能正常工作作，亦即红外外接收二极管管在电路中应应用时是反向向运用，这样样才能获得较较高的灵敏度度。红外发光光二极管一般般有圆形和方方形两种。由于红外发光光二极管的发发射功率一般般都较小（100mW左右），所所以红外接收收二极管接收收到的信号比比较微弱，因因此就要增加加高增益放大大电路。前些些年常用Μpc13773H、CX201106A等红外接收收专用放大集集成电路。最最近几年不论论是业余制作作还是正式产产品，大多都都采用成品红红外接收头。成成品红外接收收头的封装大大致有两种：：一种采用铁铁皮屏蔽；一一种是塑料封封装。均有三三只引脚，即即电源正（VDD）、电源负负（GND）和数据输输出（VO或OUT）。红外接接收头的引脚脚排列因型号号不同而不尽尽相同，可参参考厂家的使使用说明。成成品红外接收收头的优点是是不需要复杂杂的调试和外外壳屏蔽，使使用起来如同同一只三极管管，非常方便便。但在使用用时注意成品品红外接收头头的载波频率率。红外遥控控常用的载波波频率为38kHz这是由发射射端所使用的的455kHHz晶振来决定定的。在发射射端要对晶振振进行整数分分频，分频系系数一般取12，所以455kHHz÷12≈37.9kkHz≈38kHz。也有一些些遥控系统采采用36kHHz、40kHHz、56kHHz等，一般由由发射端晶振振的振荡频率率来决定。红红外遥控的特特点是不影响响周边环境的的、不干扰其其他电器设备备。由于其无无法穿透墙壁壁，故不同房房间的家用电电器可使用通通用的遥控器器而不会产生生相互干扰；；电路调试简简单，只要按按给定电路连连接无误，一一般不需任何何调试即可投投入工作；编编解码容易，可可进行多路遥遥控。由由于各生产厂厂家生产了大大量红外遥控控专用集成电电路，需要时时按图索骥即即可。因此，现现在红外遥控控在加用电器器、室内近距距离（小于10米）遥控中中得到了广泛泛的应用。多路控制的红外外发射部分一一般有许多按按键，代表不不同的控制功功能。当发射射端按下某一一按键时，相相应地接收端端有不同地输输出状态。接接收端地输出出状态大致可可分为脉冲、电电平、自馈、互互锁、数据五五种形式。“脉冲”输出是当按按发射端按键键时，接收端端对应输出端端输出一个“有效脉冲”，宽度一般般在100ms左右。“电平”输出是指发发射端按下键键时，接收端端对应输出端端输出“有效电平”消失。此处处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高高、也可能是是低，取决于于相应输出脚脚的静态状况况，如静态时时为低，则“高”为有效；如如静态时为高高，则“低”为有效。大大多数情况下下“高”为有效。“自锁”输出是指发发射端每按一一次某一个键键，接收端对对应输出端改改变一次状态态，即原来为为高电平变为为低电平，原原来低电平变变为高电平。此此种输出适合合用作电源开开关、静音控控制等。有时时亦称这种输输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多多个输出互相相清除，在同同一时间内只只有一个输出出有效。电视视机的选台就就属此种情况况，其他如调调光、调速、音音响的输入选选择等。“数据”输出是指把把一些发射键键编上号码，利利用接收端的的几个输出形形成一个二进进制数，来代代表不同的按按键输入。一一般情况下，接接收端除了几几位数据输出出外，还应有有一位“数据有效”输出端，以以便以后适时时地来取数据据。这种输出出形式一般用用于与单片机机或微机接口口。除以上输出形形式外，还有有“锁存”和“暂存”两种形式。所所谓“锁存”输出是指对对发射端每次次发的信号，接接收端对应输输出予以“储存”，直至收到到新的信号为为止；“暂存”输出与上述述介绍的“电平”输出类似。参考文献：[1]李建华..实用遥控器器原理与制作作.北京:人民邮电出出版社,19966[2]苏长赞..红外线与超超声波遥控.北京:人民邮电出出版社,19955[3]舒经文..最新彩电机机芯及其遥控控系统的原理理与维修.北京:电子工业出出版社,19993[4]王明亮等等.广播.电视调频发发送技术,上、下册.北京:中国广播电电视出版社,19933[5]梁延贵..遥控电路可可控硅触发电电路语音电路路分册北京:科学技术文文献出版社,20022[6]李华..MCS--51系列单片机机实用接口技技术.北京:航天航空大大学出版社,19999[7]康光华华,陈大钦.电子技术基基础（模拟部部分）.高等教育出出版社.19999.6.[8]李建华..实用遥控器器原理与制作作.北京:人民邮电出出版社,19966[9]苏长赞..红外线与超超声波遥控.北京:人民邮电出出版社,19955[10]焦李李成.电流模式信信号处理的进进展与展望..电子学报.1992..20（7）：87－92第1章总体设设计方案根据任务书的的要求，利用用单片机设计计一个遥控开开关电路，可可以拟定以下下的几种方案案。方案一：（简易易红外遥控电电路）在不需要多路控控制的应用场场合，可以使使用由常规集集成电路组成成的单通道红红外遥控电路路。这种遥控控电路不需要要使用较贵的的专用编译码码器，因此成成本较低。红外发射部分产生震荡产生震荡频率红外发射图1.1考虑到本方案电电路是简单的的单通道遥控控器，可直接接产生一个控控制功能的震震荡频率，再再通过红外发发光二极管发发射出去。红外接收部分受控电器解调受控电器解调控制红外接收图1.2当红外接收头接接收到控制频频率时，由一一个电路对其其进行解调并并产生相应的的控制功能。方案二：（利用用红外遥控开开关电路）红外线发射/接接收控制电路路均采用单片片机来实现，输输出控制方式式可选择，实实用性强。方方案结构图：：红外发射部分：：单单片机遥控遥控按钮红外红外发射图1.3当按下遥控按钮钮时，单片机机产生相应的的控制脉冲，由由红外发光二二极管发射出出去。红外接收部分：：红外接收红外接收单片机受控电器受控电器控制方式选择开关控制方式选择开关图1.4当红外接收器接接收到控制脉脉冲后，由控控制方式选择择开关选择是是“互锁”还是单路控控制，再由单单片机处理后后，对相应的的受控电器产产生控制。方案三：利用红红外遥控开关关电路用单片机制作一一个红外电器器遥控器，可可以分别控制制5个电器的电电源开关，和和一个电灯开开关，并且可可以对电灯进进行亮度的调调光控制。红外发射部分结结构图如下：：单单片机红外发射红外发射按键控制图1.5当按下遥控按钮钮时，单片机机产生相应的的控制脉冲，由由红外发光二二极管发射出出去。红外接收部分结结构如下：受控电器电源开关显示单受控电器电源开关显示单片机电灯电灯红外接收调光电路红外接收调光电路图1.6当红外接收器接接收收到控制脉脉冲冲后，经单单片片机处理由由显显示设备显显示示出当前受受控控电器的序序号号，并判断断是是否对电灯灯进进行调光，如如如需调光则则经经调光电路路处处理后实现现调调光功能。方案比较综上所述通过比比较较三套方案案，方方案一未采采用用单片机控控制制，功能过过于于单一，仅仅能能对一路电电器器进行简单单的的遥控；方方案案二和方案案三三的红外线发发射/接收控制电电路采用单单片片机来实现现，电电路简单，实实实用性强。方方方案二虽可可虽虽可控制多多个个电器，但但控控制功能过过于于单调，仅仅能能实现电器器开开关的控制制，实实用价值不不大大；方案三三不不仅可用控控制制键实现对对电电器的控制制，而而且可对一一路路电灯进行行亮亮度控制，方方方便实用。且且且本设计用用到到的元器件件较较少，电路路相相对简单实实用用。所以本本设设计采用方方案案三作为设设计计蓝本第2章系统硬硬件电路设计计计2.1器件选择择单片机的选择择本设计所用的单单片片机可以用C－31,AATT89C－51,羚羊单片机机等多种单单片片机来实现现。但但是C－31没有内部存存储器，本本设设计需要编编写写程序，那那么么就要用外外部部扩展，比比较较麻烦。本本设设计所编写写的的程序比较较简简单，功能能也也比较少，如如如用羚羊单单片片机过于麻麻烦烦，大材小小用用，本设计计所所用到的输输入入输出端口口也也不是很多多，所所以我们决决定定用AT899C－51单片机来完完成本设计计，及及方便也很很实实用。AT89C511是是一种带4K字节闪烁可可编程可擦擦除除只读存储储器器（FPEROOM—FalshhProoggrammmaableaandEErrasabblleReeaadOnnllyMemmory）的低电压压，高性能CMOS8位微处理器器，俗称单单片片机。该器器件件采用ATMEL高密度非易易失存储器器制制造技术制制造造，与工业业标标准的MCS-551?指令集和输输出管脚相相兼兼容。由于于将将多功能8位CPU和闪烁存储储器组合在在单单个芯片中中，ATMEL的AT89CC51是一种高效效微控制器器，为为很多嵌入入式式控制系统统提提供了一种种灵灵活性高且且价价廉的方案案。主要特性：·与与MMCS-5511兼容·4K字节可编程程闪烁存储储器器寿命：1000写/擦循环数据据保留时间间：：10年·全静态工作作：0Hz-224Hz·三级程序存存储器锁定·128**8位内部RAM·332可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行行通道低功耗的闲闲置和掉电电模模式·片内振荡器器和时钟电电路路显示器件选择择在单片机应用系系统统中,使用的显示示器主要有LED(发光二极管)和LCD(夜晶显示器)。这两种显显示器成本本低低廉，配置置灵灵活，与单单片片机接口方方便便。但是他他们们也是各有有特特点的：LED接口非常简简单，不需需要要专用的驱驱动动程序，在在设设计程序时时也也非常的简简单单；LCD显示的字比比较丰富，也也也比较清楚楚，给给人的感觉觉很很好，但是是他他接口复杂杂，且且要自己造造字字库，难度度不不小。对于于万万用表来说说，在在配置一些些指指示灯的前前提提下，只显显示示数字就够够了了，故没必必要要采用LCD，用LED就够了。调光器件选择因为本设计所用用到到的调光功功能能仅仅是调调节节电灯的亮亮暗暗，所以无无需需使用复杂杂的的调光控制制系系统，可直直接接使用一个个光光电藕合器器，来来实现此功功能能。光电耦合合器具有体体积积小、使用用寿寿命长、工工作作温度范围围宽宽、抗干扰扰性性能强。无触点且输输入与输出出在在电气上完完全全隔离等特特点点，因而在在各各种电子设设备备上得到广广泛泛的应用。光电耦合器器可用于隔隔离离电路、负负载载接口及各各种种家用电器器等等电路中。光电耦合器的种种类类较多,但在家电电电路中,常见的只有4种结构:1.第一类,为为发光二二极管与光光电电晶体管封封装装的光电耦耦合合器,结构为双列列直插4引脚塑封,内部电路见见表一,主要用于开开关电源电电路路中。

2.第二类,为发光二极极管与光电电晶晶体管封装装的的光电耦合合器器,主要区别引引脚结构不不同同,结构为双列列直插6引脚塑封,内部电路见见表一,也用于开关关电源电路路中中。

3.第三类,为发光二极极管与光电电晶晶体管(附基极端子)封装的光电电耦合器,结构为双列列直插6引脚塑封,内部电路见见表一,主要用于AV转换音频电电路中。

4.第第四四类,为发光二极极管与光电电二二极管加晶晶体体管(附基极端子)封装的光电电耦合器,结构为双列列直插6引脚塑封,内部电路见见表一,主要用于AV转换视频电电路中。本设计采用的就就是是第二类的的一一个型号为PS20119。按键控制方式式选择择由于本设计所控控制制的电器数数目目较少，所所以以不用外接接扩扩充键盘，直直直接使用单单片片机上的接接口口，直接使使用用8个点触式开开关即可。2.2.电路设设计计：用单片机制作一一个个红外电器器遥遥控器，可可以以分别控制5个电器的电电源开关。并并并且可以对对其其中一路电电灯灯进行亮度度的的调节控制制。．发射电路部分分.1遥控发射器器遥控方方式本遥控发射器采采用用码分制遥遥控控方式，码码分分制红外遥遥控控就是指令令信信号产生电电路路以不同的的脉脉冲编码（不不不同的脉冲冲数数目及组合合）代代表不同的的控控制指令。当当当不同的指指令令键被按下下时时，指令信信号号电路产生生不不同脉冲编编码码的指令信信号号，也就是是进进行编码，然然然后经调制制电电路调制，变变变为编码脉脉冲冲编码脉冲冲调调制信号，再再再由驱动电电路路驱动红外外发发射器发射射红红外信号。整整整体过程如如下下：驱动红外发射调制指令编码指令键驱动红外发射调制指令编码指令键图2.1.2发射电路的的设计本发射电路采用用一一个12M的晶体振荡荡器，产生生相相对应受控控开开关的脉冲冲频频率，通过过红红外发射管管发发射出去。发发发射电路图图如如下：图2.2其中第9脚（RRSST）所接的是是一个最简简单单的RC上电复位电电路。P3.5接一个三级级管发光二二级级管利用红红外外光为介质质，将将控制信以以红红外光脉冲冲的的形式发射射出出去，由接接收收电路再进进行行放大，解解调调，信号还还原原。晶体三极管主要要用用于放大电电路路中起放大大作作用，本设计计采用的是是一一个NPN型的三级管9013，为了得到到更大的放放大大倍数，采采用用了类似共共射射级接法。因因因为从p3.5口出来的为为高电压，而而而三级管9013不能承受此此电压，所所以以采用了一一个个阻值较大大的的电阻来起起分分压作用，从从从而缓冲了了加加到三级管管上上的电压。9013的工作作特特性如下：：极限值：(Taa==25℃)参数名称符号额定值单位最高集电极-发发射射极电压VCEO20V最高集电极-基基极极电压VCBO40V最高发射极-基基极极电压VEBO5V最大集电极电流流Ic500mA耗散功率Pc625mW最高结温Tj150℃贮存温度Tstg-55~1500℃电特性：(Taa==25℃)参数名称符号测试条件最小值最大值单位集电极-基极截截止止电流ICBOVCB=40VV，IIE=0－150nA发射极-基极截截止止电流IEBOVEB=5V，Icc=0－150nA共发射极正向电电流流传输比的静静态值HFEVCE=1V，Icc=50mmAA64300集电极-发射极极饱饱和电压VCESatIc=500mmAA，IB=50mmA－0.6V基极-发射极饱饱和电压VBEsatIc=500mmAA，IB=50mmA－1.2V红外发射管的工工作作电压一般般为为1.5至1.7v，不能直接接用5V的电压加在在上面，所所以以又接了一一个个39Ω的电阻，起起分流作用用，以以保证红外外发发射管正常常工工作。本设计采用的红红外外发射管为J16TEE2-8AA66R01MM--SC其具体参数数如下：型号：公司：EG&GGJudssoon相应度ReMMiin（A/W）:600mm相应度Re@@λλ（m）：1.3μ暗电流ID（AA）光普范围（℃）MMin：800n光普范围（℃）MMax：1.8μ说明：相应时间tReessp（s）：反应电压VR（vv）：总电容CT(FF)):2.00nn材料：Ge.3遥控发射器器电路原原理图下图为该系统遥遥控控发射器电电路路原理图，其其其中第1脚至第7脚接7个点触式的的开关，第1脚至第5脚用来遥控控电器电源源开开关，第6脚为可调光光电灯的开开关关，第7脚，第8脚为调节电电灯亮度的的控控制开关，当当当按第7脚开关时，电电电灯增亮，当当当按下第8脚时电灯减减暗，第9脚为单片机机的复位脚脚，采采用简单的RC上复位电路路，15脚作为红外外线遥控码码的的输出口，用用用于输出40kHz载波编码，18,19脚接12MHz晶振图2.3．接收电路部分分.1红外遥控接接收器的的接收过程程红外接收红外接收前置放大解调指令解码记忆驱动执行图2.4由上述可见，红红外外遥控系统统中中的指令信信号号及检出电电路路，在码分分制制系统中由由编编码电路和和解解码电路构构成成，而且要要有有调制和解解调调的过程，因因因为码分制制系系统编码脉脉冲冲的频率极极低低，为超低低频频，如果不不用用调制与解解调调电路，外外界界突然的光光线线变化可能能会会对接收电电路路造成干扰扰，产产生误动作作，系系统的抗干干扰扰能力及可可靠靠性就难以以保保证。.2遥控接收器器电路原原理图以下是为该系统统的的遥控接收收器器电原理图图。第1至8接数码管，用用来显示被控控电灯开关的的亮度，显出出数字0至8，显0时最暗，显8时最亮。第35至39口接作为5个电器的电电源控制输出出。其中第34口为可调节节亮度的电灯灯。第28脚为光电耦耦合调光灯的的调光脉冲输输出，第10脚为50Hz交流市电相相位基准输入入，第12脚为中断输输入口，第11脚用于接收收红外遥控码码输入信号。`图2.52.3.系统功功能能实现方法法．遥控码的编码码格格式该遥控器器采采用脉冲个个数数编码，不不同同的脉冲个个数数代表不同同的的码，最小小为为2个脉冲，最最大为9个脉冲，为为了使接收收可可靠，第一一位位码宽为3ms，其余为1ms，遥控码数数据帧间隔隔大大于10ms，如下图所所示：第10脚输出编码码波形图2.6．遥控码的发射射当某个被控电器器的的电源开关关被被按下时,单片机先读读出键值,然后根据键键值设定遥遥控控码的脉冲冲个个数,再调制成40kHz方波由红外外线发光管管发发身出去。发发发射电路的的第第15脚的输出调调制波如下下图图所示:图2.7．数据帧的接收收处处理当红外线接收器器输输出脉冲帧帧数数据时,第一位码的的低电平将将启启动中断程程序序,实时接收数数据帧.在数据帧接接收时,将对第一位(起始位)码的码宽进进行验证.若第一位低低电平码的的脉脉宽小于2ms,将作为错误误码处理.当间隔位的的高电平脉脉宽宽大于3ms时,结束接收,然后根据累累加器A中的脉冲个个数,执行相应输输出口的操操作作.下图为红外外线接收器器输输出的一帧帧遥遥控码波形形图图.图2.82.4.遥控发发射射及接收控控制制电路的软软件件设计遥控发射部分：：开始开始初始化初始化调用键扫描调用键扫描处理子程序图2.9上图是遥控发射射的的主程序，首首首先初始化化程程序,然后调用键键扫描处理理子子程序.扫键开始扫键开始键按下？键按下？返回NY返回逐行扫描，按P逐行扫描，按P口值查键号按键号转至相应的发射程序按键号转至相应的发射程序图2.10扫键过程:首先先判判断控制键键是是否按下,若有控制键键按下则进进行行逐行扫描,按照P口值查找键键号.最后按照键键号转至相相应应的发射程程序序如下所示.发射开始发射开始装入发射脉冲个数（R1）装入发射脉冲个数（R1）发3ms脉冲发3ms脉冲停发1ms停发1ms（R1）（R1）-1=0返回N返回发1ms脉冲发1ms脉冲停发1ms停发1ms图2.11红外信号发射过过程程:首先装入发发射脉冲个个数数(发射时为3ms脉冲,停发时为1ms脉冲),此时若发射射脉冲个数数为为1则返回主程程序,若不为1则发1ms脉冲,然后停发1ms脉冲,这样便结束束整个发射射过过程.在实践中,采用用红红外线遥控控方方式时,由于受遥控控距离,角度等影响,使用效果不不是很好,如采用调频频或调幅发发射射接收码,可提高遥控控距离,并且没有角角度影响遥控接收部分::开始开始初始化初始化按显示亮度数据设定调光脉冲延时值按显示亮度数据设定调光脉冲延时值P3.0=0?NNP3.0=0?YY调延时程序调延时程序P2.7口输出调光脉冲P2.7口输出调光脉冲图2.12遥控接收部分的的主主程序及初初始始化及延时时过过程如上:首先初始化,然后按照显显示亮度数数据据设定调光光脉脉冲延时值,看P3.0口的脉冲是是否为0,若不为0则调入延时时程序,此时P2.7口输出调光光脉冲然后后返返回;若为0则直接返回.中断开始中断开始低电平脉宽>2msN低电平脉宽>2msY接收并对低电平脉冲计数接收并对低电平脉冲计数高电平脉宽>3ms？N高电平脉宽>3ms？按脉冲个数至对应的功能程序按脉冲个数至对应的功能程序Y中断返回中断返回图2.13中断过程:首先先判判断低电平平脉脉宽度是否否大大于2ms,若脉宽不到2ms,则中断返回;若低电平大大于2ms,则接收并地地低电平脉脉冲冲计数,接下来看判判断高电平平脉脉宽度冲是是否否大于3ms,若脉宽不到3ms,则返回上一一接收计数数过过程;若高电平脉脉宽大于3ms,则按照脉冲冲个数至对对应应功能程序.此时中断返返回.第3章设计调调试控制电路板的安安装装与调试在在整整个电路的的设设计中占有有重重要位置，它它它是把理论论付付诸实践的的过过程，也是是把把纸面设计计转转变位实际际产产品的必经经阶阶段。对试试验验阶段的电电路路板的安装装一一般有两种种方方式即焊接接方方式和面包包板板插接方式式。使使用面包板板焊焊接更加方方便便，容易更更换换线路和器器件件，而且可可以以多次使用用。本设计常用的调调试试仪器有：：万万用表、稳稳压压电源、示示波波器、信号号发发生器等。调试步骤:1．调试前不加加电源源的检查对照电路图和实实际际线路检查查连连线是否正正确确，包括错错接接、少接、多多多接等；用用万万用表电阻阻档档检查焊接接和和接插是否否良良好；元器器件件引脚之间间有有无短路，连连连接处有无无接接触不良，二二二极管、三三极极管、集成成电电路和电解解电电容的极性性是是否正确；；电电源供电包包括括极性、信信号号源连线是是否否正确；电电源源端对地是是否否存在短路路（用用万用表测测量量电阻）。经过上述检查，我我们发现我们们所设计的电电路存在错接接和连接处不不良接触的问问题，经过细细心的检查后后，解决了上上述的一些电电路上的问题题。2．静态检测与与调试试断开信号源，把把经经过准确测测量量的电源接接入入电路，用用万万用表电压压档档监测电源源电电压，观察察有有无异常现现象象：如冒烟烟、异异常气味、手手手摸元器件件发发烫，电源源短短路等，如如发发现异常情情况况，立即切切断断电源，排排除除故障；我们的电路在此此项项测试中如如无无异常情况况，接接着我们又又分分别测量各各关关键点直流流电电压，如静静态态工作点、放放放大电路输输入入、输出端端直直流电压等等是是否在正常常工工作状态下下，结结果有个别别电电路不符，经经经过调整电电路路元器件参参数数、更换元元器器件，使电电路路最终工作作在在合适的工工作作状态；对于放大电路我我们们还用示波波器器观察是否否有有自激发生生。结结果一切正正常常。3．动态检测与与调试试动态调试是在静静态态调试的基基础础上进行的的，调调试的方法法地地在电路的的输输入端加上上所所需的信号号源源，并循着着信信号的注射射逐逐级检测各各有有关点的波波形形、参数和和性性能指标是是否否满足设计计要要求，如必必要要，要对电电路路参数作进进一一步调整。发发发现问题，要要要设法找出出原原因，排除除故故障，继续续进进行。我们所设计的遥遥控控器电路是是采采用码分制制遥遥控方式，我我我们用示波波器器对发射电电路路输出端及及接接收电路输输入入端的信号号波波型的进行行了了检查，发发现现当按下不不同同的开关按按钮钮时所显示示的的波型是不不同同的。这说说明明了此电路路是是工作在正正常常状态的。4．调试注意事事项经过我们自己动动手手调试电路路。我我们从问题题之之中总结出出来来一些常用用电电路调试的的注注意事项。（1）正确使用用测量仪仪器的接地地端端，仪器的的接接地端与电电路路的接地端端要要可靠连接接；；（2）在信号较较弱的输输入端，尽尽可可能使用屏屏蔽蔽线连线，屏屏屏蔽线的外外屏屏蔽层要接接到到公共地线线上上，在频率率较较高时要设设法法隔离连接接线线分布电容容的的影响，例例如如用示波器器测测量时应该该使使用示波器器探探头连接，以以以减少分布布电电容的影响响。（3）测量电压压所用仪仪器的输入入阻阻抗必须远远大大于被测处处的的等效阻抗抗。（4）测量仪器器的带宽宽必须大于于被被测量电路路的的带宽。（5）正确选择择测量点点和测量（6）认真观察察记录实实验过程，包包包括条件、现现现象、数据据、波波形、相位位等等。（7）出现故障障时要认认真查找原原因因第4章结束语语经过几个月的努努力力，我们在在**老师的耐心心帮助和自自己己的努力下下终终于完成了了此此次设计，并并并按设计要要求求实现了遥遥控控器的各项项功功能。通过过这这次设计使使我我们从中学学到到到了很多多课课本上学不不到到的知识，了了了解了红外外遥遥控器的现现状状和发展趋趋势势，并学会会了了用单片机机开开发产品的的完完整的过程程，明明白了设计计的的概念。通通过过自己亲自自去去动手和调调试试我明白的的实实践的重要要性性，明白了了理理论结合实实践践的含义，同同同时也大大大的的提高了自自己己的动手能能力力和团队合合作作能力，这这在在我以后的的工工作中都是是非非常有用的的。在这次设计中，**老师不厌其其烦的给我讲讲解问题和修修正错误，在在此表示衷心心的感谢！！！附录（参考文献献及及计算机程程序序清单）参考文献：[1]李建华..实用遥控器器原理与制制作作.北京:人民邮电出出版社,19966[22]]苏长赞.红外线与超超声波遥控.北京:人民邮电出出版社,19955[33]]舒经文.最新彩电机机芯及其遥遥控控系统的原原理理与维修.北京:电子工业出出版社,19993[44]]王明亮等.广播.电视调频发发送技术,上、下册.北京:中国广播电电视出版社,19933[55]]梁延贵.遥控电路可可控硅触发发电电路语音电电路路分册北京:科学技术文文献出版社,20022[66]]李华.MCSS-51系列单片机机实用接口口技技术.北京:航天航空大大学出版社,19999[7]邱关源源..电路.高等教育出出版社.19899.第三版.[8]焦李成成..电流模式信信号处理的的进进展与展望望..电子学报.1992..20（7）：87－92[9]张肃文文,,陆兆文.高频电子电电路.高等教育出出版社.19933.第三版.[10]康光光华华,陈大钦.电子技术基基础（模拟拟部部分）.高等教育出出版社.19999.6.第四版.[11]陈汝汝全全.电子技术常常用器件手手册册.北京:机械工业出出版社,19944[[112]鲁兵,杨楚民.基于单片机机系统的显显示示接口.机械与电子子出版社,19922[[113]孙函芳,徐爱卿.MCSS-51系列单片机机原理及应应用用.北京:北京航天航航空大学,19966[[114]何立民.MCSS-51系列单片机机应用系统统设设计,系统配置与与接口技术.北京:北京航天航航空大学,19955[[115]陈书开,潭汉松.单片计算机机的硬件软软件件及设计.湖南:中南工业大大学出版社,19944程序清单伪定义:KEYX0EQUP1..00KKEYX11EQQUUPP11.1KKEYX22EQQUUPP11.2KKEYX33EQQUUPP11.3KKEYYEQQUUPP00主程序和中断程序入口ORG00000HHORGAJMPPSTTAARTORG00033HHRETIIORG000BBHHRETIIORG00133HHRETIIORG001BBHHLJMPPINNTTT1ORG00233HHRETIIORG002BBHHRETII初始化程序CLEARMEEMMIO:CLRADECAMOVP0,,AAMOVP1,,AAMOVP2,,AAMOVP3,,AACLRP3..55CLEARMEEMM:MOVSP,,##70HMOVIE,,##00HMOVIP,,##01HMOVTMOODD,#222HHMOVTH11,,#0F33HMOVTL11,,#0F33HSETBBEARET主程序START:LCALLLLCCLLEARMMEEMIO;MAIN:LCALLLLKKEEYWORRKKLJMPPMMAAINNOPNOPNOPLJMPPSSTTART;T1中断服务程程序INTT1:CPLPP33.5RET11KEYWORKK::MOVKKEEYY,##00FFHCLRKKEEYX0CLRKKEEYX1CLRKKEEYX2CLRKKEEYX3MOVAA,,KEYYYMOVBB,,ACJNEA,##00FFH,KEYHIITKEYOUT::RET;KEYHIT::LCALLLLDDL10MMSSMOVAA,KEYYYYCJNEEAA,B,KKEEYOUTTSETBBKKEYX11SETBBKKEYX22SETBBKKEYX33MOVAA,KEYYYYCJNEEAA,#0FFFFH,KEEYYVAL00SETBBKKEYX00CLRKKEYX11MOVAA,KEYYYYCJNEEAA,#0FFFFH,KEEYYVAL11SETBBKKEYX11CLRKKEYX22MOVAA,KEYYYYCJNEEAA,#0FFFFH,KEEYYVAL22SETBBKKEYX22CLRKKEYX33MOVAA,KEYYYYCJNEEAA,#0FFFFH,KEEYYVAL33LJMPPKKEYOUUTT;KEYVAL00::MOVRR2,#0000HLJMPPKKEYVAALL4;KEYVAL11::MOVRR2,#0088HLJMPPKKEYVAALL4;KEYVAL22::MOVRR2,#1100HLJMPPKKEYVAALL4;KEYVAL33::MOVRR2,#1188HLJMPPKKEYVAALL4;KEYVAL44::MOVDDPTR,,##KEYVVAALTABBMOVBB,ACLRAAMOVRR0,AKEYVAL55::MOVAA,R0SUBBBAA,#088HHJNCKKEYOUUTTMOVAA,R0MOVCCAA,@A++DDPTRINCRR0CJNEEAA,B,KKEEYVALL55DECRR0MOVAA,R0ADDAA,R2MOVBB,ARLAAADDAA,BMOVDDPTR,,##KEYFFUUNTABBJMP@@A+DPPTTRKEYFUNTTAAB:LJMPPKKEYFUUNN00LJMPPKKEYFUUNN01LJMPPKKEYFUUNN02LJMPPKKEYFUUNN03LJMPPKKEYFUUNN04LJMPPKKEYFUUNN05LJMPPKKEYFUUNN06LJMPPKKEYFUUNN07KEYVALTTAABDB00FFEH,00FFDH,00FFBH,00FF7H,00EEFH,OODDFH,00BBFH,77FFH;RET;KEYFUN0000:MOVAA,#022HHLJMPPRREMOTTEERET;KEYFUN0011:MOVAA,#033HHLJMPPRREMOTTEERET;KEYFUN0022:MOVAA,#044HHLJMPPRREMOTTEERET;KEYFUN0033:MOVAA,#055HHLJMPPRREMOTTEERET;KEYFUN0044:MOVAA,#066HHLJMPPRREMOTTEERET;KEYFUN0055:MOVAA,#077HHLJMPPRREMOTTEERET;KEYFUN0066:MOVAA,#088HHLJMPPRREMOTTEERET;KEYFUN0077:MOVAA,#099HHLJMPPRREMOTTEERET;编码发射程序REMOTE::MOVRR1,ALJMPPOOUT3OUT:MOVRR0,#5555HOUT1:SETBBEET1SETBBTR1NOPNOPNOPNOPNOPDJNZZR0,OOUUT1MOVR0,##332HOUT2:CLRTR1CLRET1CLRP3.55NOPNOPNOPNOPNOPDJNZZR0,,OOUT2DJNZZR1,,OOUTLCALLLLDL55000MSRETOUT3:MOVR0,,##0FFHHLJMPPOUTT11延时513μSSDELAY:MOVR2,,##0FFHHDELAY1::DJNZZR2,,DDELAYY11RET10ms延时程程序序DL10MS::MOVR3,,##14HDL10MS11::LCALLLLDELLAAYDJNZZR3,,DDL10MMSS1RET;END主程序和中断程程序序入口ORG000000HLJJMMPSTARRTTORG000003HLJJMMPINTEEXX0ORG00000BHREETTIORG000113HREETTIORG00011BHREETTIORG000223HREETTIORG00022BHREETTI初始化程序CLEARMEEMMIO:CLRADECAMOVP00,,AMOVP11,,AMOVP22,,AMOVP33,,ACLEARMEEMM:MOVIEE,,#00HHSETBBEXX00SETBBEAARET;主程序START:LCALLLLCLLEEARMEEMMIOLCALLLLLOOOOP;MAIN:JBP33..0,MAAIINLCALLLLDLLXXCLRP22..7LCALLLLDEELLAYSETBBP22..7LJMPPMAAIINNOPNOPLJMPPSTTAARINTEXX00:CLR