红外遥控电路设计

本科毕业设计（2011届）题目基于单片机的红外遥控电路设计学院电子信息学院专业电子科学与技术班级07042011班学号07042019学生姓名刘正国指导教师方志华完成日期2011年3月诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《基于单片机的红外遥控电路设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：年月日摘要由于单片机具有集成度高、体积小、可靠性高、价格便宜等优点，其在机电一体化、工业控制、仪器仪表和家用电器等领域得到了广泛应用。

当前单片机对家用电器控制呈现出外形简单化、功能多样化、产品智能化的发展趋向。

红外遥控技术具有使用方便、功耗低、抗干扰能力强、价格便宜的特点，因此它的应用前景十分广阔。

本课题以延伸红外无线遥控技术为目的，提出了一种红外遥控器集中控制的方案，核心是设计出一个红外多路遥控发射/接收系统。

本设计以红外线作为传递信息的载体，可对4 个受控对象的工作状态进行短距离无线控制，适用于遥控工业、医疗、家用电器等设备的开闭状态。

并含有设备计数模块，可对处于工作状态的设备进行计数，并显示出来。

课题的重点在于通过软件实现二进制数据的编码与解码工作，然后通过红外收发头进行数据传输。

关键词：单片机红外遥控多路 LED 光耦隔离键盘控制ABSTRACTAs high integration,small size, high reliability and low price of the single chip .It has been widely applied on electrical integration, industrial control, instrumentation and household appliances.SCM(Single Chip Micyoco) control of household appliances develops towards simplified form, functional diversification, and intelligent currently. Infrared remote control technology has characteristics of easy to use, low power consumption, anti-interference ability and cheap,so its prospects are bright.The topics to extend the infrared wireless remote control technology for the purpose, a centralized control infrared remote control program, the core is to design a wireless infrared remote control multiple transmit / receive system. The design of an infrared transmission of information as a carrier of controlled object can work 8 state short-range wireless control for industrial, medical, home appliances and other equipment on or off remotely. It contains counting module equipment,and can count the equipment in working condition , and displays.The focus of the task is achieving work of Binary data encoding and decoding by software, and then we had data transmitted with infrared transceiver.Key words：Single Chip Micyoco；Infrared Remote Control；Multipath；LED Optocoupler isolation；Keyboard control目录1 引言 (1)2 概述 (2)2.1 基于单片机的红外遥控系统概述 (2)2.2 本设计方案思路 (3)2.3 研发方向和技术关键 (3)2.4 主要技术指标 (3)3 总体设计 (4)3.1 红外遥控发射部分 (4)3.2 红外遥控接收部分 (5)3.3 红外编码标准 (5)4 硬件设计 (9)4.1 主控芯片AT89S51 (9)4.2 红外遥控发射电路 (13)4.3 红外遥控接收电路 (14)4.4 电源电路 (18)5 软件设计 (20)5.1 总体方案 (20)5.2 编码发射程序设计 (20)6 仿真与制作 (26)6.1 系统仿真 (26)6.2 硬件电路制作与软件下载 (27)6.3 功能测试 (28)7 结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 1 (32)附录 2 (33)附录 3 (34)附录 4 (38)1 引言近年来随着计算机在社会各领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时也带动传统的控制、检测等工作日益更新。

传统的遥控器大多采用无线电遥控技术，随着科技的进步，红外线遥控技术的进一步成熟，红外遥控也逐步成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。

为了方便实用，传统的家庭电器逐渐采用红外线遥控。

工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等有害环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。

红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。

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。

红外遥控虽然被广泛应用，但各产商的遥控器不能相互兼容。

当今市场上的红外线遥控装置一般采用专用的遥控编码及解码集成电路，但编程灵活性较低，且产品多相互绑定，不能复用，故应用范围有限。

而本文采用单片机进行遥控系统的应用设计，遥控装置将同时具有编程灵活、控制范围广、体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特点，因此采用单片机的红外遥控技术具有广阔的发展前景。

2 概述2.1 基于单片机的红外遥控系统概述当今社会科学技术的发展与日俱增，人们生活水平也是日益提高，为了减少人们的工作量，所以对各种家用电器、电子器件的非人工控制的要求越来越高，针对这种情况，设计出一种集成度比较高的控制体系是必然的。

现代科技的飞速发展在许多危险、不可近场合也对远程控制提出了越来越高的要求。

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。

尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。

同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。

而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

单片机的集成度很高，它体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化、使用方便等突出特点，尤其耗电少，又可使供电电源体积小、质量轻。

所以特别适用于“电脑型产品”，它的应用已深入到工业、农业、国防、科研、教育以及日常生活用品（家电、玩具）等各种领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。

单片机特别适合把它做到产品的内部，取代部分老式机械、电子零件或元器件。

可使产品缩小体积，增强功能，实现不同程度的智能化。

红外线是一种光线，具有普通光的性质，可以以光速直线传播，强度可调，可以通过光学透镜聚焦，可以被不透明物体遮挡等等。

特别制造的半导体发光二极管，可以发出特定波长（通常是近红外）的红外线，通过控制二极管的电流可以很方便的改变红外线的强度，以达到调制的目的，因此，在现代电子工程应用中，红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波。

使用红外线做信号载波的优点很多：成本低、传播范围和方向可以控制、不产生电磁辐射干扰，也不受干扰等等。

因此被广泛地应用在各种技术领域中。

由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。

最典型的应用就是家电遥控器。

红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必要像无线电遥控器那样，每套(发射器和接收器)要有不同的遥控频率或编码(否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器)。

同类产品的红外线遥控器，也可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。

这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方面。

本设计主要研究并设计一个基于单片机的红外发射及接收系统，实现对四路开关的隔离控制并对工作状态设备计数。

控制系统主要是由MCS-51系列单片机、电源电路、红外发射电路、红外接收电路、LED显示电路等部分组成，单片机编码发射遥控信号经红外接收处理传送给单片机，单片机根据不同的信息码控制四路LED发光二极管各个状态，并完成相应的状态指示（如图 1）。

图 1 红外线遥控系统框图2.2 本设计方案思路本设计主控芯片采用目前比较通用的MCS-51系列单片机。

此类单片机的运算能力强，软件编程灵活，自由度大，市场上比较多见，价格便宜且技术比较成熟容易实现。

红外传输利用载波对信号进行调制从而减少信号传输过程中的光波干扰,提高数据传输效率。

由单片机AT89S51定时器 T0 产生周期性的 26.3 的矩形脉冲,即每隔13us，定时器 T0 产生中断输出一个相反的信号使输出端产生周期的38KHz 脉冲信号。

再由单片机将键盘信息及系统识别码等数据调制在红外载波上经红外发射头发射出去。

接收方由红外一体化接收头实现对接收信号的放大解调并还原为数据流，经由单片机解码后对相关IO口进行操作（如图 1）。

2.3 研发方向和技术关键（1）合理设计硬件电路，使各模块功能协调；（2）红外发射信号的脉冲波形；（3）红外发射信号的编解码；（4）单片机对IO口的操作；2.4 主要技术指标（1）遥控距离4到6m（2）遥控路数为4路，即可对4 个受控设备同时进行开关控制；（3）工作频率为38KHz，即红外发射和接收的载频为38KHz；（4）接收端可显示受控状态。