河南大学物理与电子学院
学习型红外遥控器的设计
河南大学物理与电子学院
电子开放实验室
目录
1 设计要求及原理 (1)
2 方案论证与对比 (2)
2.1 方案一简易红外遥控电路 (2)
2.2 方案二利用STC68C52单片机控制电路 (2)
2.3 方案对比与选择 (3)
3 遥控器硬件与程序设计 (3)
3.1 遥控器硬件结构组成 (3)
3.2 系统硬件电路设计 (4)
3.3 初始化程序 (4)
3.4遥控器读入程序处理 (5)
3.5 遥控码发送处理程序 (6)
3.6主程序 (6)
3.7 程序延时 (6)
4 系统功能调试及整体指标分析 (6)
4.1 程序调试 (6)
4.2 整体指标分析 (7)
5 详细仪器清单 (9)
6总结、思考与致谢 (9)
附录1：单键学习型红外遥控器原理图（proteus仿真）： (10)
附录2：单片机C源程序： (11)
学习型红外遥控器设计
1 设计要求及原理
利用单片机作为控制核心，要求可以学习不同遥控器的某个按件功能。使用时先用原遥控器对着学习器按一下某操作键，学习器就可实现原遥控器中该键的遥控功能。
具体要求如下：
基本部分：
(1)最大学习码长：206位。
(2) 学习码识别范围：起始位为15us~983ms，编码位为15us~3.825ms。
(3) 读码误差：±15us。
扩展部分：
学习型红外遥控器在按下K键待绿色指示灯亮后，用遥控器对着红外接收头按下某个功能键，当绿灯灭说明学习完毕，再按发射键就可以进行遥控操作。
当红外遥控器的某个按键按下时，发射出一组串行二进制遥控编码脉冲。该脉冲由引导码、系统码、功能码和反码组成，通过设置这些编码以及码长便可区分不同的红外遥控器。红外接收器负责红外信号的接收和放大并解调出TTL电平信号送至微处理器进行处理，微处理器通过比较和识别接收来的红外遥控编码便可执行相应的遥控功能[1]。本系统的设计思想是不考虑红外编码方式，仅利用单片机AT89C52对多个红外遥控编码的脉冲宽度进行测量，并原封不动地把发射信号中高、低电平的时间宽度记忆至扩展存储区的指定地址。当要发射红外信号时，从扩展存储区中还原出相应的红外遥控编码，并调制到40KHz的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号，达到学习和发射的目的，从而实现一个遥控器控制多种红外遥控设备。
2 方案论证与对比
2.1方案一 简易红外遥控电路
在不需要多路控制的应用场合下，可以使用由常规电路组成的单通道红外遥控电路[1]。这中遥控电路不需要使用较贵的专用便译码器，因此成本较低。
图 1方案一系统方框图
考虑到本方案电路是简单的单通道控制器，可直接产生一个控制功能的震荡频率，再通过红外发光二极管发射出去。
当红外接收头接收到控制频率时，由一个电路对其进行产生相应的控制功能。
2.2方案二 利用STC89C52单片机控制电路
用单片机制作一个红外遥控器，并可通过程序控制记忆按键功能，达到学习记忆功能。
图 2 方案二系统方框图
当按下遥控器按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。
当红外就收器接收到控制脉冲时，经单片机处理由显示设备显示出当前受控电器的序号，并判断是否对某一功能进行的操作。
2.3方案对比与选择
以上方案：方案一未采用单片机，功能过于单一，仅能对一路电器进行简单遥控；方案二不仅可以用控制按键实现对电器的控制，而且可记忆学习按键功能，达到复制的功能，方便使用，且成本设计用STC89C52也比较便宜实用。
显然本设计采用方案二作为设计蓝本。
3遥控器硬件与程序设计
3.1遥控器硬件结构组成
为了实现遥控码的记录还原功能，系统应具有红外线的接收解码、红外线的调制发射、操作按键和功能控制单元。由于功能定位学习一个遥控按键的遥控的功能，因此决定采用STC89C52RC单片机作为控制器。
STC89C52RC单片机中具有256字节的内存单元，可存储遥控码脉宽的数据。遥控码的脉宽数据可以用红外线接收解码后送单片机读入，发射时由单片机产生40kHz红外调制信号送红外线发管发射。
学习型红外遥控器由红外接收电路、单片机控制器、红外发送电路、E2PROM 存储器、操作键盘及LED遥控指示灯构成，如图2所示。
单片机STC89C52构成红外遥控的处理器，其数据存储器RAM(258B)用来存储学习过程中编码信号的脉冲宽度和编码。
(1)红外发射电路[5]：40 kHz方波直接由单片机模拟产生，经过三极管放大后，驱动红外发光二极管(注意：40 kHz载波不能用STC89C52定时器产生，因为40 kHz载波信号的周期只有26 μs，考虑到有载波时的占空比为1/3，即定时器的最小中断时间间隔只有8 μs，在执行中断时中断处理过程(如保护现场等)实际运行时间根据中断点的不同需要的时间也不同，有时会大于8 μs，这样不能保证40 kHz信号的稳定性)，在软件处理过程中应用延时程序模仿40 kHz 的红外载波信号。
(2)红外接收头：在与单片机连接时，将接收来的红外遥控信号反相，其正向信号接外部中断0，反相信号接外部中断1。通过记录2个中断间的间隔时间来测量红外遥控信号的高低电平的脉宽值。
(3)外接E PROM存储器：用于存放学习到的控制命令的编码和高低电平信号的脉宽值。
(4)按键盘：启动一个学习过程。
(5)LED指示灯：用于显示遥控器的工作状态。
3.2 系统硬件电路设计
【附录1】为该学习型遥控器的原理图，其中：
P1.0口接遥控码发射按键；
P1.6口用作状态指示，绿灯亮代表学习状态，绿灯灭代表码已读入。
P1.7口用于指示控制键的操作，闪烁时代表遥控码正在发射之中，在学习
状态，绿灯灭代表码已读入。
第9脚为单片机的复位脚，采用简单的RC上电复位电路，
第12脚为中断输入口，用于工作方式的转换控制，当INTO脚为低电平时，系统进入学习状态。
第14脚用于红外线接收头的输出信号输入，
第15脚作为遥控码的输出口，用于输出40KHz的遥控码。
第18、19脚接12MHZ晶振。
由于采用最小化应用系统，控制线PSEN（片外取指控制）、ALE（地址锁存控制）不用，EA（片外存储器选择）接高电平，使低8K的E2PROM地址（0000H－1FFFH）指向片内。
3.3初始化程序
内容包括P0、P1、P3端口置位，P2口清零，清08H—6EH共103个工作寄存器，设置堆栈基址（70H），设置计数器计数模式、控制字，开外中断允许等等。
