综合实验红外线遥控器

综合实验报告

题目：红外线遥控器设计指导老师：王海

姓名：董天然

班级：测控技术与仪器101 学号：3100103141

单片机红外控制发射器设计

随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。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、操作码个数可随便设定等优点。

本设计主要应用了AT89C2051单片机作为核心，综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识，应用红外光的优点。遥控操作的不同，遥控发射器通过对红外光发射频率的控制来区别不同的操作。遥控接收器通过对红外光接收频率的识别，判断出控制操作，来完成整个红外遥控发射、接收过程。

其优点硬件电路简单，软件功能完善，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。

关键词：单片机，红外遥控，中断

1 系统设计方案论证

1.1单片机红外遥控发射器设计原理

单片机红外遥控发射器主要有单片机、行列式键盘、低功耗空闲方式控制电路、红外管发射电路以及单片机的一些电源、复位、震荡子电路组成。

单片机不工作时一直处于低功耗状态，采用了空闲节电工作方式。当遥控器的某一按键被按下以后，外部中断1产生中断，唤醒单片机进入工作状态，查询键盘按下的是哪一个按键，当确认按键后，控制软件启动定时器T0、T1，T1作为发射时间控制器，T0作为红外线发射频率控制器，T0定时溢出时中断程序使红外管接口电平反转一次，写入定时器的初值不同，在输出端口就得到不同的发射频率。T1定时溢出时中断程序关闭关闭T0定时器，停止红外线发射。其设计原理框图如下

。

单片机遥控发射器设计原理图

2.红外通信技术概述

2.1红外概述

从光学的角度而言，红外是频率低于红色光的不可见光，的无线光谱的整个频率中占有很小一个频率段，波长为0.75—100微秒之间，其中0.75—3微秒之间的红外光称为近红外，3—30微秒之间的红外光称为中红外，30—100微秒之间的称为远红外。红外光就其性质而言很简单，与普通光线的频率特性没有很大的区别，但是，由于任何有热量的物体均有能量产生，所以红外的利用非常广泛，而且不可取代，能否检测红外、能测到多少红外或者红外检测的技术是否可以应用于任何自然的或想象的场合是红外应用技术的关键。[2] 当今红外技术的一个重要分支是红外通信技术的应用，这个应用的发展非常迅速，尤其是红外通信应用于计算机设备中，近几年的发展已经表现出其非常成熟的特性。

2.2红外的简单发射接收原理

在发射端，输入信号经放大后送入红外发射管发射，在接收端，接收管收

到红外信号后，由放大器放大处理后还原成信号，这就是红外的简单发射接收原理。

AT89C2051 单片机

+5V 电源

按钮

低功耗空闲方式 控制电路

红外管发射电路

2.2 单片机红外遥控接收器设计原理

单片机红外遥控接收器主要有单片机、红外遥控接收电路、状态指示电路、控制电路以及单片机的一些外围电路组成。

利用单片机中的T0作为红外脉冲计数器，T1作为计数时间控制器。当电路中红外接收管接收到第一个红外脉冲时，外部中断1被触发，启动计数器T0和定时器T1。定时溢出，中断程序关闭计数器T0，读入计数值并进行判断，确定操作对象（遥控按键）对其进行反转操作，控制电路对所控制的负载进行开或关[11]。还可对接收电路实行上锁功能，对控制电路上锁后，遥控器不能对控制电路实施遥控功能[8]。其设计原理方框图如下:

2.3独立式按键结构

独立式按键是指直接用I/O线构成的单个按键电路，每个独立式按键占有一根I/O口线，每根I/O口线上的按键的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。

2.4 CPU时钟电路

时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。时钟信号可以有两种方式产生：内部时钟方式和外部时钟方式。

1．内部时钟方式

2051单片机有一个高增益反向放大器，用于构成振荡器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。在XTAL1和XTAL2两端跨接晶体或陶瓷振荡器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟发生器，见下图，外接晶振时，C1、C2值通常选择为33pF左右；。C1、C2对频率有微调作用，震荡频率范围是1.2—12MHz。为了减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定可靠的工作，谐振器和电容应尽可能安装的与单片机芯片靠近。

AT89C2051时钟电路图

2.5 复位电路

单片机复位电路包括片内、片外两部分，片外复位电路通过引脚加到内部复位电路上，内部复位电路在每个机器周期S5P2对片外信号采样一次，当RST 引脚上出现连续两个机器周期的高电平时，单片机就完成一次复位。外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的，AT89C2051通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式。

上电复位电路在通电瞬间，在RC 电路充电过程中，RST 端出现正脉冲，从而使单片机复位。

按键手动复位又分为按键电平复位和按键脉冲复位，按键电平复位是将复位端通过电阻与Vcc 相连，按键脉冲复位是利用RC 微分电路产生正脉冲来达到复位的目的。

本系统设计时采用的是上电复位方式，其电路原理图如下。

复位电路图

发射模块

MCU

9ms

4.5ms

接收头

9ms

4.5ms

红外遥控发射与接收完整电路图红外发射程序：

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit key1=P3^3;

sbit key2=P3^4;

sbit key3=P3^5;

sbit LED=P1^0; //发射指示灯

sbit out=P1^7;

uchar i,a,num1;

void init()//初始化作用

{

key1=1;

key2=1;

key3=1;

}