红外遥控器信号接收和显示的设计1

电子电路综合设计总结报告

题目：红外遥控器信号接收和显示的设计

摘要：

随着电子技术的发展，红外遥控器越来越多的应用到电器设备中，但各种型号遥控器的大量使用带来的遥控器大批量多品种的生产，使得检测成为难题，因此智能的红外遥控器检测装置成为一种迫切的需要。在该红外遥控器信号的接收和显示电路以单片机和一体化红外接收器为核心技术，具体由单片机最小系统、单片机与PC机间的通信模块、红外接收模块、数码管显示模块和流水灯模块组成。在本系统的设计中，利用红外接收器接收遥控器发出的控制信号，并通过软件编程将接收信号存储、处理、比较，并将数据处理送至数码管显示模块。总之，通过对电路的设计和实际调试，可以实现红外遥控器信号的接收与显示功能。根据比较接收信号的不同，在数码管显示电路及流水灯电路上显示相应的按键数字或闪烁变化功能，并可实现单片机及PC机之间的通信功能，使得控制信号能在PC机上显示。

关键词：单片机红外接收器HS0038 解码串口调试

设计任务

结合单片机最小电路和红外线接收接口电路共同设计一个基于单片机的红外遥控信号接收与转发系统，用普通电视机遥控器控制该系统，使用数码管显示信号的接收结果。

1、实现单片机最小系统的设计。

2、当遥控器按下数字键时，在数码管上显示其键值。如按下数字键1，则在数码管上显示

号码01。

3、当遥控器按下音量△及音量▽时，用两位数码的周围段实现顺时针或者逆时针旋转的流

水灯功能。（为使得音量的增减清晰显示，试验中在单片机的P1口外接一排流水灯，具体功能的实现见方案的可行性论证）

* 运用串口调试助手，在遥控器有按键按下时，将其键值显示在PC机上。

* 当遥控器按下频道△及频道▽时，在数码管上显示加1或减1后的数值。

一、系统方案比较与论证

1、方案比较与选择

为了实现系统整体功能，红外解码部分是核心，红外解码是指将遥控发射器所产生的红外遥控编码脉冲所对应的键值翻译出来的过程。下面将系统方案做一论证，通常有硬件解码和软件解码两种方案。

方案一：此方案中，使用专用遥控器作为控制信号发出装置，当按下遥控器的按键后，一体化红外接收装置接收到遥控器发出的设置控制信号，然后将信号送到专用的解码芯片中进行解码，解码后将信号送到单片机，由单片机查表判断这个信号是按键数值信号或控制音量、频道等信号，当确认是何种信号后，启动子程序，然后进行查询。每次红外接收头接收到红外信号传到解码器中，解码器解码完毕后送到单片机，单片机再通过查表确定这些数值并进行相应功能的控制。设计原理图如图1所示。

图1、方案一设计原理图

方案二：此方案中，采用普通的家用遥控器作为控制信号发出装置，当按下遥控器的按键后，一体化红外接收装置接收到遥控器发出的红外线控制信号，然后把这个信号转换成电信号，传到单片机中，利用单片机对这个信号进行解码，解码完成后查表确定是按键数值信号或控制音量、频道等信号，启动子程序，进行相应的显示数字等功能。然后查询，重复上述流程。设计原理图如图2所示。

图2、方案二设计原理图

方案三：此方案中采用分立元件实现红外接收装置，通过外围电路实现将遥控信号的接收、放大、检波、整形等功能，并将信号转换成单片机识别的TTL 信号。其余与方案二相同。

方案的比较如下：

方案一为硬件解码方案，硬件解码需要使用与遥控器相配套的专用的解码器芯片，而解码芯片一般不易得到，价格也较贵，或者自行开发解码电路（但电路太复杂，性能欠佳）。

方案二为软件解码方案，软件解码可以不考虑遥控器的芯片是什么型号的，因为我们只需检测到它的发射编码，然后用软件方式来对它进行处理，从而得到所要的信息。软件解码具有灵活、硬件精简（仅需集成红外接收头和一片单片机）、可靠性高，成本低等特点。

方案三所用的红外接收外围电路设计工作复杂，电路复杂程度相对较大，不方便使用，并且性能欠佳。

经以上的论证，我采用方案二的软件解码方案，成本低，方便实现，并且系统整体性能和可靠性高。

2、方案的可行性论证

采用方案二的具体思路如下：

遥控器为控制信号的发出装置，用一体化红外接收装置HS0038接收遥控器发出的红外线控制信号，并与单片机相连实现数据传输，将信号解码成二进制编码，并按位进行存储，通过单片机编程将接收到的数字编码在数码管上显示出来，编程比较若接收到信号为音量增减则实现数码管外围段的流水灯显示功能（在实验中我在P1口连接了8个流水灯，使得音量增加或减少在流水灯上显示为自下向上流动或自上向上流动），在比较中若接收到的信号为频道的增减则实现在原本显示数值上加1或减1的功能。用单片机的P0口控制数码管的段选，P3^2及P3^3控制数码管的位选，在数码管显示模块中，利用动态扫描的方式来显示数字或数码管流水灯。使用MAX232芯片、串口及若干电容来完成串口模块，以实现单片机和PC机的通信功能并且达到可以使用串口调试助手的目的。有上述论证可知此方案可行。

3、经以上方案的选择和论证，确定总体系统框图如下：

图3、总体系统框图

二、 系统各单元电路的设计与分析

1、

单片机最小系统 单片机的主要功能是负责整个系统的控制及数据的存储和处理，因此在设计本系统时选用STC89C51。其中，系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。引脚XTAL1和XTAL2分别是振荡器的高增益反相放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C3和C4构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。根据情况本设计中选择12MHz 的晶振，补偿电容选择30pF 左右的瓷片电容，如图中Y1、C3、C4；复位电路则采用手动按键复位方式，通过按键将电阻R9与VCC

接通，复位脉冲的高电平宽度大于2个机器周期，即可实现复位，如图中的R9、C1所示；P0口外接上拉电阻，其结构如图中103，采用10K 的排阻以提供给I/O 口合适的电流。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。单片机最小系统电路图如图4所示。

图4、单片机最小系统电路图