基于单片机的射频遥控控制系统

单片机原理与应用技术课程设计报告（论文）
题目:基于单片机的射频遥控控制系统
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2013年11月29日
基于单片机的射频遥控控制系统
一．设计要求
（一）基本功能
1. 有效遥控距离大于10米。

2. 遥控控制的路数在5路以上。

3. 采用数码管显示当前工作的控制电路。

（二）扩展功能
1.通过遥控器可以任意设置用户密码（1-16位长度），只有合法用户才能
有修改电路控制的功能，同时系统掉电后能自动记忆和存储密码在系统中。

2.报警和加锁功能：
密码的输入时间超过12秒或者连续3次输入失败，声音报警同时锁定系统，不让再次输入密码。

此时只有使用管理员密码方能对系统解锁。

二．计划完成时间三周
1．第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。

2．第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。

3．第三周完成软件和硬件的联合调试。

射频遥控控制系统
摘要：本设计是基于单片机的射频遥控系统设计，设计内容包括了无线接收，无线解码和电路控制三大块。

如今无线射频技术已经得到了广泛的应用；其利用无线波线来传输数据，这种情况下不需要实体连线，体积小，成本低，功能强。

我们日常生活中的电视机，洗衣机，空调，航天飞机，工业现场设备等都运用了无线遥控的技术。

本设计中发射端采用专用的发射芯片来实现无线遥控码的发射。

接收端采用市面上流行的pt2272接收模块，接收到的红外信号经由接收头完成光/电转化和解调的工作，然后把完整码发送到解码芯片中去完成解码工作。

本设计中的主芯片是AT89C2051单片机，主芯片和解码芯片之间进行串行通讯。

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，应用无线信号的优点。

遥控操作的不同，遥控发射器通过对无线电发射频率的控制来区别不同的操作。

遥控接收器通过对无线电波接收频率的识别，判断出控制操作，来完成整个射频遥控发射、接收过程。

系统启动后，解码芯片将解码后得到的8位数据码串行发送到主芯片中，然后通过主芯片来控制密码锁密码的修改，判断。

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。

1 引言
随着科技的发展，人们生活的节奏也越来越快，随之人们对方便，快捷的要求也随之不断增高！遥控器的出现，在一定程度上满足了人们这个要求！无线遥控是20世纪70年代才开始发展起来的一种远程控制技术，其原理是利用无线电波来传递控制信号，实现对控制对象的远距离控制，具体来讲，就是有发射器发出无线电指令信号，有接收器接收下来并对信号进行处理，最后实现对控制对象的各种功能的远程控制。

无线遥控方式可分为无线电波式、声控式、超声波式和红外线式。

由于红外方式容易被阻隔，中间不能有阻挡物，而且，系统本身的抗干扰性能也很差，误动作多，所以未能大量使用。

超声波式频带较窄，易受噪声干扰，系统抗干扰能力差以及声控式识别正确率低，难度大而未能大量采用。

射频方式是以无线电波作为载体来传送控制信息的，同时随着电子技术的发展，单片机的出现，催生了数字编码方式的射频遥控系统的快速发展。

单片机集CPU，RAM,ROM,I/O口、中断和定时器于一体，具有体积小，重量轻，控制灵活方便，价格低廉等优点，广泛应用于工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品以及军事装备等方面。

采用单片机进行红外遥控系统设计，具有编程灵活多样，操作码数可随意设定等优点。

单片机经过不断地更新换代，其性能也在不断的提升，其中ATMEL公司生产的闪速存储器单片机芯片AT89S51是一种低功耗，高性能的CMOS8位微控制器，本设计以AT89S51单片机为核心，附以相应的外围电路，构成基于单片机控制的红外遥控系统。

2 总体设计方案
2.1 总体设计框图
通过pt2262接收模块将开关的模拟量变换成电信号，由于传感器输出的信号时微弱的电信号，要经过前置放大电路进行放大，经放大后的信号受到工频干扰，因此要将信号经过50Hz的陷波滤波器和低通滤波器将其滤掉，经过上述处理后的信号经过电平调整电路将电
压转化为5V ，系统总体框图如图1所示
图1：总体设计框图
2.2 发射部分及接收部分框图
本文所设计的红外遥控系统分为两个部分：即遥控发射部分和接收控制部分（如图2，图3所示）。

整个系统需要解决的关键问题是实现无线信号的有效发射与接收，本设计将采用脉冲个数编码，和单片机软件解码的方式来实现红外遥控器对继电器的开和关，从而控制电器设备。

图3：接收控制部分框图
3 设计原理分析
3.1 遥控发射部分
主要由AT89S52单片机、矩阵式操作键盘、红外发射电路和电源部分组成。

实现一旦有键按下，单片机进行键盘查询，并由查询的键号控制红外发射管发射相应的脉冲。

遥控电路的核心控制芯片采用AT89S52单片机，它具备8KB可重编程Flash存储器，1000次擦写周期，32个可编程I/O口线，3个16位定时器/计数器，8个中断源，看门狗定时器，2个数据指针，另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

3.2 矩阵式键盘
矩阵式键盘即行列式键盘，用Ｉ／Ｏ线组成行、列结构，按键设置在行列的交电
图4：发射电路原理图
上，行列线分别连接到按键开关的两端: 遥控发射部分的
端，按键中有无按键按下是由列线送入扫描字，行线读入行线状态来判断的。

本设计中的４＊４矩阵键盘扫描时先经４位输出口向４位列线输出低电平，然后再输入４位行线的状态，若行线状态皆为高电平则表明无键按下，若行线状态有低电平则表明有键被按下。

遥控信息码由单片机的定时器0调制成38KHZ的载波信号，由Ｐ３.4口输出，经三极管9013放大后由发射管发射出去。

3.3 接收控制部分
主要由AT89S52单片机、红外接收电路、数码显示电路、继电器控制电路和电源电路组成。

遥控器发射的信号经接收模块处理传递给单片机，单片机根据不同的信息码进行相应的继电器的控制，并完成相应的现实功能。

4.2.1 接收部分程序如下
4.2 汇编语言程序
org 0000h
LJMP START
ORG 000BH
ljmp start1
org 070h
START:
mov R1,#04H
mov R0,#00H
mov p2,#0ffh
mov p1,#0ffh
m0:
mov A,P2
lcall delay
cjne A,#0C7h,MA
clr p1.0
lcall delay1
setb p1.0
lcall delay2
m1:mov tmod,#51h repeat:mov th1,#0d5h mov tl1,#20H
MOV TH0,#0FCH MOV TL0,#18H CLR P3.5
MOV IE,#88H SETB TR1
SETB TR0
LOOP:MOV A,P2 CJNE A,#085H,MB JNB TF0,$
CLR TF0
JBC F0,EL
SETB P3.5
MOV TH0,#0FCH MOV TL0,#18H CLR P3.5
SJMP LOOP
EL:clr p1.3
LCALL DELAY3 setb P1.3
AJMP M0
MB:INC R0
CJNE R0,#01H,MP LCALL DELAY2 MB1:MOV A,P2 CJNE A,#085H,MB11 AJMP MB1
MB11:MOV 68H,A CLR p1.1
LCALL DELAY2 SETB P1.1
LCALL DELAY2 MB2:MOV A,P2
AJMP MB2
MB22:
lcall delay
cjne A,68H,START CLR p1.1
LCALL DELAY2 SETB P1.1 MAIN:nop
nop
nop
nop
mov A,p2
cjne A,#0E7h,k1 lcall delay
cjne A,#0E7h,k1 mov p0,#0F9h ajmp main
k1:
lcall delay
cjne A,#0D7h,k2 mov p0,#0a4h ajmp MAIN
k2:
lcall delay
cjne A,#0CFh,k3 mov p0,#0b0h ajmp MAIN
k3:
lcall delay
cjne A,#0B7h,k4 mov p0,#99h
ajmp MAIN
k4:
lcall delay
cjne A,#0AFh,k5 mov p0,#092h ajmp MAIN
k5:
lcall delay
cjne A,#09Fh,k6 mov p0,#82h
ajmp MAIN
k6:LCALL DELAY
AJMP M0
k7:LCALL DELAY CJNE A,#097H,MAIN AJMP M0
ORG 001BH
start1:SETB F0
RETI
RET
ORG 0020H
MC:CJNE A,68H,MD AJMP MAIN
MD:DJNZ R1,M0
CLR P1.3
MOV A,P2
CJNE A,#097H,M0 LCALL DELAY
CJNE A,#097H,M0 AJMP MAA
MA:LCALL DELAY CJNE A,#097H,M0
CLR P1.0
LCALL DELAY1
MAA:SETB P1.0
SETB P1.3
LCALL DELAY2
MAA1:MOV A,P2
CJNE A,#085H,MAA2 AJMP MAA1
MAA2:CJNE A,#08FH,M0 LCALL DELAY
CJNE A,#08FH,M0
CLR p1.1
LCALL DELAY1
SETB P1.1
AJMP MAIN
MP:AJMP MC
ORG 0170H
delay:mov r6,#20
d1:mov r7,#248
djnz r7,$
djnz r6,d1
ret
delay1:MOV R5,#20
D2:mov r6,#20
D3:mov r7,#248 djnz r7,$
djnz r6,D3
DJNZ R5,D2
ret
delay2:MOV R4,#5 D4:MOV R5,#20
D5:mov r6,#20
D6:mov r7,#248 djnz r7,$
djnz r6,D6
DJNZ R5,D5 DJNZ R4,D4
ret
delay3:MOV R4,#20 D7:MOV R5,#20
D8:mov r6,#20
D9:mov r7,#248 djnz r7,$
djnz r6,D9
DJNZ R5,D8 DJNZ R4,D7
RET
End
5 总结与体会
通过这次的实习让我对单片机以及电路设计的理论有了更加深入的了解，同时在具体的制作过程中我们发现现在书本上的知识与实际的应用存在着不小的差距，书本上的知识很多都是理想化后的结论，忽略了很多实际的因素，或者涉及的不全面，可在实际的应用时这些是不能被忽略的，我们不得不考虑这方的问题，这让我们无法根据书上的理论就轻易得到预想中的结果，有时结果甚至很差别很大。

通过这次实践使我更深刻的体会到了理论联系实际的重要性，我们在今后的学习工作中会更加的注重实际。

通过这次试验我还体会到的团队合作的重要性，一个人的力量和精力是有限的，我们必须要懂得合作，合理的分工对完成一个任务是相当重要的，学会与他人合作，发挥团队精神在具体生活中的运用，可以使我们收到事半功倍的效果，可以使我们的工作更加良好地向前发展。

这次试验的顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后都是经过查阅相关的资料和在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。

同时，在老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！
参考文献
【1】李朝清.单片机原理及接口基础[M].北京:北京航空航天大学出版社，2005
【2】刘东汉.基于微处理器解码多功能遥控系统的设计[J].现代电子技术，2006年第8期
【3】王云亮.电力电子技术[M].北京：电子工业出版社，2009
附录1。