红外遥控接收器的设计

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红外遥控接收器的设计 (1)

一、研究背景 (1)

二、设计目的 (1)

三、设计要求 (1)

3.1整个控制系统的设计要求 (1)

四、设计方案 (2)

五、硬件设计 (3)

5.1单片机及其硬件电路设计 (3)

5.1.1 单片机的介绍 (3)

5.1.2 时钟电路及RC复位电路 (4)

5.2红外发射电路 (5)

5.3 单片机红外接收器的电路设计 (6)

5.3.1 红外接收电路 (6)

5.3.2 电源电路的设计 (8)

5.3.3 八路LED开关电路 (8)

5.3.4电磁式继电器 (8)

5.3.5 LCD1602液晶显示电路 (9)

5.4小结 (10)

六、程序设计 (10)

6.1红外接收模块 (10)

6.1.1红外接收电路主程序流程图 (10)

6.1.2红外接收电路子程序流程图 (11)

6.2小结 (12)

七、系统测试 (12)

7.1系统功能测试 (12)

八、参考文献 (14)

九、致谢 (14)

附录1 (15)

附录2 (19)

红外遥控接收器的设计

一、研究背景

近年来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。传统的遥控器大多数采用了无线电遥控技术，但是随着科技的进步，红外线遥控技术的成熟，红外也成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，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。由于红外线抗干扰能力强，且不会对周围的无线电设备产生干扰电波，同时红外发射接收范围窄，安全性较高。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，由于其灵活性较低，应用范围有限。所以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。

二、设计目的

本设计主要研究并设计一个基于单片机的红外接收系统，并实现对八路开关的控制。控制系统主要是由MCS-51和52系列单片机、电源电路、红外接收电路、LCD 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八路LED发光二极管各个状态，并完成相应的状态指示。

三、设计要求

3.1整个控制系统的设计要求

1、被控设备的控制实时反映，从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s；

2、整个系统的抗干扰能力强，防止误动作，总体成本低。

3、直流控制交流，抗干扰能力强，反应迅速不产生误动作，能承受大电流冲击。

四、设计方案

（一）单片机控制器模块

方案一：采用目前比较通用的51系列单片机。此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。

方案二：采用凌阳16位单片机SPCE061A作为控制核心。与51单片机相比，SPCE061A具有更加丰富的资源，有32个可编程的I/O口，14个中断源。但考虑到本设计没有用到如此多资源且价格贵，市场比较少见，技术不稳定。

综合分析考虑，选择方案一。

（二）驱动与开关

方案一：采用晶闸管直接驱动。其优点是体积小，电路简单，外围元件少。但控制电流小，大电流晶闸管成本高，并且隔离性能差。

方案二：采用三极管驱动继电器。其体积大，外围元件多。优点是控制电流大，隔离性能好。

根据实际情况，拟采用方案二。

整体设计思路为：红外数据接收则是采用LT0038一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能。然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作，如图4-1所示。

图4-1 电路设计整体框图

五、硬件设计

5.1单片机及其硬件电路设计

5.1.1 单片机的介绍

STC89C52RC系列单片机是有超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟机器周期和6时钟机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。

特点：

1、增强型6时钟机器周期，12时钟机器周期8051 CPU；

2、工作电压：5.5V-3.4V（5V单片机）/3.8V - 2.0V（3V单片机）；

3、工作频率范围:0-40MHz，相当于普通8051的0～80MHz.实际工作频率可

达48MHz；

4、用户应用程序空间4K/8K/16K/20K/32K/64K字节；

5、片上集成1280字节/512字节RAM；

6、通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉（普

通8051传统I/O口）P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻；

7、ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器、仿真器，

可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，8K程序3秒即可完成；

8、EEPROM 功能；

9、看门狗；

10、内部集成MAX810专用复位电路（D版本），外部晶体20M以下时，可省外

部复位电路。

11、共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可当成2个8位定时器使用；

12、外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部

中断低电平触发中断方式唤醒；

13、通用异步串行口(UART)，还可用定时器软件实现多个UART；

14、工作温度范围：0 - 75℃/-40 - +85℃；

15、封装：PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44。

5.1.2 时钟电路及RC复位电路

STC89C52RC芯片内部有一高增益反相放大器，用于构成振荡器.反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。在XTAL1、XTAL2（第19、18引脚）两端跨接一个石英晶体振荡器，和两个电容就构成了稳定自激谐振电路。晶振频率为11.0592MHz。C12，C13是两个瓷片电容，与晶振Y2构成了自激谐振电路。其电容的作用主要是对频率进行微调，一般取30-45PF左右。使用该电路可产生稳定的11.0592MHZ频率，受外界的环境的干扰影响非常小。其接法如图5-1所示：

图5-1 晶振电路

复位是单片机初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键重新启动。