基于51的多功能红外遥控系统.docx
- 文档编号:2167258
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:DOCX
- 页数:56
- 大小:746.92KB
基于51的多功能红外遥控系统.docx
《基于51的多功能红外遥控系统.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于51的多功能红外遥控系统.docx(56页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
基于51的多功能红外遥控系统
襄樊学院毕业论文(设计)任务书
毕业论文(设计)题目单
学生姓名栗明专业自动化班级0612指导老师贾巍
一、毕业论文(设计)的主要内容及要求:
1、本设计的任务是,设计一个基于51的多功能红外遥控系统。
设计方案要基于市场的需求,结合红外遥控设计简单、方便、成本低廉等特点。
要求采用51单片机作为编码。
3、进行系统硬件电路设计,画出系统硬件原理图。
4、进行硬件电路和软件的调试。
5、在设计的基础上完成毕业论文(1.0-1.2万字)。
二、毕业论文(设计)应收集的资料及主要参考文献:
[1]杨路明.C语言程序设计教程[M]北京:
北京邮电大学出版社,2005
[2]王振营,李满,杨君.ProtelDXP2004电路设计与制版实用教程[M].北京:
中国铁道出版社,2006,(6)
[3]黄颖松,吴皓东.用“积木式”实验板学习51单片机[J].电子制作,2007,(08)
[4]罗政球.提高电子电路抗干扰能力经验谈[J].电子制作,2006,(10)
[5]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:
清华大学出版社,2006,3
[6]陆东旭,甄钊博.自制简单的51开发板[J].电子制作,2008,(01)
[7]吴金戌.8051单片机实践与应用研究[M].北京:
清华大学出版社,2002,(09)
[8]居荣,郭怡倩.DS18B20在温控系统中的应用[J].农机化研究,2005
(1):
224-226
[9]能昌会.时钟芯片DS1302在单片机系统中的应用[J]电子制作,2007,(11)
[10]刘小春,首珩.无刷直流电动机的单片机控制[J].自动化技术与应用,2009,(03):
129-131
襄樊学院物理与电子工程学院
2010届本题报告
论文题目
班级自动化0612
姓名栗明
学号06118017
指导教师(职称)贾巍
填表日期年月日
一、选题
2.与选题相关的研究现状及发展趋势
红外遥控技术在工农业生产,通信技术,家用电器等多种领域中得到了广泛的应用,特别是在门禁系统中的应用,更加受到了人们的瞩目[5]。
本设计的红外线遥控就是将红外遥控技术和单片机应用相结合的一种方案。
它的特点是:
抗干扰能力强,工作可靠,使用方便,几乎让传统电器匹配只能电器。
红外遥控作为一种高科技产品,在很多领域已成为主导产品,现在它正以飞快的速度进入寻常百姓家。
3.主要参考文献
[1]华成英,童诗白.模拟电子技术基础[M]北京:
高等教育出版社,2006
[2]杨路明.C语言程序设计教程[M]北京:
北京邮电大学出版社,2005
[3]胡骅,陈明.Protel99SE原理图与PCB设计[M]北京:
机械工业出版社,2005
[4]王振营,李满,杨君.ProtelDXP2004电路设计与制版实用教程[M].北京:
中国铁道出版社,2006,(6)
[5]黄颖松,吴皓东.用“积木式”实验板学习51单片机[J].电子制作,2007,(08)
[6]罗政球.提高电子电路抗干扰能力经验谈[J].电子制作,2006,(10)
[7]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:
清华大学出版社,2006,3
[10]陆东旭,甄钊博.自制简单的51开发板[J].电子制作,2008,(01)
[11]吴金戌.8051单片机实践与应用研究[M].北京:
清华大学出版社,2002,(09)
[12]居荣,郭怡倩.DS18B20在温控系统中的应用[J].农机化研究,2005
(1):
224-226
[13]郭祥军.AVR熔丝位配置的常见问题及解决办法[J]单片机与嵌入式系统应用,2006,(06)
[14]郭祥军.AVR单片机的TWI总线的原理及应用[J].单片机与嵌入式系统应用,2006,(08)
[15]薄晶杰,潘卫华,韩璞.实时时钟芯片在智能氧量仪中的应用[J].微计算机信息,2009,(04):
147-148,227
[16]能昌会.时钟芯片DS1302在单片机系统中的应用[J]电子制作,2007,(11)
[17]刘小春,首珩.无刷直流电动机的单片机控制[J].自动化技术与应用,2009,(03):
129-131
[18]蒋敏.从Proteus仿真设计到实际产品制作[J].科技创新导报,2009,(02):
21,23
[19]宋稳力,陈昌旺,黄文婷.液晶显示模块YG-12864-A的接口设计[J]现代显示,2005,(06).
[20]张红,于平,程文播.基于单片机控制的LED点阵显示屏系统[J].微计算机信息,2009,(02):
92-93
[21]JiangYinping.IntelligentFlowTotalizerBasedonMSP430MixedSingleMicrocontroller[J].IEEESensorsymposium,2007
(2):
1-6.
[22]Yu-HungHsiao,Min-Chih.Huang.DevelopmentofMSP-430BasedUnderwaterAcousticRecorderwithMuiti-MCUFramework[J].IEEEPress.,2007(4):
101-106.
二、研究方案
1.研究的思路与方法
本论文的初步方案是:
先设计出整套系统要完成的功能,主要包括:
显示,控制,通讯等几个大的部分,然后根据各个大的部分单独设计功能模块,最后完成整个设计。
系统结构框图如下:
图1系统结构框图
系统功能需求
本遥控系统要求用单片机作为控制芯片制作一个遥控器,另一个单片机控制系统能被遥控操作。
本系统要求遥控器具有多级调速,开关,定时,以及自然风,睡眠风等切换功能!
自然风的处理流程:
图2自然风流程
睡眠风的处理流程:
:
图4正常风流程
2.研究的基本内容(大纲)
随着科技的发展,,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!
Adler在五十年代发明的。
而红外遥控是20世纪70年代才开始发展起来的一种远程控制技术,其原理是利用红外线来传递控制信号,实现对控制对象的远距离控制,具体来是有发射器发出红外线指令信号,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。
红外遥控具有独立性、物理特性与可见光相似性、无穿透障碍物的能力及较强的隐蔽性等特点。
随着红外遥控技术的开发和迅速发展,很多电器都应用了红外遥控,而电风扇也不例外。
从单纯的在电风扇面板上通过按钮控制,到短距离(10M以内)的遥控,虽然改变不大,但其带来的便利无疑是巨大的。
而红外遥控技术的成熟,也使得遥控电风扇变得设计简单,价格低廉。
作为一种老牌的电器,电风扇具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。
虽然现在空调在城市中已经相当普遍,并有替代电风扇的趋势,但由于大部分家庭消费水平的限制,。
市场的需求促使了电风扇的发展。
随着“智能化”的兴起,电风扇的功能也越来越多,越来越贴进人们生活。
因此,对于电风扇的开发和设计依然有着较大的实用价值。
在现有市场上多功能遥控电风扇的基础上,人们提出了一种新型的智能电风扇,相对于过的电风扇,智能电风扇添加了很多人性化的设计,如安全保护,倾倒保护,智能照明等功能,使电风扇更加人性化,相信其丰富的功能,人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力。
而本设计就是以电风扇为对象,通过红外遥控实现电风扇的几种常用功能如开关、调速、定时等的控制,相对于传统的机械控制,体现出了更加方便快捷的优点。
3.工作的主要阶段、进度及完成时间
1.第1周~第4周:
查阅资料,消化内容,形成方案,写出开题报告。
2.第5周~第6周:
根据开题报告进行设计,设计出各功能模块并画出其原理图。
3.第7周~第8周:
焊接出各主要功能模块并进行调试,发现问题并对原理图做进一步的修改。
4.第9周~第10周:
用protel99SE软件制做出整个实验仪的功能模块PCB图。
5.第11周~第12周:
根据整个-14周:
论文文本打印,交老师审阅,进一步修改完善。
进行答辩。
学生签名:
年月日
指导教师意见:
指导教师签名:
日期:
襄樊学院
毕业:
单片机红外遥控系统的设计
EnglishTopic:
TheDesignOfTheInfaredRemoteContorlBasedOn51-MCU
系院:
物理与电子工程学院
专业:
自动化
班级:
0612
学生:
栗明
指导老师:
贾巍
年月日
单片机红外遥控系统设计
摘要作为传统的家用电器,随着空调的普及,电风扇的市场地位受到了巨大的冲击,传统的开/关、调速功能已经不能满足市场的需求。
人们希望电风扇在体积小、作方便等的基础上能够拥有更多的功能,而红外遥控的广泛应用及单片机技术的成熟,则使得智能红外遥控系统成为了电风扇的发展趋势。
本设计方案基于市场的需求,结合红外遥控设计简单、作方便、成本低廉等特点,采用了51单片机作为遥控发射接收芯片,HS0038作为红外一体化接收发射管,在此基础上设计了一个简易的智能红外遥控电风扇系统。
系统包括接收和发射两大部分,本文设计实现了几项电风扇的基本功能:
开/关功能、多级调速功能、0.5-7.5小时不同时间段的定时功能,以及自然、正常两种风类的选择功能。
另外本系统有16个按键,可用于扩展控制其他电器。
关键字:
红外遥控;信号调制;编码;解码.
TheDesignOfTheInfaredRemoteContorlBasedOn51-MCU
Abstract:
Withthepopularityofairconditioners,themarketpositionoftheelectricfanswhicharethetraditionalhouseholdapplianceswillreceiveahugeimpact,thetraditionalon/offandspeedcontrolfunctionhavebeenunfitfortheneedsofthemarket.Itishopedthatthefansinsmall,easytooperate,andsoonthebasiscanhavemorefeatures.WhentheapplicationofinfraredremotecontrolbecomeswilderandtechnologiesofSCMbecomemature,theremotecontrolsystemisthetrend.Thedesignwasbasedontheneedsofthemarket.Consideringthatinfraredremotecontrolissimple,easytooperate,low-cost,Iuseaspeciallaunchingandreceivingchipwhichdependsonremotecontrol.Onthebasisofthischipasystemofintelligentinfraredremote-controlwasdesignedforthefan.Thesystemconsistsofthelaunchingpartandthereceivingpart.Thissystemisdesignedtoachievesomebasicfunctionsoffans:
on/offfunction,threekindsofspeed,thetimingfunctionwhichcanbechosenatdifferenttimesof0.5-7.5hours,andthefunctionoftwokindsofwindwhicharethenaturalwindandthenormalwind.
Keywords:
InfraredRemoteControl;SignalModulation;Encoding;Decoding。
目录
1绪论1
1.1课题设计目的及意义1
2课题的方案设计与论证3
3系统的硬件结构设计4
3.1系统方框图4
3.2系统功能需求5
3.351系列单片机功能特点[3]6
3.4红外发射电路10
3.5红外检测接收电路11
3.6控制电路12
3.7电源电路设计13
3.8显示部分的设计14
3.9键盘设计17
4系统软件的设计19
4.1定时/计数器应用19
4.2遥控码的发射22
4.3红外接收25
4.4调速单元27
4.4.1调速原理27
4.4.2调速方法27
4.5按键抖动问题29
4.6系统的软硬件的调试30
结论32
参考文献33
附录35
致谢47
1绪论
1.1课题设计目的及意义
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!
遥控器是由高产的发明家RobertAdler在五十年代发明的[14]。
而红外遥控是20世纪70年代才开始发展起来的一种远程控制技术,其原理是利用红外线来传递控制信号,实现对控制对象的远距离控制,具体来讲,就是有发射器发出红外线指令信号,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。
红外遥控具有独立性、物理特性与可见光相似性、无穿透障碍物的能力及较强的隐蔽性等特点。
随着红外遥控技术的开发和迅速发展,很多电器都应用了红外遥控,而电风扇也不例外。
从单纯的在电风扇面板上通过按钮控制,到短距离(10M以内)的遥控,虽然改变不大,但其带来的便利无疑是巨大的。
而红外遥控技术的成熟,也使得遥控电风扇变得设计简单,价格低廉。
作为一种老牌的电器,电风扇具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。
虽然现在空调在城市中已经相当普遍,并有替代电风扇的趋势,但由于大部分家庭消费水平的限制,电风扇作为一个成熟的家电行业的一员,尤其在中小城市,以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额。
市场的需求促使了电风扇的发展。
随着“智能化”的兴起,电风扇的功能也越来越多,越来越贴进人们生活。
因此,对于电风扇的开发和设计依然有着较大的实用价值。
在现有市场上多功能遥控电风扇的基础上,人们提出了一种新型的智能电风扇,相对于过的电风扇,智能电风扇添加了很多人性化的设计,如安全保护,倾倒保护,智能照明等功能,使电风扇更加人性化,相信其丰富的功能,人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力[10]。
而本设计就是以电风扇为对象,通过红外遥控实现电风扇的几种常用功能如开关、调速、定时等的控制,相对于传统的机械控制,体现出了更加方便快捷的优点。
1.2红外遥控的设计思路
红外遥控是单工的红外通信方式,整个通信中,需要一个发射端和一个接收端。
发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射红外信号。
红外接收端普遍采用价格便宜,性能可靠的一体化红外接收头接收红外信号,它同时对信号进行放大、检波、整形,得到TTL电平的编码信号,再送给单片机,经单片机解码并控制相关对象[14]。
图1遥控器原理框图
2课题的方案设计与论证
红外编码有很多种方式,下面列举两种实现方案[12]:
方案一:
脉宽调制的串行码。
这种遥控码具有以下特征:
以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。
其相关的波形图如下:
图2串行码编码
方案二:
码分制。
采用脉冲个数编码,不同的脉冲个数代表不同的被控对象,最小为2个脉冲。
为了使接收可靠,第一位码宽为3ms,其余为1ms,遥控码数据帧间隔大于10ms,如图3所示。
图3码分制编码波形图
本设计采用方案二,码分制编码编程简单,在按键较少的情况下优势明显。
3系统的硬件结构设计
3.1系统方框图
(1)发射端电路:
单片机系统及显示电路、红外发射电路以及按键电路,稳压电路等组成。
其设计原理图如下:
图4手持段遥控器方框图
(2)发射端电路:
单片机系统及显示电路、红外发射电路以及按键电路,电源电路,控制单元等组成。
其设计原理图如下:
图5红外接收端方框图
3.2系统功能需求
本遥控系统要求用单片机作为控制芯片制作一个遥控器[8],另一个单片机控制系统能被遥控操作。
本系统要求遥控器具有多级调速,开关,定时,以及自然风,睡眠风切换等功能!
将单片机、控制、键盘组合在一起完成了人机对话。
用AT89C51单片机来作主芯片控制,采用红外HS0038接收头,用双向可控硅MC97A6控制电机开关,具有红外遥控功能。
自然风的处理流程:
图6自然风的循环图
睡眠风的处理流程:
图7自然风的循环图
正常风的处理流程:
图8正常风循环
3.351系列单片机功能特点[3]
(1)主要特性
·与MCS-51兼容
·4K字节可编程闪烁存储器
·寿命:
1000写/擦循环
·数据保留时间:
10年
·全静态工作:
0Hz-24Hz
·三级程序存储器锁定
·128*8位内部RAM
·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器
·5个中断源
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
·片内振荡器和时钟电路
AT89C51的引脚功能,图9所示:
图9AT89S51的引脚功能图
(2)管脚说明
—VCC:
供电电压。
—GND:
接地。
—P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每个管脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚写“1”时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FLASH编程时,P0口作为原码输入口,当FLASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部电位必须被拉高。
—P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入“1”后,电位被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
—P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚电位被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
作为输入时,P2口的管脚电位被外部拉低,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉的优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
—P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入时,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL),也是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下所示:
P3.0RXD(串行输入口)
P3.1TXD(串行输出口)
P3.2
(外部中断0)
P3.3
(外部中断1)
P3.4T0(记时器0外部输入)
P3.5T1(记时器1外部输入)
P3.6
(外部数据存储器写选通)
P3.7
(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
—RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
—
:
当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令时ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
—
:
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取址期间,每个机器周期
两次有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的
信号将不出现。
—
:
当
保持低电平时,访问外部ROM;注意加密方式1时,
将内部锁定为RESET;当
端保持高电平时,访问内部ROM。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
—XTAL1:
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
—XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
内部结构框图如图10所示。
图10AT89C51的内部结构框图
(3)AT89C51的基本操作
如图11所示,在X1和X2之间接一只石英振荡晶体构成了单片机的时钟电路,它还有另一种接法,是把外部振荡器的信号直接连接到XTAL1端,XTAL2端悬空不用。
AT89C51复位引脚RST/VP通过片内一个施密特触发器(抑制噪声作用)与片内复位电路相连,施密特触发器的输出在每一个机器周期由复位电路采样一次。
当振荡电路工作,并且在RST引脚上加一个至少保持2个机器周期的高电平时,就能使AT89C51完成一次复位。
复位不影响RAM的内容。
复位后,PC指向0000H单元,使单片机从起始地址0000H单元开始重新执行程序。
所以,当单片机运行出错或进入死循环时,可按复位键重新启动。
MCS-51单片机通常采用上电自动复位和按钮复位两种复位方式。
上电复位利用电容器充电来实现。
按钮复位又分为按钮电平复位和按钮脉冲复位。
前者将复位端通过电阻与Vcc相接;后者利用RC微分电路产生正脉冲来达到复位目的。
复位电路参数的选择应能保证复位高电平持续时间大于2个机器周期。
图11AT89C51基本操作电路
3.4红外发射电路
本遥控发射器采用码分制遥控方式,码分制红外遥控就是指令信号产生电路以不同的脉冲编码(不同的脉冲数目及组合)代表不同的控制指令。
在确定选择AT89C51作为本设计发射电路核心芯片和点触式开关作为控制键后,加上一
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 51 多功能 红外 遥控 系统