毕业设计基于单片机设计的红外线遥控器

常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文

主要功能特性

●兼容MCS51指令系统 ●15个双向I/O口

●两个16位可编成定时/计数器 ●时钟频率0—24MHz ●两个外部中断源 ●可直接驱动LED ●低功耗睡眠功能 ●可编程URRL通道

●2KB可反复擦写Flash ROM ●6个中断源

●2.7—6.0V宽工作电压范围 ●128*8位内部RAM ●两个串行中断 ●两级加密位

●内置一个模拟比较放大器 ●软件设置睡眠和唤醒功能

3.2 红外线遥控电路设计

3.2.1 信号发射电路

发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器。 发射采用脉宽调制的串行码，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”，其波形如图3-2所示。

图3-2 遥控码的“0”和“1”

上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。

编码器产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。芯片的用户识别码

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固定为十六进制01H；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。遥控信号编码波形图如图3-3所示。

图3-3 遥控信号编码波形图

遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间，图3-4为遥控信号的周期性波形图。

图3-5 遥控信号的周期性波形

当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码（9ms）,一个结果码（4.5ms）,低8位地址码（9ms~18ms）,高8位地址码（9ms~18ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~18ms）组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。

根据红外发射管本身的物理特性，必须要有载波信号与即将发射的信号相

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“与”，然后将相“与”后的信号送发射管，才能进行红外信号的发射传送，而在频率为38KHz的载波信号下，发射管的性能最好，发射距离最远，所以本设计采用38KHz的晶振产生载波信号，与发射信号进行逻辑“与”运算后，通过三极管的功率驱动到红外发光二极管上。

红外发送电路由4001MOS或非门38KHz振荡器，单片机发送控制电路和红外发送管驱动输出电路组成，当单片机P3.4口输出为“0”时，发射管不发光，当单片机P3.4口输出为“1”时，红外发送管发出38KHz调制红外线。

具体的发射波形如下图所示。

图3-6 调制过程中的波形

红外线通过红外发光二极管发射出去，红外发光二极管是特殊的发光二极管，其内部材料和普通发光二极管不同，因而在其两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同。

如图3-7，为信号发射电路硬件连接图。

图3-7 信号发射电路硬件连接图

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3.2.2 信号接收电路

红外遥控接收可采用较早的红外接收二极管加专用的红外处理电路的方法。如CXA20106，此种方法电路复杂，现在一般不采用。较好的接收方法是用一体化红外接收头，一体化红外线接收头是一种集红外线接收和放大于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。它将红外接收二极管、放大、解调、整形等电路做在一起，只有三个引脚，分别是+5V电源、地、信号输出。红外接收头的信号输出接单片机的INTO或INTl脚。

如图3-8，红外接收电路专门采用集成电路RPM6938，RPM6938有三个引脚，一个接电源一个接地，另外一个接信号端，它集光电转换，解调和放大于一体。当收到38KHz调制红外线时，RPM6938输出为“0”，平时输出为“1”。信号脚接到P3.3和P3.4脚上，当RPM6938收到第一个红外脉冲时，触发INT1产生中断，使单片机退出低功耗状态，进入工作状态，同时使记数器0和定时器1开始工作。

图3-8 红外接收电路

遥控信号的解码算法及程序编制：

平时，遥控器无键按下，红外发射二极管不发出信号，遥控接收头输出信号 1。有键按下时，0和1编码的高电平经遥控头倒相后会输出信号0。由于与单片机的中断脚相连，将会引起单片机中断(单片机预先设定为下降沿产生中断)。单片机在中断时使用定时器0或定时器1开始计时．到下一个脉冲到来时，即再次产生中断时，先将计时值取出。清零计时值后再开始计时，通过判断每次中断与上一次中断之间的时间间隔。便可知接收到的是引导码还是0和1。如果计时值为9ms，接收到的是引导码，如果计时值等于1．12ms，接收到的是编码0。如果计时值等于2 25ms．接收到的是编码1。在判断时间时，应考虑一定的误差值。因为不同的遥控器由于晶振参数等原因，发射及接收到的时间也会有很小的误差。 解码方法如下：

(1)设外部中断0(或者1)为下降沿中断，定时器0(或者1)为16位计时器。初始值均为O。

(2)第一次进入遥控中断后，开始计时。

(3)从第二次进入遥控中断起，先停止计时。并将计时值保存后，再重新计时。如果计时值等于前导码的时间，设立前导码标志。准备接收下面的一帧遥控数据，如果计时值不等于前导码的时间，但前面已接收到前导码，则判断是遥控数据的0还是1。

(4)继续接收下面的地址码、数据码、数据反码。

(5)当接收到32位数据时，说明一帧数据接收完毕。此时可停止定时器的计

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