學(xué)習(xí)型紅外線(xiàn)遙控器的設(shè)計(jì).doc

1、湖南人文科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱(chēng)： 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 學(xué)習(xí)型紅外線(xiàn)遙控器的設(shè)計(jì) 系 別： 通信與控制工程系 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 班 級(jí)： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào)： 起止日期: 指導(dǎo)教師: 教研室主任： 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日成績(jī)?cè)u(píng)定項(xiàng)目權(quán)重成績(jī)1、設(shè)計(jì)過(guò)程中出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面0.22、課程設(shè)計(jì)質(zhì)量與答辯0.53、設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)寫(xiě)及圖紙規(guī)范程度0.3總 成 績(jī)教研室審核意見(jiàn)：教研室主任簽字： 年 月 日教學(xué)系審核意見(jiàn)：主任簽字： 年 月 日摘 要當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與日俱增，人們的生活水平也是日益提高，為了減少人的工作量，所以對(duì)各種家用電器、電子器件的非人工控制的要

2、求也是越來(lái)越高，針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)出一種集成度比較高的控制體系是必然的。單片機(jī)的集成度很高，它具有體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、耗電少等突出特點(diǎn)，尤其耗電少，又可使供電電源體積小、質(zhì)量輕。本課程設(shè)計(jì)介紹了基于單片機(jī)的一種學(xué)習(xí)型萬(wàn)能遙控器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)各種紅外線(xiàn)遙控器發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、存儲(chǔ)和再現(xiàn)等功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)家電的控制。學(xué)習(xí)型紅外遙控器由單片機(jī)、紅外線(xiàn)接收、紅外線(xiàn)發(fā)射、顯示、存儲(chǔ)、按鍵等部分組成。本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了學(xué)習(xí)型紅外遙控器的軟硬件設(shè)計(jì)方法，并給出了具體的各單元電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)及主程序流程圖。在硬件設(shè)計(jì)中，我們選取stc89c52型號(hào)單片機(jī)為核心器件，并給出外圍電路模塊如紅外接

3、收模塊、紅外發(fā)射模塊、顯示模塊、以及外部控制模塊等組成部分的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。軟件部分采用keil進(jìn)行c程序設(shè)計(jì)與編譯，并將編譯后產(chǎn)生的hex文件通過(guò)stc_isp_v479下載到單片機(jī)中，進(jìn)行調(diào)試。本學(xué)習(xí)型遙控器采用最小化應(yīng)用模式設(shè)計(jì)，電路簡(jiǎn)單，尤其是通過(guò)大量不同遙控碼的特征分析，在遙控碼的讀入時(shí)選擇了最佳采樣間隔，使遙控碼的學(xué)習(xí)成功率大大提高。關(guān)鍵詞：遙控學(xué)習(xí)；紅外解碼；單片機(jī)控制；紅外遙控目 錄設(shè)計(jì)要求1前言11、方案論證12、基本功能模塊設(shè)計(jì)與說(shuō)明22.1.初始化模塊22.2遙控碼讀入處理模塊22.3遙控碼發(fā)射處理模塊32.4 主模塊3 3、調(diào)試與操作說(shuō)明53.1學(xué)習(xí)型紅外遙控器的電路原理圖的

4、設(shè)計(jì)53.2 程序的編譯及下載63.3實(shí)際電路的測(cè)試84、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)95、元器件及儀器設(shè)備明細(xì)106、參考文獻(xiàn)117、致謝128、附錄13學(xué)習(xí)型紅外遙控器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求學(xué)習(xí)型紅外線(xiàn)遙控器要求可以學(xué)習(xí)不同遙控器的某個(gè)按鍵碼功能。使用時(shí)先用原遙控器對(duì)著學(xué)習(xí)器按一下某操作鍵，學(xué)習(xí)器就可以實(shí)現(xiàn)原遙控器中該鍵的遙控功能。前言 本課程設(shè)計(jì)是一個(gè)基于單片機(jī)的學(xué)習(xí)型紅外遙控器，能夠?qū)W習(xí)不同遙控器的某個(gè)按鍵功能。利用單片機(jī)stc89c52對(duì)多個(gè)紅外遙控編碼的脈沖寬度進(jìn)行測(cè)量，并原封不動(dòng)地把發(fā)射信號(hào)中高、低電平的時(shí)間寬度記憶至擴(kuò)展存儲(chǔ)區(qū)的指定地址。當(dāng)要發(fā)射紅外信號(hào)時(shí)，從擴(kuò)展存儲(chǔ)區(qū)中還原出相應(yīng)的紅外遙控編碼，

5、并調(diào)制到38khz的載波信號(hào)上，最后，通過(guò)三極管放大電路驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外信號(hào)，達(dá)到學(xué)習(xí)和發(fā)射的目的，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)遙控器控制多種紅外遙控設(shè)備。 1、方案論證為了實(shí)現(xiàn)遙控碼的記錄還原功能，系統(tǒng)應(yīng)具有紅外線(xiàn)的接收解碼、紅外線(xiàn)調(diào)制發(fā)射、操作按鍵和功能控制功能等單元。由于功能定為學(xué)習(xí)一個(gè)遙控器按鍵的遙控功能，因此決定采用stc89c52單片機(jī)作為控制器。stc89c52單片機(jī)中具有256字節(jié)的內(nèi)存單元，可存儲(chǔ)遙控碼脈寬的數(shù)據(jù)。遙控碼的脈寬數(shù)據(jù)可用紅外線(xiàn)接收器解碼后送單片機(jī)讀入，接受電路圖如圖1所示。發(fā)射時(shí)通過(guò)設(shè)置定時(shí)器的初值為f3h產(chǎn)生38khz紅外調(diào)制信號(hào)送紅外發(fā)射管發(fā)射，紅外發(fā)射電路圖如圖

6、2所示。單鍵學(xué)習(xí)型紅外遙控器的實(shí)現(xiàn)方案框圖如圖3所示。圖1 紅外接收電路原理圖圖2 紅外發(fā)送電路原理圖圖3 單鍵學(xué)習(xí)型紅外遙控器系統(tǒng)框圖2、基本功能模塊設(shè)計(jì)與說(shuō)明2.1.初始化模塊初始化模塊的主要任務(wù)是清存放脈寬數(shù)據(jù)單元，關(guān)閉學(xué)習(xí)及發(fā)射指示燈，關(guān)閉遙控輸出口，將定時(shí)器t1設(shè)為8位自動(dòng)重裝模式，設(shè)置中斷。2.2遙控碼讀入處理模塊遙控碼的學(xué)習(xí)處理程序主要是將原遙控器發(fā)出的脈沖碼寬依次存入內(nèi)存單元，存放規(guī)則為偶數(shù)地址（0、2、4、6等）存放低電平脈寬數(shù)據(jù)，奇數(shù)地址（1、3、5等）存放高電平脈寬數(shù)據(jù)。定義文件中劃了206個(gè)單元用于存放脈寬數(shù)據(jù)，符合常用遙控器的最大碼長(zhǎng)要求。遙控碼讀入程序流程圖如圖4所

7、示。 本程序在編程設(shè)計(jì)中非常重要，通過(guò)大量的、不同中來(lái)的遙控碼波形實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析，遙控碼的幀間歇位寬度均在10ms以上，起始碼寬度由9ms低電平的引導(dǎo)碼和4.5ms高電平的起始位組成。編碼位在100us3.5ms之間。為確保所有遙控器學(xué)習(xí)的成功，可采用以下程序?qū)崿F(xiàn)方法。讀起始位方法：由于起始位的碼寬范圍較大，因此計(jì)數(shù)單元采用單獨(dú)的2字節(jié)，計(jì)數(shù)周期約為15us,這樣按65536*15us算，最大可存起始位脈寬為983ms。當(dāng)輸入為低電平時(shí)，開(kāi)始9ms的引導(dǎo)碼計(jì)數(shù)，輸入高電平時(shí)開(kāi)始4.5ms的起始位計(jì)數(shù)，當(dāng)再次進(jìn)入低電平時(shí)，則開(kāi)始讀遙控碼并計(jì)數(shù)。讀遙控碼的方法：采用1字節(jié)計(jì)數(shù)單元對(duì)遙控碼（高電平或低

8、電平）進(jìn)行寬度計(jì)數(shù)，電平跳變時(shí)結(jié)束計(jì)數(shù)，并將數(shù)據(jù)存入規(guī)定的地址。在高電平碼計(jì)數(shù)時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)值大于255時(shí)（寬度大于3.825ms），則判定為結(jié)束幀間隔位，在相應(yīng)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入數(shù)據(jù)0xoo作為結(jié)束標(biāo)志。2.3遙控碼發(fā)射處理模塊遙控碼發(fā)射程序?qū)⒃嬗趦?nèi)存單元的脈沖數(shù)據(jù)還原成38khz方波，利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器t1中斷功能產(chǎn)生38khz載波，調(diào)制波從p1.0腳送出。利用原讀入時(shí)的低電平持續(xù)時(shí)間控制產(chǎn)生38khz方波的時(shí)間，而原讀入時(shí)為高電平的脈寬數(shù)據(jù)將作為停發(fā)38khz方波的持續(xù)時(shí)間控制。經(jīng)過(guò)反向放大器，9ms的引導(dǎo)碼變?yōu)楦唠娖剑?.5ms的低電平變?yōu)楦唠娖桨l(fā)送出去。波形圖如圖5所示。遙控碼發(fā)射處理程序圖如

9、圖6所示。圖5 紅外線(xiàn)發(fā)送波形圖2.4 主模塊主程序在完成上電初始化后進(jìn)行按鍵查詢(xún)，當(dāng)確認(rèn)有鍵按下時(shí)將編碼發(fā)出去?？刂齐娨暀C(jī)。在主程序中加入了數(shù)碼管顯示部分，用于顯示接收到的引導(dǎo)碼和起始位個(gè)數(shù)，原理圖如圖7。主程序流程圖8所示圖6 數(shù)碼管顯示原理圖圖4 遙控碼讀入程序流程圖 圖6 遙控碼發(fā)射處理程序圖 圖8 主程序流程圖 3、調(diào)試與操作說(shuō)明31學(xué)習(xí)型紅外遙控器的電路原理圖的設(shè)計(jì)圖5所示為該學(xué)習(xí)機(jī)遙控器的電路原理圖，單片機(jī)使用stc89c52。其中：p3.3口接遙控器發(fā)射按鍵；p1.6口用作狀態(tài)指示，綠燈亮代表學(xué)習(xí)狀態(tài)，綠燈滅代表碼已讀入；p1.7口用作指示遙控鍵的操作，閃爍代表遙控碼正在發(fā)射之

10、中；第9腳為單片機(jī)的復(fù)位腳，采用rc上電復(fù)位電路；第12腳為單片機(jī)中斷輸入口，用于工作方式的轉(zhuǎn)換控制，當(dāng)int0腳為低電平時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)；第2腳用于紅外線(xiàn)接收解碼器的輸出信號(hào)輸入第1腳作為遙控碼紅外調(diào)制信號(hào)的輸出口，輸出38khz的方波脈沖；第18、19腳接12m晶振。stc89c52芯片引腳如圖6。 圖9 stc89c52引腳圖由于采用最小化應(yīng)用系統(tǒng)，因此控制線(xiàn)psen（片外取指控制）、ale（地址鎖存控制）不用，ea（片外存儲(chǔ)器選擇）接高電平，使用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。紅外線(xiàn)接收器使用市場(chǎng)上用于電視機(jī)的三端一體化紅外接收解調(diào)器，三極管可用9013系列，紅外線(xiàn)發(fā)射二極管也用普通遙控器中使用的

11、器件。3.2 程序的編譯及下載1、創(chuàng)建工程并選擇at89c52型號(hào)芯片。2、新建hongwai.c文件。3、編寫(xiě)源程序并編譯，如圖10所示。圖10 學(xué)習(xí)型遙控器的程序編譯圖3、打開(kāi)stc-isp下載軟件，選擇stc89c52rc型號(hào)的芯片，選擇串口3并導(dǎo)入編譯生成的hex文件。4、將單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的串口相連，并將程序下載至單片機(jī)，如圖11所示。圖11 學(xué)習(xí)型紅外遙控器程序下載圖33實(shí)際電路的測(cè)試 程序下載進(jìn)單片機(jī)后，打開(kāi)單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上電源接口開(kāi)關(guān)以及p1口電源切換開(kāi)關(guān)，按下中斷0控制鍵，待綠色的流水燈亮后，將電視遙控器對(duì)準(zhǔn)單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上的紅外接收頭按下某個(gè)按鍵，當(dāng)綠燈熄滅時(shí)，此時(shí)代表學(xué)習(xí)完成了

12、，然后關(guān)閉pi口電源切換開(kāi)關(guān)按下單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上的發(fā)射鍵對(duì)電視機(jī)進(jìn)行遙控操作。測(cè)試可知，本次設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)型遙控器完全符合要求，達(dá)到了預(yù)期目的。4、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 本次課程設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)學(xué)習(xí)型紅外遙控器，在keil軟件上進(jìn)行了進(jìn)行c程序的設(shè)計(jì)、編譯，并將輸出的的hex文件通過(guò)stc_isp_v479下載到單片機(jī)中，最后在單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行調(diào)試，測(cè)試硬件電路功能。經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，本設(shè)計(jì)是正確的。測(cè)試中，我們選取了電視機(jī)的遙控器作為學(xué)習(xí)對(duì)象，通過(guò)學(xué)習(xí)遙控器上某個(gè)鍵的功能，能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)電視機(jī)的控制。達(dá)到預(yù)期目的， 設(shè)計(jì)完全成功。本文給出的設(shè)計(jì)思想也適用于其他基于單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。我們這次課程設(shè)計(jì)是通過(guò)

13、小組的討論與實(shí)驗(yàn)所完成的，在進(jìn)行過(guò)程中碰到了一些困難。首先，本次設(shè)計(jì)是采用keil與stc_isp_v479軟件來(lái)完成的。因此對(duì)于這兩種軟件的使用也提出了一定的要求。其次，由于在設(shè)計(jì)遙控碼的碼寬時(shí)，參數(shù)設(shè)置不夠恰當(dāng)，導(dǎo)致單片機(jī)無(wú)法成功對(duì)遙控器的按鍵功能進(jìn)行學(xué)習(xí)。再次，在硬件電路功能測(cè)試過(guò)程中，由于實(shí)際的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板的電路連接與本課程設(shè)計(jì)的硬件電路不完全一致，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行調(diào)試。通過(guò)修改信號(hào)輸入輸出端口，并結(jié)合實(shí)際的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板硬件連接進(jìn)行外部控制，最終成功實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)型遙控器的學(xué)習(xí)功能。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)我們感覺(jué)到動(dòng)手能力及思維方式得到很大的加強(qiáng)。在這次課程設(shè)計(jì)中，我們學(xué)會(huì)了怎樣去根據(jù)課題的要求運(yùn)用學(xué)過(guò)

14、的知識(shí)去設(shè)計(jì)電路和調(diào)試電路。從中我們發(fā)現(xiàn)了實(shí)踐的重要性，在以后的學(xué)習(xí)中我們要加強(qiáng)理論與實(shí)際的結(jié)合。而且這次實(shí)驗(yàn)也體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)合作的重要性與探索精神的必要性。5、元器件及儀器設(shè)備明細(xì)表1 元器件及儀器設(shè)備明細(xì)表器件名稱(chēng)型號(hào)/版本數(shù)量備注微型計(jì)算機(jī)聯(lián)想一臺(tái)keil軟件一套stc_isp_v479軟件一套單片機(jī)開(kāi)發(fā)板stc89c52一套電視機(jī)tcl一臺(tái)電視機(jī)遙控器tcl一臺(tái)6、參考文獻(xiàn)1 舒經(jīng)文. 最新彩電機(jī)芯及其遙控系統(tǒng)的原理與維修. 北京: 電子工業(yè)出版社, 19932 李華. mcs-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù). 北京: 航天航空大學(xué)出版社,19993 麥山.基于單片機(jī)的協(xié)議紅外遙控系統(tǒng).電子技

15、術(shù): 19984 何立民.mcs-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng)配置與接口技術(shù).北京:航空航天大學(xué)出版社,19955 劉寧生周哨山.脈沖與數(shù)字電路.北京:中國(guó)廣播電視出版社,19956 康光華,陳大欽. 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.高等教育出版社.1999.6.第四版7李建華. 實(shí)用遙控器原理與制作.北京: 人民郵電出版社,19967、致謝本組成員,接到課題后，經(jīng)過(guò)認(rèn)真激烈的討論。開(kāi)始確定基本思路，然后查閱了大量資料，然后根據(jù)老師提供的單片機(jī)原理圖了解和熟悉了紅外線(xiàn)遙控模塊的基本電路，利用keil軟件編寫(xiě)c語(yǔ)言程序，調(diào)試程序無(wú)誤后，打開(kāi)stc-isp下載軟件將已編寫(xiě)好的程序下載到單片機(jī)中完成紅

16、外線(xiàn)遙控器的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)本學(xué)期對(duì)單片機(jī)的初步了解和學(xué)習(xí)，讓我們對(duì)硬件和軟件之間的聯(lián)系有了更加深入的了解。為期兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)不僅鞏固了我們的理論知識(shí)而且也培養(yǎng)了學(xué)生們的動(dòng)手實(shí)踐能力。此次課程設(shè)計(jì)是一次把理論應(yīng)用于實(shí)際的實(shí)踐，本次實(shí)踐受益匪淺。第一：鞏固和加深了單片機(jī)基本知識(shí)和理解，提高了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。第二，提高了查閱手冊(cè)，圖表，文獻(xiàn)資料以及相關(guān)軟件的自學(xué)能力。第三，通過(guò)第四，意識(shí)到，光有理論知識(shí)是不夠的，還必須懂一些實(shí)踐中的知識(shí)。所以在課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，本組成員將理論知識(shí)與實(shí)際想結(jié)合，鍛煉自己理論聯(lián)系實(shí)際的能力和實(shí)際動(dòng)手能力。第五、充分意識(shí)到團(tuán)結(jié)的需要性，明白了團(tuán)結(jié)的力量是無(wú)窮大

17、的。為以后的工作打下基礎(chǔ)。第六、培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度。第九、熟悉了論文的正確規(guī)范的寫(xiě)作格式以及論文的基本框架的寫(xiě)作思路。這些收獲不管是對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)還是工作，生活都有著非常重要的作用，為我們更好的學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此次的課程設(shè)計(jì)能過(guò)順利完成，得力于老師們的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助。在這，借此機(jī)會(huì)，本組成員要特別感謝各位老師和同學(xué)，謝謝你們。特別要感謝的是譚周文老師，謝謝你們的悉心指導(dǎo)，耐心講解以及寶貴意見(jiàn)。祝你們身體健康，萬(wàn)事如意。8、附錄/*/ remote.c/ 學(xué)習(xí)型遙控器/ 使用keil c51 2004.10.12 /*/使用at89c52單片機(jī)，12mhz晶

18、振，#include #include /_nop_();延時(shí)函數(shù)用#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define pa xbyte0xd0ff#define pb xbyte0xd2ff#define pc xbyte0xd4ff#define con xbyte0xd6ffvoid fenmiao(uint,uint);void miao(uint,uint);void fen(uint,uint); /數(shù)碼管用于顯示紅外線(xiàn)引導(dǎo)碼和起始碼的個(gè)數(shù)void delay(uint);uchar code a

19、=0xa0,0xbb,0x62,0x2a,0x39,0x2c,0x24,0xba,0x20,0x28;sbit studylamp=p16; /學(xué)習(xí)狀態(tài)指示燈sbit lamp=p17; /發(fā)射指示燈sbit studykey=p32; /學(xué)習(xí)鍵(中斷口）sbit remotein=p11; /遙控信號(hào)輸入口 sbit remoteout=p10; / 遙控輸出口sbit txkey=p33 ; /發(fā)射鍵uint i,j,m=255,n,k,s,t,y=0;uchar idata remotedata206;/存緩沖寬度數(shù)據(jù)用uint head,tou; /存起始位用uint remdata;

20、uint ge,shi,bai,qian,wan,shiwan,z;/*1毫秒延時(shí)程序*/delay1ms(uint t)for(i=0;it;i+) for(j=0;j120;j+);/*初始化函數(shù)*/clearmen()studylamp=1; /關(guān)學(xué)習(xí)燈lamp=1; /關(guān)發(fā)射指示remoteout=1; /關(guān)遙控輸出remotein=1; /關(guān)遙控輸入for(i=0;i0;i-);/使輸入與輸出引導(dǎo)碼個(gè)數(shù)一致et1=0;tr1=0;remoteout=0; /發(fā)起始碼 低電平 for(i=tou;i0;i-)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_()

21、;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(1) remoteout=1;et1=1;tr1=1;/發(fā)高電平 for(i=remotedatan-5;i0;i-);/使輸入與輸出遙控碼個(gè)數(shù)一致 et1=0;tr1=0; n+; remoteout=0; if(remotedatan=0x00)delay1ms(10);break; for(i=remotedatan;i0;i-)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); n+; /低電平不發(fā)脈沖 /*主函數(shù)*/main()con=0x80;n=0;head=0;tou=0;remdata=0;clearmen(); /初始化 while(1) keywork(); /按鍵掃描 fenmiao(shi,ge);miao(qian,bai);fen(shiwan,wan); qian=tou/1000;bai=tou%1000/100;shi=tou%1000%100/10;ge=tou%10;/*40khz發(fā)生器*/定時(shí)中斷t1void time_int