毕 业 设 计
题 目： 红外多路遥控发射及接收系统设计与制作
院： 应用技术学院
专业： 电子信息工程 班级： 0881 学号： 33
学生姓名：
导师姓名： 刘正青
完成日期： 2012年5月31日
诚信声明
本人声明：
1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；
2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；
3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：红外多路遥控发射及接收系统设计与制作
姓名罗伟系别电气与信息工程系专业电子信息工程号12
指导老师刘正青职称高级实验师教研室主任刘望军
一、基本任务及要求：
本设计要求完成通过空间的传播实现对受控设备的控制，发射部分完成遥控指令的发射，接受部分完成遥控指令的接受实施，课题要求完成实物制作。
功能要求：发射端用数字显示所控的路数和状态级别，接受端用数码管作为被控对象并显示受控对象及工作状态。
1、遥控对象为8个
2、状态控制数：8种，即可对每个设备进行8种工作状态的控制
3、工作频率：40KHZ
4、遥控距离大于5米
5、发射功率大于100mW
二、进度安排及完成时间：
（1）第一周至第四周：毕业实习；
（2）第五周至第六周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告；
（3）第七周至第九周：查阅资料进行整体电路及单元电路设计；
（4）第十至十二周：修改并完善电路，并进行实物制作；
（5）第十三周至第十五周：撰写设计说明书；
（6）第十六：毕业设计答辩；
目录
一、绪论 (1)
1.1 引言 (1)
1.2本课题的主要任务 (1)
二、红外遥控系统简介 (2)
2.1 系统组成框图 (2)
2.2 多路控制的红外遥控系统 (4)
三、红外遥控系统的总体设计 (5)
3.1 发控制系统设计 (5)
3.1.1电路设计 (5)
3.1.2软件设计 (9)
3.2 接收控制设计 (14)
3.2.1电路设计 (14)
3.2.2软件设计 (15)
四、器件介绍 (19)
4.1 AT89C51单片机简介 (19)
4.1.1主要特性 (19)
4.1.2管脚说明 (20)
4.1.3振荡器特性 (21)
4.1.4 芯片擦除 (21)
4.2编译码集成电路VD5026/5027简介 (22)
六、系统的调试与分析 (28)
6.1 发射系统的调试 (28)
6.2 接收系统的调试 (29)
6.3 整机联调及数据分析 (30)
七、结束语 (31)
附录A：参考文献 (33)
附录B：程序清单 (34)
附录C：整体电路原理图 (38)
摘要
随着科学技术的飞速发展，信息的飞快传播，红外遥控在人们的生活中已经成为不可或缺的部分。本文重点介绍了利用单片机AT89C51实现红外发射和接收电路的设计方法。发射电路采用单片机89C51将待发送的二进制信号编码调制为40KHz的脉冲信号通过红外发射管发射红外信号。红外接收端采用一体化红外接收头HS0038接收红外接收信号。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。经单片机解码实现对不同设备的控制。整个电路耗电省、简单可靠、操作灵活、性能价格比高，较好地满足了现代生活，生产和科研的需要。广泛应用在家用电器,安全保卫,及人们的日常生活中。例如电视机的遥控，音响设备的遥控，电风扇的遥控，安全保卫报警器，遥控空调器，自动门等均可采用红外遥控技术来实现。
关键词：遥控电路；红外发射；红外接收；单片机
ABSTRACT
With the rapid development of technology, the rapid dissemination of information means that infrared control has become an indispensable component in people’s life. The article highlighted the design method of transmitting and receiving circuit by infrared control which use single-chip microcomputer AT89C51 . The emission circuit concocts the binary system signal coding which is prepared to send with the signle-chip microcomputer 89C51.Then the pulse signal uses infrared emission diode to send the infrared signal. The infrared signal is received by the integrative infrared receiving CX20106. At the same time the signal is magnified and plasticed to get the TTL coding signal sending to the signle-chip microcomputer. After that the signle-chip microcomputer decodes the signal to control different equipments. The entire circuit is simple, reliable, flexible operation，high-performance, of high value and low cost, and it can meet the modern life, production and research need. The infrared remote system is abroad used in the wirings, security ward and people daily life. For emample, it can be used to remote control TV, raido and air-condition. Also used in security alarm, auto door and so on.
Key Words：Remote controlling circuit；Infrared emission；Infrared receiving；Single-chip microcomputer
一、绪论
1.1 引言
随着电子技术的突飞猛进，尤其是跨入2000年后，红外技术得到了极速发展。红外遥控已渗透到国民经济的各行各业和人们日常生活的方方面面，伴随着科学技术的不断进步和地球空间技术的发展，使人们对红外线技术的研究越来越深入，应用范围更广泛，尤其是在红外遥感技术和红外通信技术领域里，数字锁相技术和传感器技术的巨大进步，大大加速了这个进程，目前无线产品在商业销售中的使用已相当普遍，但大多存在着很大的局限性，电路繁杂，计算难度大且多为模拟电路，抗干扰能力差,准确度底,电路的维护调试很不方便。越来越多的远距离控制和数据通信系统引入了不可见的红外线作为传输媒介进行通信，组成了无线红外遥控通信系统,此方法以其成本底、精度高、保密性强、技术性能稳定的特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
目前市场上流行的各类红外线通信系统都是以调制解调的方式，在数字锁相环技术的基础上加以应用，这种方法对发送信号进行编码、调制，其可靠性、误差小、成本低、传输距离远、功耗低。在工业自动化、生产控制过程、信息采集和处理、通信、红外制导、激光武器、电子对抗、环境监测、红外育种安全防范、家用电器控制及日常生活各个方面都得到了广泛的应用。红外线遥控作为目前应用最广泛的一种通信和遥控手段，因而有广泛的实用价值,值得借鉴和推广。
1.2本课题的主要任务
本课题的核心是设计出一个无线红外多路遥控发射/接收系统的软件。本设计要求掌握无线红外多路遥控发射/接收系统的工作原理，本红外多路遥控发射接收是以红外线为传递信息媒体的短距离无线控制系统，可对8个受控对象的工作状态进行遥控,适用于工业,医疗,家用电器等设备的开启或关闭控制,也可以对一种设备八种工作状态进行控制。具体要求如下：
(1) 遥控距离不小于5m,即红外遥控发射机与红外接收机之间的距离不小于5m;
(2) 遥控路数8路,即可对8个受控设备进行8种控制;
(3) 工作频率40kHz,即红外发射和接收的载频为40kHz;
(4) 发射端可显示控制路数,接收端可显示受控状态。
二、红外遥控系统简介
红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控方式，在讲红外线遥控之前，首先讲一讲
什么是红外线。我们知道，人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm ；紫光的波长范围为0.38～0.46μm 。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm 之间的近红外线来传送控制信号的。
2.1 系统组成框图
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行
控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
图2-1红外发射、接收系统组成方框图
发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其
内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便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（见图2-2），只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才 能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。
图2-2
接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。
由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用μPC1373H、CX20106A 等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。图2-3给出一些成品红外接收头的外形。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。此次遥控系统的设计要求载波频率为40KHz。
图2-3
2.2 多路控制的红外遥控系统
多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时，相应地在接收端有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”，发射端松开键时，接收端“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其它如调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便后级适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。
除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。
三、红外遥控系统的总体设计
3.1 发控制系统设计
此部分设计要求：用数码管显示所控制路数以及控制状态，即
第一次按下“1”键——显示数字“1”，表示对设备“1”进行选择，再按下键则表示对设备“1”进行的控制状态。按下“0”表示复位。再按下“2”表示对设备“2”进行选择，在按下键及对设备“2”进行控制
……
3.1.1电路设计
发射控制部分电路主要分为：按键及控制电路，显示电路，编码电路，脉码调制振荡电路，红外发射电路这5部分。
（1）按键及控制电路
按键及控制电路由AT89C51与键盘组成，根据设计要求，此系统要求对八路信号进行遥控，因此电路采用4*4矩阵键盘按键输入方式。按键的一端接89C51的P1（P1.0~P1.7）口，另一端接+5V电源。这种方式的优点是编程简单，
4~16 按键的单片机键盘接口：当键盘数为4~16键时再用独立方法实现就得占用4~16的I/O口，显然是一种浪费。这时我们就用行列扫描式方案，行数加上列数就等于我们的按键总数，这样我们要16个按键时只要8个I/O 口，也就是占用了一个字节I/O口，这种16 键行列扫描是最常用的一种了。下面就16个按键的键盘为例，说一下行列键盘的扫描方法。
逐点扫描法：设P1口的低 4 位置为0，高4位置为1，当无按键时P1口的数据始终保持F0H 不变。当有按键时，高位中的高电平会和低位中的低电平短路。此时高位中的高电平就会被拉低（任何高电平遇到低电平都为低），即高 4 位中有0出现。当单片机读P1 口的值不为F0H 时则表示有键按下，经过去抖处理后就开始扫描这一个键的位置了。先把P1 的高 4 位置0，低 4 位置1，下面置低第 1 列线并置高第 1 行，之后再读第1 行的电平，为高说明不是第 1 行第 1 列的键被按下，跳到下一个点的扫描（第1列第2 列）。当其为0时表示第 1 行第1列的键被按下，调用相应处理程序。
逐点扫描的优点是它的编程简单，易于理解，可以作同时按多个键的识别。缺点是它的速度慢，处理程序代码较长。
逐行扫描法：
和逐点扫描的方法相似，只是数据的处理是以一行的 4 位数据直接处理，也就是先
使能第1 行（置低电平），然后看哪一列的数据变成低电平了，如果高4 位数据没有变为低电平则使能下一行。找到了按键所在的行并测出列数据就可以调用相应处理程序。
逐行扫描的照逐点扫描要好的多，程序相对简单，速度快，也支持同时多按键处理。一般的扫描键盘多用此法。
全局扫描法：全局扫描是只先设P1的高4位为1，低4位为0，即F0H，然后读取P1 口的数据如果不为F0H 说明有键按下，经过延时去抖处理后读出P1 口的值，因为低 4 位是0 无论按键如果都不会影响它，只有高 4 位被改变。将数据寄存起来后再把P1 的状态反过来，将P1的高 4 位置0，低4位置1，即0FH，再读一次数据。这时高4 位的值是0 依然不变。这样两次读取我们就得到了 2 个字节的数据（XXXX0000和0000XXXX，X为读到的数据），最后我们将这两个数相或（将两个半字节数据溶合为一个字节），就得到了一个新的字节，用这个字节和我们的设定的数据比较来决定键值。
全局扫描只用两次扫描，速度快，易学易用，程序简单，可是它不支持同时多键处理，最佳适用4*4扫描键盘，可以用在一般的用途。按键接口电路如图：
图3-1
（2）显示电路
在显示电路部分用到八段LED显示器。八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个长形条的发光管排列成”日”字形，另一个贺点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部分英文字母。LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。如下图4所示。
共阳极7段数码管a b c d e f g h +5V GND
共阴极7段数码管
h
g f e d c b a
图3-2数码管电路图
共阴和共阳结构的LED 显示器各笔划段名和安排位置时相同的。当二极管导通时，相
应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。8个笔划段hgfedcba 对应于一个字节（8位）的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0，于是用8位二进制就可以表示欲显示字符的字形代码。例如，对于共阴LED 显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阴极hgfedcba 各段为01110011时，显示器显示“P ”字符，即对于共阴LED 显示器，“P ”字符的字形码是73H 。如果是共阳LED 显示器，公共阳极接高电平，显示“P ”字符的字形代码应为10001100（8CH ）。
设计要求用数字显示所控制的路数，即将发送的键值转换成与数码管显示相对应的字
符码。选89C51的P2口作为字符码输出端口。因为51单片机I/O 口输出低电平时输出的电流很小，数码管不会太亮，所以用锁存器74HC373来驱动数码管发光，显示接口电路见附图1。数码管显示1~8数字时，P2口应送出的字符值分别为：F9H 、A4H 、B0H 、99H 、92H 、83H 、F8H 、80H 。并用89C51的P3.4、P3.5口分别控制74HC373允许输入G 与输出控制/OE 。
（3）编码电路
编码电路有集成电路VD5026组成，它将进行的4位BCD 码变换成串行的编码信号。其功能是将并行的4位BCD 码转换成串行输出信号，经调制以后发射。将89C51单片机P3口的P3.3~P3.0直接接到VD5026的数据输入D3~D0端，另外用P3.5接发射指令，VD5026的工作原理与性能见器件介绍。具体电路见附图1。
（4）脉冲调制振荡电路
为了提高传输信号的抗干扰能力，还需要将编码信号调制在较高频率的载波上发射。
本课题要求载波频率为40KHz，故可采用CMOS门电路构成的脉冲调制电路。当编码信号A为高电平时，振荡器工作，输出为载频信号；当编码信号为低电平时，振荡器不工作，输出为低电平。输出的编码调制信号波形如下图5中的B所示。
A
B
图3-3 编码调制波形图
脉码调制振荡电路见下图6所示
图3-4 脉码调制振荡电路图
（5）红外发射电路
红外发射电路有放大电路和红外发射管组成。G3、G4为隔离级，其作用是减少发射时的大电流对振荡级的影响；三极管对发射信号进行电流放大。当G4输出为高电平是，三极管导通，红外管工作，当G4输出为低电平时，三极管截止，红外管不工作。
图3-5 红外发射电路图
3.1.2软件设计
软件设计有两种方法：一种是自上而下，逐步细化；一种是自下而上，先设计出每一个具体的模块（子程序），然后再慢慢扩大，最后组成一个系统。在本设计中我用自下而上的设计方法。首先设计出一个延时子程序，再设计显示子程序，最后组成一个按键查询程序。当然在编程之前要先画程序流程图。
画程序流程图是程序设计的一个重要组成部分，而且决定成败的关键部分。画程序流程图的过程就是进行程序的逻辑设计过程，这中间的任何错误或忽视均将导致程序出错或可靠性下降。因此，真正的程序设计过程是流程图设计，而上机编程是将设计好的程序流程图转换成程序设计语言而已。
正确的流程图画法是先粗后细、一步一个足印，只考虑逻辑结构和算法，不考虑或少考虑具体指令。这样画流程图就可以集中精力考虑程序的结构，从根本上保证程序的合理性和可靠性。接下来就是进行指令代换，这时只要消除语法错误，一般就能顺利编出源程序。
发射部分的软件设计有两种方案。
第一种方案是在发射部分从编码程序的设计着手，从而设计出整个发射部分。下面是两种方案的比较。
（1）方案一：编码程序的设计
课题要求用数字显示所遥控的路数，即将发送的键值与数码管显示相对应的字符码。键盘的每一键均表示一种控制，并赋予了键值，因此，编码程序的作用是控制单片机读键盘，然后生成与键值一致的编码，并用串行数据方式发送编码，编码程序流程图如图8所示。
图3-6编码流程图
其中，置波特率子程序用于设定数据传送速率。当选择串行发送方式1时，其波特率由定时器T1的溢出率和SMOD的位状态确定。
串行数据发送子程序用来设定数据发送程序。串行发送方式1是由10位异步通信方式，其中1个起始位，8个数据位和1个停止位。发送时，首先送出起始位，而后发送数据位D0~D7（由低位到高位），最后为停止位。当10位发送完毕后，89C51的T1自动跳变为1，产生中断，串行发送结束。
注意：在进行多次发送数据时，必须在程序中有清零命令。按键子程序用来判断有无按键按下。判断时可先将P1口中对应行的口全置“1”，即P1输出为0FH，然后用读引脚的办法将P1口值读入，读入值与0FH 一致，则无键按下，否则就有键按下。
10ms延时程序是为了消除按键瞬间按下的抖动。
（2）方案二的程序框图
下面是程序框图的一部分，是通用的4*4矩阵键盘按键查询程序框图。
图3-7 4*4矩阵键盘按键查询程序框图
图3-8 延时程序框图
（3）方案二的程序设计
主控程序的设计思想：发射控制程序主要用到了独立式按键查询程序、延时程序和查表显示程序。用89C51单片机的P1口作为按键的输入，P2口作为显示输出，P3口作为键值的BCD码输出和控制输出。用寄存器R0作为计数器，初值为零，在每次测试有无按键按下之前加1，直到加到7为止，然后又从零开始加，是为了显示查表子程序中查表的目的。
由于此系统要求是对8路信号的遥控，在编程时没有用到八位二进制数到四位BCD 码的转换。只判断输入健值，然后将其对应的四位BCD码送P3口的低四位输出。P5用做锁存器74HC373和编码器VD5026的输出控制，当有信号要发射时此端口为低电平。P3.4用做控制74HC373的允许输入端，高电平有效。
显示电路的程序设计思想：当测试到是哪一路信号输入时，将其对应值的是十六进制数送P2口输出。其对应情况为：
信号通道P2口输出（十六进制）P3口输出（十六进制）
按键“1”0F9H 0D1H
按键“2”0A4H 0D2H
按键“3”0B0H 0D3H
按键“4”99H 0D4H
按键“5”92H 0D5H
按键“6”83H 0D6H
按键“7”0F8H 0D7H
按键“8”80H 0D8H
查表显示电路的程序如下：
DISP: ；显示子程序
PUSH SP
PUSH PSW
MOV DPTR，#TAB
MOV A，R0
MOVC A，@A+DPTR ；查表
MOV P2，A ；将测试到的信号的十六进制送P2口，显示输出POP PSW
POP SP
RET ；返回
TAB:
DB 0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，83H，0F8H，80H
END
如下是延时子程序：
DELAY: ；延时子程序
MOV R7，#01H
D1:
MOV R6，#0FFH
D2:
DJNZ R6，$ ；R6减于1不等于零则转移
DJNZ R7，D1 ；R7减于1不等于零则转移
RET ；返回
方案一更适合工作状态数比较大的情况下，如对8路受控对象进行8种工作状态的控
制，即工作状态总数为8*8种。方案二则是只要求对八路受控对象进行开关控制。由于本课题是要求对8个受控设备进行八种控制的。显然我们选用方案一。
方案一的读入键值子程序是确定被按下的键。当确定有键被按下时，可先对4根列线轮流置“0”，4根行线全部置“1”，由此产生置位值。再读P1口，读入值与置位值一致，则无键按下，否则就有键按下，读入值即为键值。将键值作为发射码送串行发送口。方案一程序设计时，在汇编语言的环境下进行编程，在PROTEUS上运行和调试。
3.2 接收控制设计
接收控制部分的设计要求：用8个数码管的数字表示相应设备的状态第几个数码管亮则表示第几路进行控制，数码管数字显示几则表示控制状态。
3.2.1电路设计
接收控制部分主要有：红外接收、解调电路，解码电路，控制电路三部分。
（1）红外接收、解调电路
红外接收电路通常由一片专用集成电路和少量外围器件组成。我们采用了应用最为广泛的芯片CX20106，图11是由CX20106组成的红外接收、解调电路。
红外接收管将光信号转换为电信号，从CX20106的1脚输入，经前置放大器、限幅放大器放大后送至带通滤波器，带通滤波器的中心频率与红外发射载波频率相同。检波器、积分器组成解调电路，对接收信号进行解调。施密特触发器对解调输出信号进行整形，从7脚输出，该输出为集电极开路电路，因此要接上拉电阻。
所有红外遥控器的输出都是用编码后串行数据对38～40kHz的方波进行脉冲幅度调制而产生的。如果直接对已调波进行测量，由于单片机的指令周期是微秒（μs）级，而已调波的脉宽只有20多μs，会产生很大的误差。因此先要对已调波进行解调，对解调后的波形进行测量。
图3-9 红外接收解调电路
38kHz 红外发射与接收 红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用，了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。 1.红外线的特点 人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。 由图可见，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。 2.红外线发射和接收 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。 常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φ5 mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集红外接收、
放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。 图3是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VDD、电源负(GND)和数据输出(Out)。接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区别。 红外接收头的主要参数如下： 工作电压：4.8～5.3V 工作电流：1.7～2.7mA 接收频率：38kHz 峰值波长：980nm 静态输出：高电平 输出低电平：≤0.4V 输出高电平：接近工作电压 3．红外线遥控发射电路 红外线遥控发射电路框图如图4所示。 框图4是目前所有红外遥控器发射电路的功能组成，其中的编码器即调制信号，按遥控器用途的编码方式可以很简单、也可以很复杂。例如用于电视机、VCD、DVD和组合音响的遥控发射的编码器，因其控制功能多达50种以上，此时的编码器均采用专用的红外线编码协议进行严格的编程，然而对控制功能少的红外遥控器，其编码器是简单而灵活。前者编码器是由生产厂家的专业人员按红外遥控协议进行编码，而后者适用于一般电子技术人员和电子爱好者的编码。图4中的38kHz振荡器即载波信号比较简单，但专业用的和业余用的也有区别，专业用的振荡器采用了晶振，而后者一般是RC振荡器。例如彩电红外遥控器上的发射端用了455kHz的晶振，是经过整数分频的，分频系数为12，即455kHz÷12= 37.9kHz。当然也有一些工业用的遥控系统，采用36kHz、40kHz或56kHz等的载波信号。 因红外遥控器的控制距离约10米远，要达到这个指标，其发射的载波频率(38kHz)要求十分稳定，而非专业用的RC(38kHz)载波频率稳定性差，往往偏离38kHz甚至很远，这就大大缩短了遥控器的控制距离。因晶振频率十分稳定，所以专业厂家的遥控器全部采用晶振的38kHz作遥控器的载波发送信号。 图4中编码器的编码信号对38kHz的载波信号进行调制，再经红外发射管D向空间发送信号供遥控接收端一体化接收头接收、解调输出、再作处理。
单片机系统设计实例 红外遥控小车 专业：信息对抗技术 姓名：吴志飞 学号：1411050121 指导教师：张东阳
目录 1 绪论 (1) 2 系统分析 (2) 2.1系统框架 (2) 2.2电机驱动模块 (3) 2.3 LCD显示模块 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1主控模块的电路设计 (6) 3.1.1AT89C51单片机的简介 (8) 3.1.2AT89C51管脚功能 (8) 3.2红外遥控模块的电路设计 (9) 3.2.1红外遥控的实现原理 (10) 3.2.2红外发射器 (11) 3.2.3红外接收器 (12) 3.3电机驱动模块的电路设计 (12) 3.4显示模块的电路设计 (13) 4 系统软件设计 (14) 4.1程序代码 (14) 4.2软件流程图 (17) 5 调试与仿真 (18) 5.1在keil中进行调试 (18) 5.2在Proteus中进行仿真 (19) 6 总结 (21) 参考文献 (22) I
沈阳理工大学课程设计说明书 1 绪论 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快,，智能化程度越来越高，应用范围也越来越广，包括海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成。同时，当今机器人技术发展的如火如荼，其在国防等众多领域的应用广泛开展。神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段，参加者多数为学生，目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神，同时也普及智能机器人的知识。从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展，同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。 本次课设设计的红外遥控智能小车可以分为四大组成部分：红外遥控部分、显示部分、执行部分、控制部分。智能小车可以实现按遥控指示前行，后退，左转和右转。该设计主要通过对系统硬件电路的设计，软件设计和程序的编写，然后通过后期软硬件调试达到设计初衷。 1
电子技术基础课程设计任务书2014－2015学年第一学期第18周－19周
目录 1、总体方案的设计与选择........................... 错误!未定义书签。 1.1、选题及要求 (1) 1.2、原理与方案 (1) 1.2.1、红外线与红外接收二极管 (1) 1.2.2、红外接收电路 (1) 1.2.3、电源电路 (3) 1.2.4、红外接收总电路 (3) 1.2.5、元器件的选择 (4) 1.2.3方案确定 (4) 2、总电路图，印刷图及相关说明 (5) 2.1、原理图 (5) 2.2、清单图 (5) 2.3、PCB (6) 2.4、PCB三维图 (6) 2.5、PCB板3D显示图 (7) 3、计算机仿真及相关说明 (9) 3.1、仿真电路图 (9) 3.2、仿真过程 (9) 4、电路制作与调试 (11) 4.1、元件确定 (11) 4.2、元件检测 (11) 4.3、仪表仪器 (11) 4.4、电路板制作 (11) 4.5、电路板调试 (13) 4.6、调试常见故障与处理方法 (15) 5、心得体会 (16) 6、参考文献 (17)
引言 随着时代的发展，人民的生活水平不断提高，各种家用电器设备也随之进入千家万户，一些家用电器开关在使用的时候非常麻烦，为了方便大家使用，现在社会上也设计出了各种各样的控制开关，其中包括红外遥控开关，红外遥控是目前家用电器中用的较多的遥控方式。 红外遥控有以下特点： 1、抗干扰能力强。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可以使用通用的遥控器而不会产生相互的干扰； 2、电路调试简单，操作简单； 3、成本低，符合大众消费观念。 由于其抗干扰能力强，操作简单等诸多有点，红外遥控已经广泛应用于彩色电视机、DVD、空调、组合音响等各种家用电器上。 基于红外遥控发射与接收原理，我们小组设计了一款简易红外遥控电路，通过这个设计，不仅可以明白红外遥控的工作原理，还能在之后自己DIY红外遥控开关。相信通过这个设计也能让其他人对红外遥控开关的工作原理有进一步的了解。
基于单片机的红外遥控设计与制作 13工试2班舒佳章韬略 一、设计目的 对于本课题的研究，其理论中的价值是对红外线这种电磁波的特性进行更加深入的研究。同时在与单片机和电子电路的共同作用下，找到单片机及电子电路在实际运用中的更多功能，从而挖掘出红外线和硬件设备结合中的更多可能性。在现实意义中，对于红外线的使用，它不仅提高了单片机、硬件设备和硬件系统在智能遥控领域的广泛应用，而相对了在硬件设施上使用了红外线的遥控技术，也同时大大拓宽了硬件设施的应用围。在不久的将来，我相信，人们对于红外遥控控制的运用，会变得越来越广。 二、设计要求 基本功能要求： 1.以一个单片机作为控制遥控器，另一个单片机控制系统为被遥控对象； 2.用遥控器的10个遥控开关，控制遥控对象的10个电源开关通断； 3.能实现10个电源开关状态显示； 4.能实现定时开关某一个电源开关。 扩展功能： 1.能实现灯光亮度连续调节；
2.能根据不同电器实现不同时间通断控制； 3.其他扩展功能。 三、方案设计 3.1红外遥控发射电路的方案 采用指令键产生电路产生不同的控制指令，单片机进行状态的编码，直接由单片机的口输出方波信号控制红外发射管进行发射。红外发射管采用普通的红外发射二极管。 3.2红外遥控接收电路的方案 遥控系统采用红外线脉冲个数编码，直接利用单片机软件解码，实现功能的遥控。 3.3单片机的选择 本设计所编写的程序比较简单，功能也比较少，所用到的输入输出端口也不是很多，所以我们决定用STC89C52单片机来完成本设计，既方便也很实用。 3.4红外遥控系统电路的原理框图以及各部分作用
各部分作用： （1）行列式键盘 行列式键盘又称为矩阵式键盘，用I/O线组成行列结构，按键设置在行列的交点上，行列式分别连接到按键开关的两端。键盘中有无按键按下是由行线送入扫描字及列线读入列线状态字来判断的，有键按下时通过查键并执行键功能程序。 （2）红外线发射电路 遥控器信息码由单片机的定时器1中断产生40KHZ红外线方波信号。由P3.5口输出，经过三极管放大，由红外线发射管发送。 （3）单片机 单片机用于输出方波信号控制红外发射电路的工作。 3.5红外接收部分原理框图以及各部分作用 各部分作用： (1)+5V电源电路 给单片机最小系统、控制电路提供以及红外接收电路提供电压。
课程设计 基于单片机的红外遥控系统设计 学院：计算机与通信工程学院 专业：通信工程 班级：通信11-3班 姓名： 学号：
天津理工大学 摘要 本设计采用51单片机作为遥控发射接收芯片，HS003B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系统。系统包括接收和发射两大部分，发射部分有16个按键，接收部分含有8盏彩色LED灯、一片二位数码管和蜂鸣器系统。发射部分通过键盘扫描判断哪个键被按下，经过单片机编码程序进行编码，控制红外发射电路发送信号。接收部分解码信号，实现相应的输出。本设计方案结合红外遥控设计简单、作方便、成本低廉等特点。 关键字：红外遥控信号调制编码解码
天津理工大学 目录 摘要................................................................................................................................................... I I 1.绪论 (1) 1.1课题目的和意义 (1) 1.2红外线简介 (1) 1.3红外遥控系统简介 (1) 2 课题方案和设计思路 (2) 2.1总体方案 (2) 2.2红外发射器设计 (3) 2.2.1红外发射器原理 (3) 2.2.2红外编码 (3) 2.3红外接收端设计 (4) 3硬件结构设计与介绍 (5) 3.1AT89C51系列单片机功能特点 (5) 3.1.1主要特性 (5) 3.1.2管脚说明 (5) 3.1.3基本电路 (7) 3.2红外发射电路 (8) 3.3红外接收电路设计 (9) 3.3.1红外接收模块 (9) 3.3.2数码管 (9) 3.3.3彩灯系统 (10) 3.3.4蜂鸣器系统 (11) 3.3.5红外接收端电路图 (12) 4 软件设计 (12) 4.1定时/计数器功能简介 (12) 4.2遥控码的发射 (13) 4.3红外接收 (14) 5.课程设计总结和心得 (15) 参考文献 (16) 附录 (17) 附录1P ROTEUS仿真图 (17) 附录2发射程序 (17) 附录3接收程序 (20)
红外遥控器的基本原理 红外线的特点人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次(从长到短)为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，红光的波长范围为0.62μm～0.7μm，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。 红外线发射和接收 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光。 常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φ5mm 发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。红外遥控器的协议 鉴于家用电器的品种多样化和用户的使用特点，生产厂家对红外遥控器进行了严格的规范编码，这些编码各不相同，从而形成不同的编码方式，统一称为红外遥控器编码传输协议。了解这些编码协议的原理，不仅对学习和应用红外遥控器是必备的知识，同时也对学习射频（一般大于300MHz）无线遥控器的工作原理有很大的帮助。 到目前为止，笔者从外刊收集到的红外遥控协议已多达十种，如：RC5、SIRCS、Sony、RECS80、Denon、NEC、Motorola、Japanese、SAMSWNG 和Daewoo 等。我国家用电器的红外遥控器的生产厂家，其编码方式多数是按上述的各种协议进行编码的，而用得较多的有NEC协议。 红外遥控器的结构特征 红外遥控发射器由键盘矩阵、遥控专用集成电路、激励器和红外发光二极管组成。遥控专用集成电路(采用AT89S52 单片机)是发射系统的核心部分，其内部由振荡电路、定时电路、扫描信号发生器、键输入编码器、指令译码器、用户码转换器、数码调制电路及缓冲放大器等组成。它能产生键位扫描脉冲信号，并能译出按键的键码，再经遥控指令编码器得到某键位的遥控指令(遥控编码脉冲)，由38KHZ 的载波进行脉冲幅度调制，载有遥控指令的调制信号激励红外二极管发出红外遥控信号。 在红外接收器中，光电转换器件（一般是光电二极管或光电三极管，我们这里用的是PIN 光电二极管）将接收到的红外光指令信号转换成相应的电信号。此时的信号非常微弱而且干扰特别大，为了实现对信号准确的检测和转换，除了高性能的红外光电转换器件，还应合理地选择并设计性能良好的电路形式。最常用的光电转换器件是光电二极管，当光电二极管PN 结的光敏面受到光照射后，PN 结的半导体材料吸收光能，并将光能转换为电能。当光电二极管上加有反向电压时，二极管中的反向电流将随入射光照强度的变化而变化，光的辐照强度越大，其反向电流越大。也就是说，光电二级管的反向电流随入射的光脉冲作同频率
第1章红外解码系统分析 第1节设计要求 整个控制系统的设计要求：被控设备的控制实时反应，从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s；整个系统的抗干扰能力强，防止误动作；整个系统的安装、操作简单，维护方便；成本低。 红外载波、编码电路设计要求：单片机定时器精确产生38KHz红外载波；根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。 红外解码电路设计要求：精确接收红外信号，并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理，最后输出TTL电平信号；对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。 设备扩展模块设计要求：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。 第2节总体设计方案 2.1方案论证 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。 2.2总体设计框图 经过上述方案的分析选择，得出系统硬件由以下几部分组成：电视红外遥控器，51单片机最小系统，接收放大于一体集成红外接收头，1602液晶显示驱动电路。 整体设计思路为：根据扫描到不同的按键值转至相对应的ROM表读取数据。确认设备及菜单选择键后AT89S2将从ROM读取出来的值，按照数据处理要求从P2.5输出控制脉冲与T0产生的38KHz的载波（周期是26.3μs）进行调制，经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS0038一体化红外接收头，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1-1所示。
天津职业大学 二○一五～二○一六学年第1学期 电子信息工程学院 通信系统综合实训报告书 课程名称：通信系统综合实训 班级：通信技术（5）班 学号：1304045640 1304045641 1304045646姓名：韩美红季圆圆陈真真指导教师：崔雁松 2015年11月17日
一、任务要求 利用C51单片机设计开发一套红外线收发、显示系统。 具体要求： ●编写相关程序（汇编、C语言均可）； ●用Proteus绘制电路图并仿真实现基本功能； ●制作出实物 二、需求分析（系统的应用场景、环境条件、参数等） 现在各种红外线技术已经源源不断进入我们的生活中，在很多场合发挥着作用。 机场、宾馆、商场等的自动门，会在人进出时自动地开启和关闭。原来，在自动门的一侧有一个红外线光源，发射的红外线照射到另一侧的光电管上，红外线是人体察觉不到的。当人走到大门口，身体挡住红外线，电管接收不到红外线了。根据设计好的指令，触发相应开关，就把门打开了。等人进去后，光电管又可以接到红外线，恢复原来的线路，门又会自动关闭。因此这种光电管被称为“电眼”，在许多自动控制设备中大显身手。 在家庭中，许多电子设备如彩色电视、空调、冰箱和音响等，都使用了各种“红外线遥控器”。利用它我们可以非常方便的转换电视频道或设定空调的温度档次。 三、概要设计（系统结构框图/系统工作说明流程图） 红外线收发、显示系统硬件由以下几部分组成：红外遥控器，51单片机最小系统，接收放大器一体集成红外接收头，LED灯显示电路。 红外线接收是把遥控器发送的数据(已调信号)转换成一定格式的控制指令脉冲(调制信号、基带信号)，是完成红外线的接收、放大、解调，还原成发射格式（高、低电位刚好相反）的脉冲信号。这些工作通常由一体化的接收头来完成，输出TTL兼容电平。最后通过解码把脉冲信号转换成数据，从而实现数据的传输。 红外遥控系统电路框图
引言 随着远程教育系统的不断发展和日趋完善，利用多媒体作为教学手段在各级各类学校都得到了广泛应用。近年来，在多媒体教学系统的使用、开发和研制中，经常遇到同时使用多种设备，如：数字投影机、DVD、VCD、录像机、电视机等，由于各种设备都自带遥控器，而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同，操纵这些设备得使用多种遥控器，给使用者带来了诸多不便。本次毕业设计的主题就是红外遥控电路设计。红外遥控的特点是利用红外线进行点对点通信的技术，不影响周边环境，不干扰其他电器设备。室内近距离（小于10米），信号无干扰、传输准确度高、体积小、功率低的特点,遥控中得到了广泛的应用。通过基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制，可以选择不同的按键来控制不同的设备。从而方便快捷的实现远程控制。 常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管；由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样；用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉锯法来粗略判判定。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外发光二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小，所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。 红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。
38KHz红外发射和接收常识 红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用，了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。 1.红外线的特点 人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。 由图可见，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。 2.红外线发射和接收 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。 常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φ5 mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集红外接收、
放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。 图3是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VDD、电源负(GND)和数据输出(Out)。接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区别。 红外接收头的主要参数如下： 工作电压：4.8～5.3V 工作电流：1.7～2.7mA 接收频率：38kHz 峰值波长：980nm 静态输出：高电平 输出低电平：≤0.4V 输出高电平：接近工作电压 3．红外线遥控发射电路 红外线遥控发射电路框图如图4所示。 框图4是目前所有红外遥控器发射电路的功能组成，其中的编码器即调制信号，按遥控器用途的编码方式可以很简单、也可以很复杂。例如用于电视机、VCD、DVD和组合音响的遥控发射的编码器，因其控制功能多达50种以上，此时的编码器均采用专用的红外线编码协议进行严格的编程，然而对控制功能少的红外遥控器，其编码器是简单而灵活。前者编码器是由生产厂家的专业人员按红外遥控协议进行编码，而后者适用于一般电子技术人员和电子爱好者的编码。图4中的38kHz振荡器即载波信号比较简单，但专业用的和业余用的也有区别，专业用的振荡器采用了晶振，而后者一般是RC振荡器。例如彩电红外遥控器上的发射端用了455kHz的晶振，是经过整数分频的，分频系数为12，即455kHz÷12= 37.9kHz。当然也有一些工业用的遥控系统，采用36kHz、40kHz或56kHz等的载波信号。 因红外遥控器的控制距离约10米远，要达到这个指标，其发射的载波频率(38kHz)要求十分稳定，而非专业用的RC(38kHz)载波频率稳定性差，往往偏离38kHz甚至很远，这就大大缩短了遥控器的控制距离。因晶振频率十分稳定，所以专业厂家的遥控器全部采用晶振的38kHz作遥控器的载波发送信号。 图4中编码器的编码信号对38kHz的载波信号进行调制，再经红外发射管D向空间发送信号供遥控接收端一体化接收头接收、解调输出、再作处理。
红外遥控发射和接收系统设计 摘要 本设计是以红外技术为基础,可以实现无线遥控,摆脱了信息传递需要导线的限制,而且红外实现方式灵活,得到了广泛的应用。特别是随着芯片技术的发展,红外集成芯片价格的降低,更加扩展了红外的应用范围。现在在我们的日常生活中都能感受到红外的应用，以及它给我们带来的便利。本设计充分利用能够很容易买到的普通电视机遥控器，通过编码发射红外线，然后由通用红外接收芯片sw0038实现对红外的接收，但是因为考虑到题目的要求仅仅是实现对一个开关的简单开管控制，所以舍弃了依靠单片机来对遥控器发出的红外进行解码实现多种控制的方案。本方案简洁可行，充分利用现有的资源进行开发，取得比较好的效果，并且具有良好的移植性，可以通过简单的修改就应用到其他领域。 关键字：红外遥控红外解码双稳态 Abstract This design is take the infrared technology as a foundation, realizing the wireless remote control, getting rid of the the limit of wire information transmission. Beacause infrared technology is easy to be realized,it is widely used in many fields. Specially ,with the chip technology development, infrared integrated chip price reducing, even more expanded the infrared application scope . Now in our daily life ,we can feel the application of the infrared, and the convenience it has brought us.In this design,I take ordinary television remote control device to realize coding and Infrared Emission,then it is received by the general infrared receive chip sw0038 .what the topic requests is merely the realization of a simple switch control,so I give up the program on the MCU. The program is simple and feasible, making full use of the existing resources for development, and achieve fairly good results.It has a good portability,so only after a little change,it can be transplanted to other fields. Key word: infrared remote control infrared decode bistability
学号 密级 ××大学本科毕业论文 万能学习型红外遥控器设计 院（系）名称：×××× 专业名称：×××× 学生姓名：×××× 指导教师：×××× 二○○九年五月
BACHELOR'S DEGREE THESIS OF ×××× UNIVERSITY Design of Universal IR Learning Remote Controller College ：×××× Subject ：×××× Name ：×××× Directed by ：×××× May 2009
摘 要 随着家用电器种类的增加和无线遥控产品的普及，红外遥控器的使用频率越来越高，针对国内红外遥控学习技术成熟，但产品化程度低的特点，本文自主设计一种具有红外学习和触屏显示功能的红外遥控器，借此促进红外遥控学习技术在国内市场的产品化推广。 在红外解码方面，传统方法采用单片机中断或者查询方式采集红外信号，环境不理想情况下可能需要多次解码，本文借助电脑辅助记录全波形，通过相关软件优化波形，解码一次即可成功；在红外发射方面，本文通过实验发现红外发射距离受载波占空比和红外二极管贯通电流影响，通过调试将38KHz载波红外信号发射距离提高到10米；在红外接收方面，进行了红外干扰测试；在触屏校验方面，通过实验获取触屏数据，利用matlab参数估计lsqcurvefit函数求得校正参数，解决了触屏漂移问题；在彩屏显示方面，将遥控器所有按键简化为方向键和确认键，虚拟数码管显示按键位置，避免了单片机片上资源紧张的问题，此外，彩屏仅支持16位R5G6B5格式数据，一张176*220图片占用72. 6KB空间，造成极大浪费，本文借此讨论了适合本系统的图片压缩技术，给出了一种具体的图片压缩格式。 按照由简单到复杂的顺序，本文先后制作了遥控接收解码装置、遥控编码发射装置、万能学习型红外遥控器，以SAA3010遥控器作为典型代表（遵循飞利浦RC-5编码协议），成功的实现了红外编解码、发射接收、按键触屏双输入、彩屏显示等基本功能，最终制作的万能学习型遥控器在功能上可以完全代替SAA3010遥控器。 关键词：红外学习；红外解码；单片机控制；声卡采样；触屏校验
单片机红外遥控系统设计 随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。 本设计主要应用了AT89C51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，应用红外光的优点，设计了一个红外线遥控系统。本系统包含发射和接收两大部分，利用编码/解码芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外线发射器；接收部分包括红外线接收芯片、光电转换器、调解电路。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。 关键词：单片机AT89C51；LED红外线发射器
目录 目录 (2) 1 绪论 (2) 1.1研究背景 (2) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究目的与意义 (3) 2系统方案设计论证 (5) 2.1单片机红外遥控发射器设计原理 (5) 2.2单片机红外遥控接收器设计原理 (5) 2.3方案选择和论证 (6) 3红外解码硬件电路设计 (8) 3.1红外解码系统设计 (8) 3.2单片机及其硬件电路设计 (8) 3.3红外发射电路设计 (10) 3.4红外接收电路设计 (11) 3.5本章小结 (13) 4红外解码程序设计 (14) 4.1红外接收电路主程序流程图 (14) 4.2红外接收电路子程序流程图 (14) 4.3本章小结 (15) 5 联机与调试 (16) 结论和展望 (23) 附录A：系统原理图 (24) 附录B：系统PCB图 (25) 附录C：系统仿真图 (26) 附录D：系统源程序 (27) 1 绪论 1.1研究背景 目前市场上采用的一般是遥控编码及解码集成的电路。此方案的特点是制作简单、容
电子电路综合设计实验报告 设计实验选题七（接收部分） ---基于单片机的红外遥控收发系统的设计实现 姓名：周迪 学号：2010042105 2013年4月17日~~2013年4月24日
摘要 红外线是现代社会中已经极为常见，在遥测、遥控等领域中，往往使用微机与单片机组成多机通信系统来完成测控任务。其中，常用的方法是使用微机的RS-232C串行接口进行串行数据通信。由于受环境的影响以及RS-232C串行接口电气性能的限制，加上连接线长、接线麻烦等缺点，其通信的空间范围总是受到限制，并使人们感到不便。因此，人们想到了无线传输。常用的无线传输方式有无线短波传输和红外线传输，但这两种方式都有一定的局限性，如短波方式易受外界电磁场的干扰，线外线传输方式不能隔墙传输等等，本文将介绍采用最新的无线长波收发模块638以及三态编解码芯片MC145026/ MC145027来设计无线数据通信装置的方法。该装置具有抗干扰性能好、穿透性强、传输距离远等特点。由于串行接口传输速度慢，信号处理电路复杂，外接模块困难。因此，本装置选用并行接口通信，从而使得电路简单易做、可靠性高。 本设计是以STC89C51单片机为控制核心，本装置主要由数据编解码和发射接收两大模块组成，设计系统组成图如下： 发射部分电路模块：STC889C51单片机作为主控核心，采用三态编解码芯片MC145026作为编码芯片，CD4011逻辑器件作为反相用途，采用单段的数码管显示发射的数字，采用八位按键输入，采用MAX232作为电平转换电路作为单片机与PC机之间的程序下载用途。 接收部分电路模块：STC889C51单片机作为主控核心，与MC145026配对使用的三态编解码芯片MC145027作为解码芯片。74LS02逻辑器件作为反相用途，采用单段的数码管显示发射的数字，八位的发光二极管显示顺序，638作为红外的接收头，采用MAX232作为电平转换电路作为单片机与PC机之间的程序下载用途。 实现方法：本实验采用单片机控制，发射部分的数据经过调制编码后送入电光变换电路经过红外发射管转换为红外光脉冲发射出去，为了增加抗干扰能力将编码的信号调制在较高的频率载波上发射。在接受部分接收头将接收到的光信号装换为电信号，经过解调将发射数据解调出来，输入单片机进行控制。 实现功能:无线数据的发射与接收 特点及水平:实现无线数据传输，在三米近距离的范围内可以收到发射数据 关键词：单片机;可靠性;MC145026;MC145027；无线数据传输。
红外遥控的发射和接收Donna 发表于2006-5-12 10:08:00 光谱位于红色光之外，波长为0.76～1.5μm，比红色光的波长还长，这样的光被称为红外线。 红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制系统，红外遥控具有抗干扰，电路简单，编码 及解码容易，功耗小，成本低的优点，目前几乎所有的视频和音频设备都支持这种控制方式。 一、红外遥控系统结构 红外遥控系统主要分为调制、发射和接收三部分，如图1 所示： 图1 红外遥控系统 1.调制 红外遥控发射数据时采用调制的方式，即把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样可以提高发射效率和降低电源 功耗。 调制载波频率一般在30khz到60khz之间，大多数使用的是38kHz，占空比1/3的方波，如图2所示，这是由发射端所使用的 455kHz晶振决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。 图2 载波波形 1.发射系统 目前有很多种芯片可以实现红外发射，可以根据选择发出不同种类的编码。由于发射系统一般用电池供电，这就要求芯片 的功耗要很低，芯片大多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗芯片所用的晶振应该有 足够的耐物理撞击能力，不能选用普通的石英晶体，一般是选用陶瓷共鸣器，陶瓷共鸣器准确性没有石英晶体高，但通常 一点误差可以忽略不计。
红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管内部材料和普通发光二极管不同，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。 图3a 简单驱动电路图3b 射击输出驱动电路 如图3a和图3b是LED的驱动电路，图3a是最简单电路，选用元件时要注意三极管的开关速度要快，还要考虑到LED的正向 电流和反向漏电流，一般流过LED的最大正向电流为100mA，电流越大，其发射的波形强度越大。 图3a电路有一点缺陷，当电池电压下降时，流过LED的电流会降低，发射波形强度降低，遥控距离就会变小。图3b所示的 射极输出电路可以解决这个问题，两个二极管把三级管基极电压钳位在1.2V左右，因此三级管发射极电压固定在0.6V左右， 发射极电流IE基本不变，根据IE≈IC,所以流过LED的电流也基本不变，这样保证了当电池电压降低时还可以保证一定的遥 控距离。 1．一体化红外接收头 红外信号收发系统的典型电路如图１所示，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。 内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号， 然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流 信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出 高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。 一体化红外接收头，如图5所示：
单片机与接口技术课程设计 题目: 基于单片机红外线遥控控制 LED灯显示系统设计与制作班级：电子科学与技术1101 姓名：李婷 学号：110803025 2013年12月11日
目录 第一章设计要求 (3) 第二章硬件系统设计 (3) 2.1基于单片机红外线遥控控制LED灯显示系统框架图 (3) 2.2单片机控制系统及其基本电路 (4) 2. 2.1 单片机最小系统 (4) 2.2.2时钟电路 (5) 2.2.3复位电路 (5) 2.3基于单片机红外遥控控制LED系统的设计原理 (6) 2.3.1单片机红外遥控控制LED显示系统原理 (6) 2.3.2单片机红外遥控控制LED系统码分制原理 (7) 2.4红外遥控发射系统电路设计 (8) 2.4.1指令按键电路 (8) 2.4.2 发射电路 (9) 2.4.3 显示模块 (9) 2.5红外遥控接收系统电路设计 (11) 2.5.1接收电路 (11) 2.5.2 LED灯显示电路 (11) 2.6硬件原理图 (12) 第三章软件系统设计 (12) 3.1 红外线发射电路程序流程图设计 (13) 3.2 红外线接收电路程序流程图设计 (13) 第四章系统测试与分析 (14) 4.1 利用Proteus和keil进行仿真调试 (14) 4.2 仿真图 (16) 第五章总结 (18) 附录1 (18) 附录2 (22) 参考文献 (25)
赣南师范学院 2013 — 2014 学年第_1_学期课程论文行政班级：电子科学与技术1101 学号：110803025 姓名：李婷
图2-1 系统的设计总框图 2.2单片机控制系统及其基本电路 2.2.1单片机最小系统 单片机晶振电路：对于MSC-51一般的晶振频率可以在1.2MHz—12MHz 之间选择，这是电容C可以对应的选择10pF—30pF。当使用89C55时晶振频率可以提高到24MHZ。对于本设计的电容C用30pF，晶振选用11.0592MHz。晶振电路如下图3-1所示，一条引脚接在XTAL1，另一条接在XTAL2。单片机的复位电路：为了防止程序执行过程中失步或运行紊乱，此处采用了上电复位及手动复位电路，电路图如下图2-1所示： 图2-2-1 单片机最小系统图
目录 摘要 (1) 引言 (3) 第一章设计方案 (4) 第二章电路设计 (5) §2.1 硬件设计 (5) §2.2 遥控发射部分 (5) §2.2.1 遥控器及遥控芯片概述 (5) §2.2.2 红外遥控发射按键矩阵简介 (9) §2.2.3 芯片控制简介 (11) §2.3 遥控接收解码部分 (12) §2.3.1 单片机最小系统 (12) §2.3.2 红外遥控接收 (13) §2.3.3 LED七段数码管的显示驱动 (14) §2.4 软件系统 (16) 第三章制作与调试 (19) 第四章测试 (20) 第五章展望 (21) 参考文献 (22) 附录 (23) 附录A 红外发射和接收原理图 (23) 附录B 实物图 (24) 附录C 部分源程序 (25)
红外遥控发射与接收系统 摘要：本文主要是围绕无线遥控发射、接收系统的相关理论和实践应用进行了研究。主要内容是根据项目要求，设计无线遥控发射、接收系统，设计出相应的硬件电路和编码、解码方式与元件结构等，详细叙述了系统硬件线路的设计要点和结构以及遥控电路的编码、解码技术。文中提出了一种通过按键实现多路遥控控制的设计方法，给出了该设计方法详细的原理说明和具体的设计电路。同时给出了一种独特、详细的系统抗干扰措施和节能措施。文中设计的电路和控制方法适用于一般的简单遥控系统设计，硬件设计也有一定的实用性和通用性。 关键词：无线遥控调制解调单片机解码
Infrared Remote Control Transmitter and Receiver System Abstract:This paper is mainly on the wireless remote control transmitting and receiving system related theory and practice application were studied. Main content is according to the requirements of the project, the design of wireless remote control transmitting and receiving system, and designed the corresponding hardware circuit and encoding, decoding way and element structure, etc, this paper describes the system hardware circuit design essentials and structure and remote circuit encoding, decoding technology. This paper brings forward a new key realization way by remote control design method is presented, the design method and principle of detailed design specific circuit. As a unique and detailed anti-interference measures of energy saving measures and systems. The design of the circuit and control method is applicable to the general simple control system design, hardware design also has certain practical and universal. Key words: Wireless Remote Control, Demodulation,SCM Decoding