基于单片机的红外遥控设计.doc

基于单片机的红外线遥控电机设计 ――― 信息与控制工程系 摘要： 本文是经过实际制作和调试而来介绍基于单片机的红外线遥控电机的设计。在设计和制作过程中，采样的芯片有AT89C51、74LS00、红外线接受头等。同时还介绍设计、制作和调试过程中遇到的问题是如何解决的。 该系统可以实现的功能：检测功能，自动判别功能，无线控制功能。 工作原理 在实际的工程操作过程中，有一些地方是我们不希望其他的非工作人员到达的地方时，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。 图2-1 遥控器发射端电路图 具体的动作过程：当操作者要实现一个工业动作的时候，只需要按下手中的遥控器按键，就可以实现。例如：按键1的作用是加紧一个重物，只要操作者 按下遥控器上按键1，一个低电平就传送到单片机的输入/输出口，单片机接收 到这个信号的时候，将程序转移到对应的程序入口，发射相应的一个脉冲序列，这个脉冲序列，是唯一的，不会和其他脉冲数相同。在37KHZ脉冲载波下，将这 个唯一的脉冲序列传送出来，发射个遥控器接收端。 (2)遥控器接收端 方案一：采样专用的红外线接收器，可以输出很精确的，很规范的理想脉冲 序列，但同样的也存在的问题，系统的升级和换代的不到很好的解决。只有改变硬件的电路，或者是增加硬件电路来实现特定的功能。使得问题复杂化，提高了系统的开销费用。 方案二：采样单片机电路来实现红外线遥控器的接收，也可以得到精确的脉 冲序列，不会因为不是专用的芯片而使得脉冲序列有所丢失。同时也可以在单片机的P1口增加手动操作按键，这些按键的作用和遥控器上按键的作用上一样的，就是为了在遥控系统出问题的时候，我们操作者可以通过手动的按键来实现特定的功能，提高系统连续工作的可靠性。 鉴于实际的工业应用，我们采样方案二来实现对红外线的接收。详细 的电路图见图2-2： 图2-2 遥控器接收端电路图 具体的动作过程：当红外线接收端接收到一个发射端发射的脉冲信号时，通过中断和计数器来对脉冲序列信号进行处理，中断响应立即执行相应的操作功能，计算器对传来的脉冲个数进行计数，识别功能键号。而当遥控器系统出现问题的时候，只需要通过操作手动按键就可以来实现和遥控器一样的功能。 控制与驱动电路 方案一：采样直接控制的方法。由于单片机输出的信号，从电压来看，的确是＋5V。但是，从电流来看，小的很。也就是说单片机直接来对H桥式电路实施控制，是行不通的，在实际的调试中，我们已经得到了验证了。 方案二：采样一个74LS00来实现信号的放大，具体的就是的通过单片机的端口电压信号来控制74LS00的输出信号，这个信号电压仍然是＋5V，但是它的输出电流大大的增加，在对H桥式电路实施控制的时候，明显的可以看出。 鉴于单片机输出的电流信号太弱，所以采样了一个74LS00来对电流信号进行放大。详细的电路见图2-3、图2-4： 具体的工作过程：例如两台电动机同时动作的时候，可以假设单片机端口的控制信号，分别为P0.0=0、P0.1＝1、P0.3＝1、P0.4＝1，规定P0.0=0、P0.1＝1、 P0.3＝1、P0.4＝1的时候，电动机1为反转;当P2.0=1、P2.1＝1、P2.3＝0、P2.5＝1时,电动机2为正转。此时，P0.0、P0.1、P0.3、 P0.4、 P2.0、P2.1、P2.3、 P2.5口通过74LS00芯片对电流信号进行放大，通过74LS00的输出口给H桥实施控制。使得相应的三极管基极得电，此时三极管相当于开关，形成一条电流得通路，电动机得电，按照特定得规律旋转。 此时，如果被控制的对象受到一定外界因素的影响或是不满足功能要求的时候，这个时候就会从检测装置传来一个中断信号，对系统实施强制性的动作；如果单片机的旋转满足了一定的功能要求，脉冲编码器也会传来一个信号的，此时我们利用计数器对这一路实施强制性的中断。 图2-3 控制电路 执行器 方案一：采样普通的直流电动机。普通电动机容易在市场上买到，可以很方便的进行使用和编程。但是对控制的精度不够。 方案二：采样步进电机。步进电机用电脉冲信号进行控制，以实现对生产过程或设备的数字控制。它可以把脉冲数转化为角位移，其编程不是很困难。 在设计的设计的过程中，我们采样的都是步进电机和脉冲编码器结合起来进行设计的。将步进电动机所转的