基于单片机的红外发射控制灯的方案设计书.docVIP

基于单片机的红外发射控制灯的设计 摘要： 以HSOO38作为红外接收头，介绍了红外遥控信号的单片机软件编码解码方法，包括编码、调制和解码的原理，以及硬件电路和程序实现。经实验测试，该方法能使红外遥控信号可靠发送和接收，并执行相应的功能。 关键词：红外遥控;单片机;编码解码 1．绪论 1.1 引言 红外遥控是一种无线、非接触控制技术、具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易于实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。 1.2 本设计所要做的工作 该设计由硬件和软件共同组成。首先是硬件部分，该系统的最终实现选用的单片处理器（89S52）、键盘、LED显示、单片机的串行接口电路。因此应充分了解单片机，包括存储空间，并行口，串行口，串行通信，定时器等，掌握非编码键盘和LED的动态显示，并要在充分满足系统可实现的功能的基础上考虑到器件的价格，制版的复杂度和软件的实现难度。其次是软件部分，该系统的软件环境是S52，因此应了解S52的编程方法，常用的一些编程技巧，调试运行程序，尽量使程序简洁，易懂，便于移植，编译效率高，健壮性好。为了用计算机解决某一具体问题或实现某一特定的功能，总要先对问题或功能要求进行分析，确定相应的算法和步骤，然后选择相应的指令，并按一定的顺序排列起来，这就构成了解决某一问题或实现某一特定功能的应用程序。编制好的程序通过仿真器进行调试，将调试成功的程序通过T写入器写入到芯片AT89S52中，最后把芯片AT89S52插入连接完毕的硬件系统中投入实际使用。 2．系统总体设计方案 2.1 系统方案选择 (1)红外编码和发射部分 方案一:专用芯片解决方案。 专用红外编码芯片种类很多，如日本三菱公司的M50426AP、PT2262、BL9148、zD6631等，此类芯片一般集载波振荡、编码、发射于一体，具有很强的抗干扰能力，外围电路简单，使用很方便，而且价格也很低。通用的遥控器上大多使用此类专用芯片。但是，专用芯片也有致命的弱点:专用芯片的应用灵活性很差，其内部编码已经固定，无法修改内部数据，不适用于经常需要改动传送数据的场合;专用芯片几乎都是面向指令型的编码遥控方式，传输效率较低;大多数的专用芯片的内部编码及技术数据已经公诸于世，会产生安全漏洞。 方案二：微处理器单独解决方案。电路如图（a）所示。 该方案使用微处理器的I/O口直接产生38KHZ已调波，驱动红外发光二极管，发射红外数据。38KHZ方波由CPU的定时器产生或由软件编程产生。红外编码工作由软件完成，因此，红外编码方案可以任意设计，外部只需配接非常简单的硬件电路，大大降低了了电路的复杂性，有利于降低成本，减小遥控器的体积。由于使用软件编码方案，占用了CPU的一定的时间，CPU处理速度受到一定的影响，但是，对于遥控器这一类功能比较单一的系统来说，处理任务比较少，根本影响不了CPU的处理效率，仅仅是增加了软件编程的负担。 经比较，方案二既可满足题目要求，电路又非常简单，硬件成本又很低，仅仅是增加了软件的编程负担，使得红外编码非常灵活，所以采用该方案。 (2)红外接收和解码部分 方案一：分立元件解决方案，电路如图2-1所示。 图中RD1为红外接收管;R3、R4，VT1构成反相放大器;VT2、R5、C2构成滤波器，滤掉38KHZ的高频载波;R6、R7、VT3构成整形电路，将滤波后的波形处理为较好的方波;Cl、C3为耦合电容;R2为限流电阻，当接收到较强的信号是保护VT1。该方案最大的优点是供电电压比较低，可用两节电池3V电压供电。但是，由于电路使用分立元件构成，其稳定性和抗干扰能力不高，影响红外数据传输的准确性。 方案二：集成电路解决方案，电路如图（b）所示。 该方案使用一体化红外接收器，集红外接收和放大于一体，不需任何外接元件，就能完成从红外接收到输出与TTL电平兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样。 经比较，方案二既可满足题目要求，电路又非常简单，硬件成本又很低，通过软件编程，使得红外编码非常灵活，所以采用该方案。 (3)器件选择： 采用12MHZ的晶振；红外接收端采用价格便宜，性能可靠的一体化红外接收头：HSOO38； 采用89S52进行控制；控制方面采用小灯进行模拟。 2.2 系统构成框图 2.3系统工作原理 红外遥控有发送和接收两个组成部分： 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(如HSOO38，它接收红外信号频率为38KHz，周期约26US)接收红外信号，它同时对信号进行放大、检波、整形，得到相应电平的编码