学习型红外遥控器..docVIP

信息与电气工程学院 电子信息工程CDIO一级项目 （2013/2014学年第二学期） 题 目 ： 学习型红外遥控器 专业班级 ： 电子信息1101 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 马永强老师 设计周数 ： 15周 设计成绩 ： 2014年 6 月4日 目 录 1 项目设计目的及任务 2 2 项目设计背景 2 3 项目设计思路 2 3.1 学习型遥控介绍 2 3.2 硬件设计 3 3.3 软件设计 3 3.3.1 数据压缩编码 4 3.3.2 编码具体实现过程 4 4 具体程序介绍 4 4.1. 遥控发射及接收控制程序流程图 5 4.2 遥控不同模式的切换 5 4.3 遥控硬件结构 9 5 核心电路设计 9 5.1 红外串行通信接口电路设计 9 5.2 发射部分设计 10 5.3 红外接收器的设计 10 6 系统的功能实现方法 11 7 项目设计心得 13 8 参考文献 13 1 项目设计目的及任务 设计学习型红外遥控器，具有以下功能： 不同电器遥控间模式切换； 学习、发射、退出模式切换； 学习遥控件值并存储、显示； 对存储键值调用、发射，控制电器； 加串口或蓝牙与上位机通信。 2 项目设计背景 无线遥控是指利用无线电波、红外线、超声波等作为载体，不用导线，而在空间传输，实现对被控目标的控制。实现对以家用电器为代表的中小型电器的遥控方法，主要有无线电遥控和红外线遥控。红外线遥控与无线电遥控相比：红外光波的波长远小于无线电波的波长，因此红外线遥控信号不会影响其它家用电器，也不会影响到邻近的无线电设备。 另外，红外线遥控不具有无线电遥控那样穿透障碍物去控制被控对象的能力，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必要像无线电遥控那样，每套发射器和接收器要有不同的遥控频率或编码，否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器，所有同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况，这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便；此外，红外线为不可见光，对环境影响很小，同时又具有很强的隐蔽性和必威体育官网网址性。 由此可见，红外线遥控具有结构简单、制作方便、成本低廉、抗干扰能力强、工作可靠性高等一系列优点，是近距离遥控、尤其是室内遥控的优选遥控方式。 3 项目设计思路 3.1 学习型遥控介绍 学习型红外遥控,可以分为两类：以固定码格式学习的遥控器和波形拷贝方式学习的遥控器。前者，需要收集各种不同种类的遥控器信号，然后进行识别比较，最后再记录。但是，要实现几乎所有的红外遥控器的成功复制就太难了。因为，红外遥控器的红外编码格式变化太多。 不过这种学习型遥控器对硬件要求相对简单，处理器的工作频率可以不高，存储容量也较小，其缺点是对未知编码的遥控器无效。后者主要是把原始遥控器所发出的信号进行完全拷贝，而不管遥控器是什么格式，存储在EEPROM等存储器中。 当发射时，只需将储存器中记录的波形长度还原成原始信号即可。这种学习型遥控器对MCU的主频要求高，RAM要求较大，其优点是对任何一种红外遥控器都可以进行学习。 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。 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，只是颜色不同。 接收部分的主要元件为红外接收二极管，一般有圆形和方形两种。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。 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，最近几年大多都采用成品红外接收头。 3.2 硬件设计 本设计硬件电路分为两大模块，分别是：红外线发射模块和红外线接收模块。 用单片机制作的15路电器遥控器，可以分别控制15个电器的电源开关，并且可对一路电灯进行亮度的遥控。采用脉冲个数编码，4*8键盘开关，可扩充到对32个电器的控制。图3为该系统遥控发射器原理图，其中P1口和P0口作键扫描端口，具有32个功能操作键；第9脚为单片机的复位脚，采用简单的RC上电复位电路；15脚作为红外线遥控码的输出口，用于输出38KHz载波编码；18、19脚接12MHz晶振。P0口需接上拉电阻。 图4为该系统遥控接收原理