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基于51单片机的红外遥控设计-毕业设计论文22(1)

第一章绪论

(1)随着科技的飞速发展，智能家居系统逐渐成为人们生活的重要组成部分。红外遥控技术作为一种常见的无线通信方式，因其低成本、易于实现等优点，在智能家居领域得到了广泛应用。本文旨在设计一款基于51单片机的红外遥控系统，实现对家电设备的远程控制，提高生活便利性和安全性。

(2)51单片机作为一种经典的微控制器，具有体积小、功耗低、功能强大等特点，是嵌入式系统设计中的首选。本文将利用51单片机作为核心控制单元，结合红外遥控技术，实现家电设备的远程控制。通过对红外遥控原理的深入研究，设计出一种可靠、高效的遥控接收电路，并通过软件编程实现对红外信号的解码和执行。

(3)本文首先对红外遥控技术的基本原理进行阐述，分析红外遥控信号的编码方式和传输过程。接着，详细介绍51单片机的硬件结构和软件编程方法，为后续的红外遥控系统设计奠定基础。在系统设计过程中，重点解决红外信号的接收、解码和执行控制等问题，确保系统稳定可靠地运行。最后，通过实验验证系统性能，分析实验结果，为实际应用提供参考。

第二章红外遥控原理及51单片机简介

(1)红外遥控技术是一种通过发射和接收红外信号来实现远程控制的技术。红外线属于电磁波谱的一部分，其波长介于可见光和微波之间。红外遥控系统通常由发射器和接收器两部分组成。发射器通过调制红外发射管，产生特定频率和编码的红外信号，接收器则通过红外接收模块接收这些信号，并转化为电信号，再通过单片机进行处理和识别，从而实现对设备的控制。红外遥控技术在家庭电器、消费电子、汽车遥控等领域得到了广泛应用。

(2)51单片机是一种基于哈佛结构的低功耗、高性能的微控制器，它由中央处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、定时器/计数器、并行I/O口、中断系统等组成。51单片机具有丰富的指令系统、简洁的引脚定义和较强的外设扩展能力，非常适合于嵌入式系统的设计。在红外遥控系统中，51单片机作为核心控制单元，负责接收红外信号、解码控制命令、驱动执行电路等。通过编程，51单片机可以实现对红外信号的精确控制和家电设备的远程操作。

(3)红外遥控系统的设计主要包括红外发射电路、红外接收电路和单片机控制程序三个部分。红外发射电路通常由红外发射二极管、放大电路、调制电路等组成，用于产生和发射调制后的红外信号。红外接收电路则由红外接收模块、放大电路、解调电路等组成，用于接收并放大红外信号。在单片机控制程序方面，主要涉及红外信号的解码算法、控制指令的识别、执行电路的驱动等方面。通过对红外遥控原理和51单片机特性的深入研究，可以设计出功能完善、性能稳定的红外遥控系统，满足实际应用的需求。

第三章红外遥控接收电路设计

(1)红外遥控接收电路是红外遥控系统的重要组成部分，其设计直接影响到系统的稳定性和可靠性。在设计红外遥控接收电路时，首先需要选择合适的红外接收模块。红外接收模块通常采用PIN型二极管作为红外信号的接收元件，该元件具有响应速度快、灵敏度高等特点。为了提高接收电路的抗干扰能力，可以在接收模块前级加入低通滤波器，以滤除高频噪声和干扰信号。

(2)接收电路的设计还包括放大电路和信号整形电路。放大电路的作用是增强接收到的微弱红外信号，通常采用运算放大器实现。在设计放大电路时，需要考虑信号放大倍数、带宽、输入阻抗等因素，以确保信号在放大过程中不失真。信号整形电路则用于将放大后的信号进行整形，使其成为标准的数字信号，便于后续的解码处理。整形电路可以采用施密特触发器或比较器来实现。

(3)在红外遥控接收电路中，为了提高系统的抗干扰能力和抗干扰距离，还可以考虑以下设计要点：一是采用红外接收模块的内部滤波电路，以降低外部干扰；二是合理布局电路板，减少信号线之间的干扰；三是优化电路元件的布局，减小信号线的长度和交叉，降低信号衰减；四是采用差分接收方式，提高接收电路的共模抑制能力。此外，还可以在电路中加入去抖动电路，以消除由于信号噪声引起的误触发。通过这些设计措施，可以确保红外遥控接收电路在复杂环境下仍能稳定可靠地工作。

第四章红外遥控控制系统的软件设计

(1)红外遥控控制系统的软件设计主要包括红外信号的采集、解码、指令识别和执行控制等模块。在软件设计过程中，首先需要实现对红外信号的实时采集。以常见的NEC编码红外遥控信号为例，其载波频率为37kHz，数据传输速率约为38.4kbps。在软件设计中，通过定时器中断以50us为周期采集红外信号，将采集到的信号经过滤波和放大处理后，送入单片机的ADC模块进行模数转换。

(2)解码模块是红外遥控软件设计的核心部分。解码模块根据红外信号的载波频率、脉冲宽度、数据格式等特征，对采集到的信号进行解码。以NEC编码为例，解码模块需要识别出起始