微型计算机及接口课程设计

安徽工程大学本科

课程设计说明书

专业：计算机科学与技术

题目：红外控制开关

学生姓名：谢结兵

指导老师：谢永宁

2012年6月8日

前言

红外遥控具有性能稳定、结构简单、技术成熟、容易实现等优点,在工业控制、智能仪器仪表、家用电器等方面应用广泛。通常红外遥控使用专用配对编码、解码芯片,即某种解码芯片只能识别某种编码芯片的编码,对其他型号的编码芯片的编码则不能识别,因此不同的

遥控器没有互换性,造成使用场合有多个遥控器,用户深感不便。提出了利用单片机作为主控芯片,结合红外遥控用户码的设置,自行设计

编码和解码程序,实现一个遥控器控制多台设备的方法。它在技术上的主要优点是：1、无需专门申请特定频率的使用执照；2、具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点；3、传输速率适合于家庭和办公室使用的网络；4、信号无干扰，传输准确度高；5、成本低廉。它的缺点是：由于它是一种视距传输技术，采用点到点的连接，具有方向性，两个设备之间如果传输数据，中间就不能有阻挡物，而且通讯距离较短，此外红外线LED不是一种十分耐用的器件。

目录

第一章方案论证 (6)

需求分析 (6)

红外线控制系统的基本功能 (6)

红外线控制系统 (6)

遥控发射器及其编码 (7)

LC7461编码方式 (7)

接收端的流程图 (8)

第二章硬件系统设计 (12)

处理芯片的选择 (12)

红外发送器 (12)

8051单片机硬件结构 (14)

第三章应用软件系统设计 (15)

软件概述 (15)

软件使用说明 (15)

遥控解码汇编源程序 (16)

第四章小结 (22)

参考文献： (23)

课程设计图纸 (24)

课程设计任务书：

安徽工程大学

本科课程设计任务书

09届机电学院

计算机科学与技术专业

Ⅰ课程设计题目：

红外遥控开关

Ⅱ课程设计任务内容

1.课程设计的目的意义：

通过课程设计培养同学们的系统设计能力，使同学们达到以下能力训练：

⑴、调查研究、分析问题的能力；

⑵、使用设计手册、技术规范的能力；

⑶、查阅中外文献的能力；

⑷、制定设计方案的能力；

⑸、计算机应用的能力；

⑹、设计计算和绘图的能力；

⑺、技术经济指标的分析能力；

⑻、语言文字表达的能力。

2.本课题研究的主要内容：

设计一个多路红外遥控开关，利用市售彩电红外遥控器（以编码芯片LC7461为例），发送遥控器键盘数字信号，控制器接收解码，控制相应的输出。

基本要求：

⑴、设计实验电路（要求利用实验仪的硬件资源）

⑵、分析实验原理

⑶、列出实验接线表

⑷、采用汇编语言编写实验程序

⑸、通过实验验证功能的实现

⑹、编写课程设计说明书

3.提交的成果：

一份符合毕业设计论文规范的课程设计说明书课程设计统一使用学校印制的课程设计封面及课程设计袋。课程设计袋按要求认真填写，字体要工整，卷面要整洁，手写一律用碳素墨水书写。课程设计除课程设计袋的其它资料鼓励用计算机打印。课程设计按统一顺序装订：（1）封面（2）前言（3）目录（4）课程设计任务书（须有指导教师签名及日期）（5）正文（分章、层次等，每一章从新的一页开始）（6）小结（7）参考文献（8）课程设计图纸装订好后放入填写好的资料袋内由各教学单位存档。

指导老师（签名）：

完成时间：

接受任务书学生（签名）:

第一章：方案论证

需求分析

(1)应用场合: 红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,因而,继彩电、录像机之后,在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中,在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下,采用红外线遥控不仅安全可靠而且能有效地隔离电气干扰。

(2)设计目的:实现简单的数据传送和接收。

(3)立题意义:体会红外遥控器编程上的一些独特的编法，以及硬件连接和各部件的使用。在这次课设中制作红外遥控器的目的是为了学习它的基本功能，以及这些功能怎样用AT89S51去编程实现我们需要的功能。

：红外线控制系统基本功能

（1）基本的工作过程：键盘输入—>编码—>红外线—>放大器—>解调/码—>控制设备

：红外线控制系统

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。

工作原理：1)利用键盘输入指令，将其转化为电信号，经过编码调制等处理过程，通过LED红外发射器发送。

2)将接收到的红外遥控信号放大、接调和整形后输出响应的指令信号，送至单片机进行识别和处理，单片机根据识别结果输出控制信号，控制相应的继电器，从而控制对应的家用电器的开关状态。

红外线系统框图

遥控发射器及其编码

遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成脉冲宽度调制和脉冲相位调制两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的脉冲宽度调制来加以说明，现以LC7461组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：

采用脉宽调制的串行码，以脉宽为、间隔、周期为的组合表示二进制的“0”；以脉宽为、间隔、周期为的组合表示二进制的“1”

上述“0”和“1”组成的42位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射，

7461产生的遥控编码是连续的42位二进制码组，其中前26位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后16位为8位的操作码和8位的操作反码用于核对数据是否接收准确。

当遥控器上任意一个按键按下超过36ms时，LC7461芯片的振荡器使芯片激活，将发射一个特定的同步码头，对于接收端而言就是一个9ms的低电平,和一个的高电平，这个同步码头可以使程序知道从这个同步码头以后可以开始接收数据。解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“0”为,“1”为,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从低电平过后，开始延时，以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比长些，但又不能超过,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（+）/2=最为可靠，一般取左右即可。

根据红外编码的格式，程序应该等待9ms的起始码和的结果码完成后才能读码。

LC7461编码方式

LC7461 编码方式，该编码所发送的一帧数据中含有42 位码，包含一引导码、13 位用户码和8 位数据码以及它们的反码。这样很大程度上减少了误码率。发射码的格式如下图1所示：

图1 LC7461 的发射码的格式