红外遥控器系统的设计研究
智能型红外遥控器的设计
智能型红外遥控器的设计关键字：红外遥控器脉冲流时钟周期引言空调已进入千家万户，空调遥控器作为空调的用户界面，其设计的原理已成熟。
目前，对学习型智能遥控器的研制开展了大量的工作，旨在提高遥控器的智能化和通用性，取得了较大的进展，并有部分产品进入市场。
当前研制开发的学习型智能遥控器主要采用38KHz 固定载波频率，遥控器编码不压缩或简单压缩。
空调遥控器不同于其它家电遥控器(如彩电)，空调遥控器发出的编码包含当前状态的多种信息，而彩电遥控器的编码是一键一码。
把空调遥控器所有可能的状态都要学习和存储，需要花费大量的时间和存储空间。
为此，提出了一种基于温度控制的编码状态转换算法，为基于单片机的智能型红外空调遥控器的设计提供了可能。
1 红外遥控码型分析1.1 红外遥控码型研究分析目前，各电器生产厂家对遥控脉冲编码及码流还没有形成统一的标准。
通过对市面上比较普遍的几十种遥控器的码型结构进行研究分析，总结其特点如下：(1)码型多样：脉冲流中一般包括：帧头、系统码、操作码、同步码、帧间隔码、帧尾。
且同步码与帧间隔码出现的位置不固定。
针对这些灵活多变的码型格式，很难区分各种脉冲流的含义。
(2)载波频率不固定：常用的遥控器采用38KHz作为载波频率，有的采用36KHz-42KHz 之间的载频。
(3)编码长短不一：彩电类产品一般只有几十位，空调遥控器编码长达上百位。
(4)不同的发送方式：常用有三种方式，即：完整帧只发送一次（如图1a）、完整帧重复发送两次（如图1b）、先发一个完整帧，后重复发送帧头和一个脉冲（如图1c）。
图1 红外编码完整帧格式由于编码方式的多样化，若区分每种码流的含义进行学习，其复杂性极高且占用很大的内存空间。
本系统避开了各种形色码流的干扰，总结了红外遥控器编码的共性，只需了解脉冲的时间宽度，无需关心它的实际意义。
因此，在系统中没有引导码、0码、1码、同步帧、反码等，定义了用0、1、2等数字表示各种时间宽度不等的脉冲流的算法。
红外遥控器的设计.
摘要: 红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，电视机遥控器是红外遥控系统中的典型代表。
由于各厂家经常使用专用的遥控芯片，不同的遥控器之间互不兼容，因此给我们的生活带来一些不便。
我的设计是使用常用的芯片AT89C52代替专用的遥控芯片制作一个遥控器，实现遥控器之间的通用化.该设计具有编程灵活多样，操作码个数可随意设定等优点，并且可以达到“一器多用”。
关键词：遥控器，单片机，键盘矩阵，编码1. 引言在现在社会及家庭的各种家用电器产品和娱乐设施中，一般都采用红外线遥控技术。
红外遥控器电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作，而且红外遥控编解码容易，还可以进行多路遥控。
目前红外线遥控技术已经在电视机中得到了广泛的应用。
电视机遥控器使用的是专用集成发射芯片来实现遥控器的发射，如东芝TC9012，飞利浦SAA3010T等。
这些芯片价格贵，且互相之间采用的遥控格式互不兼容，所以各机型遥控器通常只能针对各自的遥控对象而无法通用。
本设计利用低成本的MCS-51系列来实现遥控器的模拟发射，并实现遥控器的通用化。
2. 功能要求通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，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、解调电路和解码电路。
遥控信号发射装置通过将某个按键所对应的控制指令调制在38KHz范围内的载波上，然后经放大、驱动红外发射管将信号发射出去。
遥控接收头通过对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。
图1红外遥控系统总体框图本设计采用MCS-51系列单片机A T89C52代替专用遥控发射芯片，通过软件模拟实现了电视机遥控编码的发射，具有编程灵活多样，操作码个数可随意设定等优点，并且可以达到“一器多用”。
3. 遥控器发射设计原理目前市场上一般设备系统采用专用的遥控编码芯片，制作比较简单容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只适合用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。
红外遥控系统的设计思路
红外遥控的设计思路§1.1课题设计目的及意义当今社会科学技术的发展与日俱增，人们生活水平也是日益提高，为了减少人们的工作量，所以对各种家用电器、电子器件的非人工控制的要求也是越来越高，针对这种情况，设计出一种集成度比较高的控制体系是必然的。
单片机的集成度很高，它具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化、使用方便等突出特点，尤其耗电少，又可使供电电源体积小、质量轻。
所以特别适用与“电脑型产品”，它的应用已深入到工业、农业、国防、科研、教育以及日常生活用品(家电、玩具)等各种领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
单片机特别适合于把它做到产品的内部，取代部分老式机械、电子零件或元器件。
可使产品缩小体积，增强功能，实现不同程度的智能化。
几乎就是在人们懂得了用电的那一年开始，机械动作式的开关就开始与人类相伴，到了科技相当发达的当今时代，传统的按键式和拉线式开关仍然是照明开关的主体，凭借其较为简单的结构、低廉的售价和方便的安装使用方法，牢固地占领着市场。
然而，现代电子技术的发展和人们对生活质量的需求变化，使传统的开关感受到产品更新换代的威胁。
于是遥控开关电路便顺理成章的应运而生。
随着电子技术的发展和人们生活水平的不断提高，越来越多的电子产品进人们的日常生活，而这些电器，绝大多数是采用红外遥控方式，遥控器的使用给日常的生活和生产带来了极大的便利。
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。
遥控其实就是远距离的操纵。
目前人们物质文化生活日益提高，各种各样的家用电器走进了千家万户，其中大多数的家用电器都有其不同的开关遥控器，人们常常为了控制某个电器而到处寻找他对应的开关遥控器，给人们生活带来了很多不便。
为了解决这一问题，本文提出一个多路的红外线开关遥控器，可以对多台电器的开关实现遥控，既省时、又省力，使人们免除了同时面对众多遥控器的烦恼。
红外遥控发射与接收系统设计
红外遥控发射与接收系统设计专业：机械工程学院测控技术与仪器简单地介绍了红外线遥控发射、接收系统的原理，给出用MC145026/MC1450 27作为遥控接收系统编、译码器的一种巧妙实现方法。
该系统具备一个发射装置和一个接收装置；接收装置中具有4个开关控制的设备。
遥控距离大于5m。
设遥控系统的载波频率为40KHz。
它包括红外遥控发射、接收的原理图及其红外接收电路、红外发射电路接收、发射红外光信号并将其转换成串行代码的过程。
由红外接收管PH3028接收的光信号经CX20106进行限幅放大、带通滤波、解调和信号整形,可以消除杂散的电磁干扰或瞬间接收到的红外光干扰信号，提高产品的可靠性。
红外线遥控接收装置具有体积小，功耗低、功能强、成本低等特点。
关键词：红外遥控发射、接收系统AbstractSimply introduced fired infrared remote control, the principle of the recei -ving system, is used as a remote receiver system MC145026/MC145027 series, a decoder ingenious methods. This system has a launch of device and a recei ving device; The receiving device has four switches in the control of the equip ment. Remote control range is more than 5 m. Remote Control System for the carrier frequency is 40 KHz. It includes infrared remote transmitting and recei ving schematic circuits and infrared receivers, infrared transmitter receiver fired infrared optical signal and convert serial code into the process. PH3028 by th e infrared receiver of the optical signal received by the CX20106 for limiting enlarge, band-pass filtering, signal demodulation and plastic, can eliminate stray electromagnetic interference or receive instant infrared light interference letter. Key words:Infrared remote trsnsmiting and receiving system1......…...系统方案的比较2 ......... 系统方案设计2.1......系统设计组成框图2.2......…...电路功能简介2.2.1......…...键盘及其代码产生电路2.2.2......…...编码电路2.2.3......…...调制振荡电路；2.3......…...单元电路设计2.3.1......…...键盘及其代码产生电路(1)……….....电路分析与计算(2) ……….....电路原理图(3)………..... 74HC147相关参数①………..... 74HC147内部结构②……….....74HC147引脚端功能③………..... 74HC147主要技术指标④………..... 74HC147电流特性2.3.2......…...编码电路(1) ……….....电路分析与计算(2)……….....电路原理图(3) ………..... MC145026/27相关参数①………..... MC145026/27的内部组成电路图②………..... MC145026/27工作原理③………..... MC145026/27各引脚功能④………..... MC145026/27有关参数及限定值⑤………..... MC145026/27应用电路2.3.3......…...编码调制及红外发射电路(1) ……….....电路分析与计算()(2)……….....电路原理图(3)………..... CX20106相关参数①………..... CX20106内部结构②………..... CX20106工作原理及其工作波形③………..... CX20106各引脚静态电压④………..... CX20106主要电性能参数⑤………..... CX20106技术特点2.3.4......…...红外接收电路(1) ……….....电路分析与计算()(2)……….....电路原理图(3)………..... CX20106相关参数①………..... CX20106内部结构②………..... CX20106工作原理及其工作波形③………..... CX20106各引脚静态电压④………..... CX20106主要电性能参数⑤………..... CX20106技术特点2.3.5 ......…...解码电路整机调试(1) ……….....电路分析与计算()(2) ……….....电路原理图2.3.6……….....译码与控制电路(1) ……….....电路分析与计算()(2)……….....电路原理图(3) ………..... CC4013相关参数①………..... CC4013内部结构②………..... CC4013工作原理③………..... CC4013引脚端功能④………..... CC4013性能参数⑤………..... CC4013应用电路3……….....系统测试3.1……….....键盘与代码产生电路3.2……….....编码电路3.3……….....脉冲调制电路3.4……….....接收电路3.5……….....整机调试正文1 方案比较方案1：采用LM9901/9902红外遥控集成电路形成红外线遥控收发系统采用红外线遥控电路，电路主要由红外线编码发射电路和接收译码电路组成。
课程设计-学习型红外遥控器的设计.
河南大学物理与电子学院学习型红外遥控器的设计河南大学物理与电子学院电子开放实验室目录1 设计要求及原理 (1)2 方案论证与对比 (2)2.1 方案一简易红外遥控电路 (2)2.2 方案二利用STC68C52单片机控制电路 (2)2.3 方案对比与选择 (3)3 遥控器硬件与程序设计 (3)3.1 遥控器硬件结构组成 (3)3.2 系统硬件电路设计 (4)3.3 初始化程序 (4)3.4遥控器读入程序处理 (5)3.5 遥控码发送处理程序 (6)3.6主程序 (6)3.7 程序延时 (6)4 系统功能调试及整体指标分析 (6)4.1 程序调试 (6)4.2 整体指标分析 (7)5 详细仪器清单 (9)6总结、思考与致谢 (9)附录1：单键学习型红外遥控器原理图（proteus仿真）： (10)附录2：单片机C源程序： (11)学习型红外遥控器设计1 设计要求及原理利用单片机作为控制核心，要求可以学习不同遥控器的某个按件功能。
使用时先用原遥控器对着学习器按一下某操作键，学习器就可实现原遥控器中该键的遥控功能。
具体要求如下：基本部分：(1)最大学习码长：206位。
(2) 学习码识别范围：起始位为15us~983ms，编码位为15us~3.825ms。
(3) 读码误差：±15us。
扩展部分：学习型红外遥控器在按下K键待绿色指示灯亮后，用遥控器对着红外接收头按下某个功能键，当绿灯灭说明学习完毕，再按发射键就可以进行遥控操作。
当红外遥控器的某个按键按下时，发射出一组串行二进制遥控编码脉冲。
该脉冲由引导码、系统码、功能码和反码组成，通过设置这些编码以及码长便可区分不同的红外遥控器。
红外接收器负责红外信号的接收和放大并解调出TTL电平信号送至微处理器进行处理，微处理器通过比较和识别接收来的红外遥控编码便可执行相应的遥控功能[1]。
本系统的设计思想是不考虑红外编码方式，仅利用单片机AT89C52对多个红外遥控编码的脉冲宽度进行测量，并原封不动地把发射信号中高、低电平的时间宽度记忆至扩展存储区的指定地址。
红外遥控器的研究
参考文献
• [1] 《TC9012红外》.深圳市明芯微电子有限 公司 • [2] 《LY-51S 单片机开发板指导教程》.上海 朗译电子科库
工作流程框架
1、遥控器按下1或2或3键，单片机红外接收 装置接收波形并分析； 2、经过中断的分析和处理使得P1^0-P1^3引 脚产生对应的电平值； 3、P1^0-P1^3引脚通过杜邦线连接L298N7电 流放大器，并从L298N7引出线焊接到四个 马达上（这里因为L298N7只能连接2个马达， 这样通过一个简单的并联电路设计成四轮驱 动），因为4个引脚有不同的电平值，形成 电势差，驱动马达，使小车简单前进后退。
51 MCU
• 1.红外接收和处理 • 对于接收到的波形，上章提到下降沿开始接收，那 么在单片机中使用12Mhz的晶振设计一个定时器中 断，进入中断一次为0.256ms，进入一次计数一次， 这样数据“0”为1.125ms，这样计数次数为 1.125/0.256=4.4,而数据“1”为2.25ms，计数次数为 2.25/0.256=8.8，这样取一个中值（1.125+2.25） /2/0.256=6.6，取7，低于7的认为是数据“0”，高 于7的认为是数据“1”。这样通过一个定时器中断 就成功解决了前面提到的两个问题。 当然我们需要通过外部中断来触发定时器中断，并 记录每位数据的计数值，来处理。在单片机中表现 为P3^2口与红外接收器引脚相连
电路分析
• 1.矩阵键盘 • 矩阵键盘在遥控器上表现为按键， 这里的遥控器分为32键，而单片机 中使用21键，原理相同，如右图2： • 以32键为例，KI口有四个，KO口 有八个，用visio描述矩阵键盘的模 块电路如图3： 按键的作用即确定 数据码的八位，与引导码，客户码 共同形成发射码经REM中形成波形， 发射出去。 • 下表详细描述了每一个按键对应 的数据码：如按下K17则对应8位数 据码为00010100，即14H
红外遥控器设计说明
红外遥控器设计说明绪论1.1 课题背景及目的遥控技术发展只有几十年的历史：本世纪20年代，才刚刚出现无线电遥控的雏形。
那时，人们试图将遥控技术应用于无人驾驶飞机和舰船上，但由于技术不够完善而未能成功。
二次世界大战以后，遥控技术发展迅速，并逐渐在军事、国防、工农业生产以及科学技术等方面得到广泛的应用。
到现今，随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使得遥控技术有了日新月异的发展。
遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件逐步发展到集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路，智能化程度大大提高。
近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。
在无线遥控领域，目前常用的遥控方式主要有超声波遥控、红外线遥控、无线电遥控等。
由于红外遥控的设计制作简单方便，易于操作，因而成为遥控的主要方式，在国防、军事、生产、建设和日常生活中有极广泛的应用。
为此，在前人研究的基础上设计出了一种红外遥控多通道控制系统的设计方法。
研究表明，采用该方法设计的红外遥控控制系统控制方便，适用于含有较多受控电器的场合，可实现多路多功能控制。
红外通信以红外线作为通信载体，通过红外线在空中的传播来传输数据，它由红外发射器和红外接收器来完成。
在发射端，发送的数字信号经过适当的调制编码后，送入电光变换电路，经红外发射管转变为红外光脉冲发射到空中；在接收端，红外接收器对接收到的红外光脉冲进行光电变换，解调译码后恢复出原信号。
红外通信作为一种数据传输手段，可以在很多场合应用，如家电产品、娱乐设施的红外遥控，水、电、煤气耗能计量的自动抄表等。
红外通信有着成本低廉、连接方便、简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。
通过红外接口，各类移动设备可以自由进行数据交换。
红外接口是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持；通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发。
学习型红外线遥控器项目设计方案
学习型红外线遥控器项目设计方案1.1本设计的研究背景和研究目的随着社会的发展各种家用电器已经进入了千家万户，各式各样、琳琅满目的家用电器，空调、电视、音响系统等传统意义上的家电早已成为普通百姓生活不可或缺的一部分，甚至连投影机、数字机顶盒，电子监控（防盗）系统等新兴电器也正迅速步入现代家庭，我们家里的遥控器越来越多，不同型号的遥控器控制不同的家电。
遥控器，想来大家并不陌生，遥控作为众多现代家电的一种基本控制方式，几乎所有的家电产品都配备了遥控器，甚至现在连电风扇，台灯这样的设备都配备了遥控器。
可是，随着家里的电器越来越多，电器产品的遥控器也越来越多，这就产生比较多的麻烦，日常生活中，很多人都会遇到随手拿错放在茶几上各种遥控器的麻烦，不仅使用起来不方便而且茶几上摆放一堆遥控器也很不好看。
设计出一种具有学习功能的并能代替各种数目繁多的遥控器的学习型红外遥控器成为一种需要。
1.2国外研究现状目前国学习型遥控器大部分采用复制遥控器红外波形的思想，也有部分采用下载存储遥控编码的学习思想。
但是由于采用专用遥控发射芯片，集成度高但成本也高。
现有自主学习型红外遥控器,其核心MCU 主要有以下几种:MCS-51 系列、Microchip PIC16 系列、Winbond W741 系列、Holtek HT48 系列以及ARM(Advanced RISC Machines)系列。
目前国外比较成熟的产品主要有:1、慧居智能电子的HJ-JYWC,它的主要特点为:触屏按键组合输入；具有红外学习功能；具有载波频率识别功能,能准确识别各种复杂的红外代码[2],如图1.2.1所示。
图 1.4 慧居智能电子HJ-JYWC2、BREMAX 公司的NRC-304 网络多功能遥控器,它的主要特点为:联机自学习、脱机自学习两种模式；具有USB 口,通过INTERNET 登陆BREMAX 公司,搜寻并下载相应型号家电的遥控器编码,兼容各种品牌和型号[3],如图 1.5 所示:图 1.5 NRC-304 网络多功能遥控器。
红外遥控器设计报告
2012年山东工商学院“海同杯”电子设计竞赛作品设计报告目录、系统设计要求 ..........................................................任务 (1)设计的相关要求 (1)1.2. 1 基本要求 (1)1.2.2发挥部分 (1)二、系统方案比较与论证 (1)三、主控芯片介绍 (1)芯片简介 (1)芯片引脚图 (1)PT2262-S引脚功能说明 (2)PT2272-L4引脚功能说明 (2)PT2262-S/PT2272-L4 工作原理 (3)振荡电阻 (3)四、基本模块设计与说明 (4)系统的基本组成部分 (4)主要单元电路的设计 (4)发射模块 (4)接收模块 (5)五、系统测试 (7)测试仪器 (7)指标测试 (7)系统测试方案 (7)测试数据及结果分析 (7)系统任务完成情况 (7)六、应用资料与参考文献 (8)附录 (8)摘要当今社会科学技术的发展与日俱增，人们的生活水平也是日益提高，为了减少人的工作量，人们对产品的追求是使用更方便、更具智能化，红外遥控技术正是一个重点的发展方向（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，易实现等显着优点）。
针对这种情况，我们用中小规模集成芯片设计制作出了一种集成度比较高的控制体系一—红外遥控器。
该红外遥控器由红外发射、红外接收、存储、数码显示、按键等部分组成。
本设计详细介绍了红外遥控器的硬件设计方法，并给出了具体的各单元电路设计，以及详细的功能介绍。
在硬件设计中，我们选取PT2262-S和PT2272-L4为核心器件，并给出红外发射模块、红外接收模块、锁存数码显示模块、以及外部控制模块等组成部分的设计实现。
关键词：红外遥控器PT2262-S PT2272-L4系统设计要求任务用中小规模集成芯片设计制作红外遥控器设计的相关要求1.2. 1基本要求(1)接收器实现两位数码管显示00-99数据，可通过按键设置。
红外学习遥控器的设计与实现
１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ．ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ４ ８ ９ Ｘ ． ２ ０ １ ３ ． １ ８ ． ０ ５ ４
红外 学 习 遥控器 的设计 与实现
陈彦 霖
广 东文理职业 学院 广 东廉 江 ５ ２ ４ ４ ０ ０
摘 要 设 计 一个具 有 学 习功能 的红外遥 控 器 ，该 遥控 器适 用于码 分制 的红 外遥控 设备 。 它通过对 大量不 同遥 控
按键 ， 即 可 实 现对 电器 进 行 遥 控 。
所 有 的红 外遥控 器 的输 出都是 用编 码 后 的串行 数据 对 ３ ８～ ４ ０ ｋ Ｈ ｚ的方波进行脉冲幅度调制而产生 的。如果直接对 已调波进行测量，其脉 宽只有 ２ Ｏ多微秒 ，由于单片机的指令 周期 是微秒级，就会产生很大 的误差。因此 ，需加上 一些简 单 的外 围电路 ，先要对 己调波进行解调 ，对解 调后的波形进 行测量 。用 Ｃ Ｘ ２ ０ １ ０ ６可 以完成对 己调波 的解 调，原理图如 图 ２所示 。将 Ｃ Ｘ ２ ０ １ ０ ６ 解调 出的遥控编码脉冲直接连入 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 单片机 的丽 和面 脚。
Ａｂｓ ｔｒ ａ ｃｔ Ｔ ｈｉ Ｓ ｐａ ｐ ｅｒ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎｅ ｄ ａ ｎ ｉ ｎｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｒｅ ｍｏｔ ｅ ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ１ １ ｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｌ ｅ ａ ｒ ｎｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｎｃ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｃ ｏｎｔ ｒ ｏｌ ｌ ｅ ｒ ｉ ｓ ｓ ｕｉ ｔ ａ ｂｌ ｅ ｆ ｏｒ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖｉ ｃ ｅ ｃｏ ｄ ｅ — ｄｉ ｖｉ Ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓｔ ｏ ｍ ｏ ｆ ｉ ｎ ｆ ｒ ａｒ ｅ ｄ ｒ ｅ ｍｏｔ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏｌ ｌ ｅ ｒ ． Ｉ ｔ ｉ Ｓ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｌ ａｒ ｇ ｅ ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｍ ｏｔ ｅ ｃ ｅ ｎｔ ｒ ｅ１ ｃ ｏ ｄ ｅ ， ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｅ ｌ ｅｃ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐｔ ｉ ｍ ｍ ｓ ｕ ａ ｍ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｗ ｈｅ ｎ ｒ ｅ ａ ｄｉ ｎ ｇ ｉ ｎｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｍ ｏｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏｌ ｃ ｏｄ ｅ ， ｔ ｈ ｕ ｓ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｌ ｅ ａ ｒ ｎｉ ｎ ｇ Ｓ ＵＣ ＣＣ Ｓ Ｓ ｒ ａ ｔ ｅ ．
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红外遥控器系统的设计研究*李 伟,闫君杰(河南机电高等专科学校,河南新乡453002)
摘要:通过AS1213红外遥控系统中的专用发射集成电路及其外围电路来发射红外,以CX20106构成的红外接收电路,通过以89S51为核心的单片机来处理接收到的数据,从而达到控制对象的目的。在可靠的硬件设计的条件下,设计了软件系统,实现对被控对象的精确控制。关键词:红外遥控;单片机;通信;编码和解码中图分类号:TP732.2 文献标识码:B 文章编号:1008-2093(2009)01-0011-03
红外遥控器是一种利用红外遥控系统来控制被控对象的系统,整个系统由发射和接收两个部分组成。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LED红外光发射、解调、解码电路。[1]本系统,红外发射与接收芯片采用LC7461专用发射芯片和89S51单片机芯片,显示模块采用LCD液晶显示,电源模块双电源,发射部分用1.5V@2的电池,接收部分用由7805组成的电源,如图1所示。
1 系统硬件设计1.1 红外发射电路的设计
图1 红外发送、接收部分示意图 红外发射电路主要是由专用于发射集成电路LC7461组成,32个按键构成的键盘矩阵,除了规定的双重按键组合外,其他按键组合同时按下,将不会产生发射码的输出。发射部分的电路如图所示。图2 发射部分的电路LC7461的振荡线路由OSC0和OSC1间接一只
455KHz的谐振器以及2个100P的接地电容所组成,其振荡频率为455KHz。没有按键操作时,该振荡电路停振处于待机状态以减少功率消耗。当有按键操作时,振荡电路开始工作,有发射码输出,按键释放后,电路停振重新处于待机状态。振荡频率经内部的12分频电路,得到的频率为37.9KHz,占空比为1/3的调制载波。振荡频率另经256分频,得到系统的基本工作时钟为1.78KHz,调制载波的频率(fc)及内部
工作时钟周期(Tm)与振荡频率(fosc)的对应关系如下
式表示:fc=(1/12)@fosc (占空比:1/3)
11
第17卷第1期 2009年01月河南机电高等专科学校学报JournalofHenanMechanicalandElectricalEngineeringCollege Vo.l17l.1Jan.2009
*收稿日期:2008208229
作者简介:李伟(19812),男,河南新乡人,助教,硕士,主要从事机电工程研究。Tm=256/fosc (Tm:一个高电平脉冲宽度)编码芯片LC7461接收到键盘发出的信号后发出编码信号,解码芯片LC7461收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高/低电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时,7461不工作,其输出脚为低电平,发射电路不工作,当有按键按下时,7461得电工作,其输出脚输出经调制的串行数据信号,发射电路完全受控于7461的OUT脚输出的编码信号。采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的/00;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的/10。上述/00和/10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,对于接收端而言就是一个9ms的低电平和一个4.5ms的高电平,使程序知道从这个同步码以后可以开始接收数据。1.2 红外接收电路的设计红外接收电路是由专用集成芯片和其外围电路组成。图3为由CX20106组成的红外接收电路。图3 红外接收电路红外接收管PH3028将光信号转换为电信号,从CX20106的1脚输入,经前置放大器,限幅放大器,带通滤波器的中心频率与红外发射载频相同。检波器和积分器组成解调电路,对接收信号进行解调。触发器对解调输出信号进行整形,从7脚输出,该输出为集电极开路电路,要接上拉电阻R。外围器件R1、C1的参数决定放大器的增益,当R1=4.7欧,C1=1uF时,电压增益大约为79dB,R1增大、C1减少则会使得增益减小。R2确定带通滤波器的中心频率,调节R2,使f0的变化范围为30KHz-60KHz。C3是检波电容,一般取值为2.2Uf-4.7uF。R3为上拉电阻。表1 各引脚对地的静态工作电压
引脚12345678电压/V2.52.51.501.41.00.25
1.3 控制电路的设计控制电路主要是由单片机89S51及其简单的外围电路组成,其主要工作如下,通过TXD引脚接收来自CX20106的输出信号,经过单片机的软件解码后,再将信号通过P0脚输出,经过74LS154译码,从而控制对象,本系统中,模拟对象为32个发光二极管,同时在LCD上显示出它们的状态,蜂鸣器工作(每收到一个有用信号,鸣叫一声)[2]。1.4 LCD显示的设计本设计中,LCD显示是为了显示出被控对象的状态,包括:被控制的对象和它的状态。显示器件直接接89S51,通过P1口传输数据,使用P2.0和P2.1两端口控制。电路如图4。
图4 电路图2 系统软件设计单片机控制电路主要由89S51组成。其作为整个控制系统的核心,负责对数据的采集、解码、驱动发光二极管以及LCD显示。2.1 软件解码的设计解码的关键是如何识别/00和/10,从位的定义我们可以发现/00、/10均以0.56ms的低电平开始,不同的是高电平的宽度不同,/00为0.56ms,/10为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别/00和/10。如果从0.56ms低电平过后,开始延时,0.56ms以后,若读到的电平为低,说明该位为/00,反之则为/10,为了可靠起见,延时必须比0.56ms长些,但又不能超过1.12ms,否则如果该位为/00,读到的已是下一位12
河南机电高等专科学校学报 2009年1期的高电平,因此取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最为可靠,一般取0.84ms左右。根据红外编码的格式,程序应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码[3]。2.2 LCD驱动程序本系统显示模块采用KS0070(44780)16x2字符液晶屏,AT89C52的晶振频率为12MHz。#defineLcd1602CmdPortXBYTE[0xE000] //命令口地址E=1RS=0RW=0#defineLcd1602WdataPortXBYTE[0xE100] //数据口地址E=1RS=1RW=0#defineLcd1602StatusPortXBYTE[0xE200] //状态口地址E=1RS=0RW=1#defineclrscr()LcdWriteCommand(0x01,1);//定义宏显示清屏voidLcdReset(void);//LCD初始化程序voidDispOneChar(Ucharx,Uchary,UcharWdata);//在指定位置显示字符voidLocateXY(charposx,charposy);//光标定位函数voidprintx(charposx,charposy,Uchar*str);//指定坐标显示连续字符串2.3 主程序的设计要点89S51将解调后的编码读入,再由内部将读入的编码译成相应的路控制信号。以下是主程序的设计要点:1)正确解码必须从一组码的起始进行。为此程序在初始化后,首先检测码间隔标志(29H).0,如果为1,表明是一组码的开始,程序就将码长计数器清零,从头开始计数。2)为防止其他遥控码的干扰,当接收到前8位码后,要检查它的值是否为01H。如果是,则置位用户码标志(29H).1。只有用户码标志为1时,收到的后8位码才作为有效操作码处理。3)为了得到正确的解码结果,要检查32位遥控编码中用户码和操作码各自的反相一致性。正极性的用户码留在BUF3中,负极性的用户码留在BUF2中,正极性的操作码留在BUF1中,负极性的操作码留在BUF0中。然后比较BUF3和BUF2中的内容,以及BUF1和BUF0中的内容,如果都满足反相一致才进入下一步,否则,作无效码处理[4,5]。
3 结束语本文通过AS1213红外遥控系统中的专用发射集成电路及其外围电路来发射红外,以CX20106构成红外接收电路,通过以89S51为核心的单片机来处理接收到的数据,从而达到控制对象的目的。在完备而可靠的硬件设计的条件下,设计了一套强大的软件系统,来实现对被控对象的精确控制。(责任编辑 吕春红)参考文献:[1]谢自美.电子线路设计实验与测试[M].武汉:华中科技大学出版社,2002.[2]周平.单片机应用技术[M].北京:高等教育出版社,2002.[3]纪宗南.红外线遥控发射器的原理及应用[J].国外电子元器件,1999,(10):32-34.[4]李桂和.电器及其控制[M].重庆:重庆大学出版社,1993.[5]陈玻岩.红外系统[M].北京:国防工业出版社,1988.
ResearchonDesignofInfraredRemoteManipulatorSystemLIWe,ietal(BasicCourseDep,tHenanMechanicalandElectricalEngineeringCollege,Xinxiang453002,China)Abstract:LaunchinfraredthroughtheAS1213infraredremotecontrolsysteminspecial-purposelaunchinte2gratedcircuitaswellasitsperipheryelectriccircui.tButtaketheCX20106constitutioninfraredacceptingcircui,tagainthroughby89S51asthedatawhichthecoremonolithicintegratedcircuitprocessesreceives,thusachievesthecontrolledmemberthegoa.lDesignsinthereliablehardwareunderthecondition,hasdesignedthesoftwaresys2tems,realizestotheobjecttheaccuracycontro.lKeywords:infraredremotecontro;lmonolithicintegratedcircui;tcorrespondence