基于單片機(jī)的紅外遙控設(shè)計(jì)

郭明旺 韓曉翠

【摘要】時(shí)至今日，紅外遙控技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到生產(chǎn)生活各個(gè)方面，大到航空航天等高端科技，小到日常所用各類遙控器，故此，設(shè)計(jì)這個(gè)基于單片機(jī)的紅外遙控模擬系統(tǒng)。該遙控模擬系統(tǒng)主要為了日常家庭使用電器所需要的遙控功能而設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)總體任務(wù)是LED燈根據(jù)遙控信號(hào)點(diǎn)亮，并由點(diǎn)亮的方向決定繼電器的開關(guān)，從而決定外部電路的通斷。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分為紅外發(fā)射、接收端，STC89C51單片機(jī)引腳連接，LED顯示部分和繼電器部分硬件設(shè)計(jì)，然后調(diào)試運(yùn)行。模擬出繼電器和LED根據(jù)遙控信號(hào)工作，把LED顯示和外電路通斷聯(lián)系起來。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī);紅外遙控;繼電器

Abstract：Today，Infrared remote control technology has been applied to the production of all aspects of life，Big to aerospace and other high-end technology，small to use all kinds of remote control，Therefore，Design the infrared remote control simulation system based on single chip microcomputer.Use the remote control simulation system is mainly for household appliances required function of remote control and design.Overall mission is to design LED lights according to the remote signal light，and determined by the direction of the light relay switch，and the on-off of the external circuit.Design content consists of infrared emission and receiving end，STC89C51 microcontroller pin connection，LED display parts and relay hardware design，then test and operation.Result is that simulate the relay and LED work according to the remote signal，to connect an electric road LED display and the fault.

Key Words：Single chip microcomputer;Infrared remote control;electric relay

引言

常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。發(fā)射紅外線部分的主要為紅外發(fā)光二極管。紅外發(fā)光二極管實(shí)際上是一個(gè)特殊的發(fā)光二極管，由于紅外發(fā)光二極管內(nèi)部用料不同于普通二極管，因而在紅外發(fā)光二極管兩端施加一定電壓時(shí)，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。即使其他的無線傳輸方式（如藍(lán)牙）持續(xù)被開發(fā)出來，這種科技直到現(xiàn)在還持續(xù)廣泛被使用。

設(shè)計(jì)是基于STC89C51單片機(jī)的遙控器模擬控制系統(tǒng)，利用紅外線發(fā)射電路即遙控器的發(fā)射端發(fā)射不同頻率的信號(hào)，發(fā)射后紅外線接收器接收，再送入STC89C51單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行解碼，解碼后輸出到單片機(jī)輸出端口，輸出端口接A、B、C、D、E、F、G、H 等8路LED顯示燈顯示。

1.硬件部分設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心，組成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。硬件電路由單片機(jī)、LED、LCD顯示、電源等組成。系統(tǒng)所需要的器件包括 STC89C51芯片一塊，繼電器1個(gè)，LCD合成板1個(gè)，100μF的電容1個(gè)，1μf電容1個(gè)。11.0592MHZ的晶振一個(gè)，10K電阻8個(gè)，1K電阻8個(gè)，2.4K電阻2個(gè)，470歐的電阻12個(gè)，LED發(fā)光二級(jí)管8個(gè)，4腳的排針1個(gè)2腳的排針一個(gè)，其它硬件器材若干。

1.1 紅外遙控器設(shè)計(jì)部分

紅外遙控由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編碼和解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作。

1.1.1 紅外發(fā)射部分

以紅外遙控發(fā)射器專用芯片日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路。當(dāng)發(fā)射器有鍵按下，即有遙控碼發(fā)出，按下的鍵不同遙控編碼信號(hào)也不同。這種遙控編碼信號(hào)具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”;以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”。 “0”和“1”組成的二進(jìn)制碼進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向外界發(fā)射。[1]

1.1.2 紅外接收部分

紅外線接收器采用一體化紅外接收頭IRM-3638，它集紅外線接收和放大器整形于一體，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號(hào)兼容的所有工作，紅外接收器適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。

1.2 單片機(jī)芯片的選型

設(shè)計(jì)采用的是一款8位STC89C51單片機(jī)，它具有一個(gè)4KB的FLASH程序存儲(chǔ)器，一個(gè)512字節(jié)的RAM，16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，8位的雙向可位尋址I/O端口，1個(gè)串行口，5個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。

它相對(duì)于其它單片機(jī)的優(yōu)越性：

（1）STC89C51單片機(jī)采用串口編程，易于大部分程序的開發(fā);

（2）程序可擦除，重復(fù)燒錄;

（3）I/O端口具有復(fù)用功能，操作者可以通過程序設(shè)置相關(guān)寄存器，選擇相應(yīng)的功能;

（4）開發(fā)方便，是現(xiàn)如今最簡便的開發(fā)芯片。

1.3 顯示部分

液晶顯示模塊選用LCD1602，與單片機(jī)P0口連接;LED分為8路，采用8個(gè)發(fā)光二極管，分別連接八個(gè)1K的電阻再連接到電源，另一端用排線連接到單片機(jī)的P1口。

1.4 系統(tǒng)總體電路圖

根據(jù)模擬系統(tǒng)的方案要求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體電路圖，如圖1所示。其中，LCD1602顯示模塊接單片機(jī)P0口的P00到P07;LED燈模塊接P1口的P10到P17;繼電器接P14;紅外接收頭接P32。

2.軟件部分設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)面向硬件，選用C語言編程。主要用于紅外遙控LED燈，實(shí)現(xiàn)與繼電器的協(xié)同作業(yè)，當(dāng)LED燈走向發(fā)生變化，即引起繼電器電位變化，從而模擬出遙控器的工作。系統(tǒng)流程圖如圖2所示。

圖2 流程圖

主要程序有檢查LCD忙狀態(tài)、LCD初始化、設(shè)定顯示位置、寫指令數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)到LCD、LED模塊控制等。

檢查LCD忙狀態(tài)程序代碼如下：

bit lcd_busy（ ）

{

bit result;

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 1;

LCD_EN = 1;

delayNOP（ ） ;

result = （ bit ） （ P0 & 0x80 ） ;

LCD_EN = 0;

return（ result ）;

}

其程序代碼略。

3.調(diào)試運(yùn)行

硬件準(zhǔn)備齊全，焊接完畢后，即可進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行階段。該階段為測試硬件與軟件的切合程度，程序與電子元器件的美妙變化。具體步驟如下：

3.1 程序燒錄

在keil環(huán)境下編輯、調(diào)試C文件，生成Hex文件，再把Hex程序燒錄到單片機(jī)中。

3.2 遙控器選擇模式

遙控器按下“Mode”鍵后，在LCD上顯示出選擇模式，然后用快進(jìn)鍵轉(zhuǎn)換模式，顯示“tx-led”，用開始鍵選擇開始LED顯示模式，操作顯示如圖3所示。

圖3 操作圖

3.3 遙控器遙控LED

開始LED模式后，LED燈第一個(gè)亮，此時(shí)繼電器低電平處于打開狀態(tài)，外電路不工作。按遙控器快退鍵選擇LED燈上行，LED燈依次亮起，此時(shí)按下快進(jìn)鍵，LED燈點(diǎn)亮的方向變化，繼電器閉合，外電路工作，操作結(jié)果如圖4所示。

圖4 操作圖

4.結(jié)語

本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的紅外遙控LED顯示，采用STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)作為控制核心，運(yùn)用紅外遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的點(diǎn)亮控制，并對(duì)其亮燈的方向轉(zhuǎn)換來控制繼電器，使外電路通斷，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有控制電路簡單，高效節(jié)能，使用便捷等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能包括紅外發(fā)射、繼電器開關(guān)控制、紅外接收、LED燈的遙控等。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

郭明旺（1990—），男，山東臨沂人，大學(xué)本科，研究方向：單片機(jī)應(yīng)用。

指導(dǎo)老師：韓曉翠（1971—），女，山東臨沂人，碩士，臨沂大學(xué)汽車學(xué)院副教授，主要研究方向：智能控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用。