红外线电源开关遥控
摘 要本文所介绍的是由一个普通红外遥控器作为信号源，一体化红外接收头接收信号的红外线电源开关遥控系统。采用USB A型接口对整个系统供电，利用VS838红外接收头接收红外遥控器信号并由单片机STC89C52RC进行解码处理，解码完成后，单片机STC89C52RC会对电磁继电器进行驱动，最终实现对电源开关的功能性控制。论文简要的介绍了红外线接收原理和解码原理及其算法、STC89C52RC单片机以及红外线解码程序编写的结构和思路，同时对系统中继电器驱动的有关问题进行了详细的分析。
目 录
第一章 引言 1
第二章 红外遥控系统分析 2
2.1红外遥控系统的基本原理 2
2.2红外遥控器的发展及原理 2
2.3单片机的发展及基本原理 4
2.4红外解码原理 5
2.5继电器的基本原理 6
2.6程序模块化原理 7
第三章 红外遥控系统设计 8
3.1系统总体组成设计 8
3.2主要器件的选择 8
3.3红外遥控系统相关电路图 13
3.4系统软件部分设计 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录A 系统组成框图 19
附录B 元器件清单 20
附录C 程序流程及程序 21
引言
随着电子科技的发展和信息时代的到来，越来越多的高科技电子产品开始步入人们的生活。在这些电子产品中，绝大部分是要用红外遥控器控制的，使用红外遥控器控制电子产品给人们的生活带来了很大的便利。红外线遥控技术是一种无线的，非接触性控制的技术，它具有功耗低、成本低、功能强、容易控制、抗干扰能力强、易实现和操作容易等显著优点。红外线遥控的使用不仅可以让信息更安全更稳定的传输而且可以有效的防止电气干扰。
遥控技术是对受控目标进行远距离操控和监测的技术。它是在通信技术，自动控制技术和计算机技术三大技术的基础上形成的一门综合性技术。而完成整个遥控任务的设备组合在一起称作遥控系统。遥控系统不但可以传输离散的控制信号（比如电源的通断），也可以传输连续的控制信号（比如控制电视
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
机音量的大小）。
红外遥控不会干扰电气设备，也不会影响周边的环境；电路的调试特别简单，只要提前设计好电路图，并且按照电路图进行连接，基本不用经过过多的调试就可以正常运行；红外遥控的编码和解码很容易，在室内短距离的遥控中应用很广泛；运用单片机进行红外遥控控制设计，有着编程灵活多变，操控个数随意设置等优点。目前，市场上的电子设备大都采用专用的编解码集成电路，且功能受到一定的限制，只适用于特定的电子产品的应用。本设计正是应用了这一特点，使用了独立的地址码进行编码，因此可以选择我们想用来控制的按键对电源开关进行控制。
第二章 红外遥控系统分析
2.1红外遥控系统的基本原理
整个遥控系统是由红外信号接收电路和红外信号接收两个部分组成。由图21所示：
图21 红外遥控系统框图
红外发射电路存在于遥控器内，它由晶体振荡器、晶体管、发光二极管、处理芯片和键盘几个部分组成。它的工作原理是通过内部的振荡器与外部的振荡晶体形成一个高频振荡器，它可以产生高频震荡信号。这个信号被送到信号发生器后会产生正弦信号和定时脉冲信号。经过编码调制器的调制后，正弦信号会被当作载波信号传输，而定时脉冲信号会经过发生器和编码器成为时间标准信号。当一个按键按下时，符合于这些按键的控制信号会通过各自的引脚输入到键控编码器，然后输出对应的数字信号。最后指令码信号会通过编码器输出，经过调制器调制后，指令码信号会形成载有对应功能的高频脉冲串，输出到晶体管，由晶体管进行放大，然后通过红外发光二极管发射出脉冲调制信号。
红外接收电路主要由光电转换放大器电路、解调电路和解码电路组成。接收电路可以将发射电路所发射出来的调制信号接收下来，红外接收头通过放大、解调等一系列操作后会生成串行二进制码，这些二进制码包含着遥控器所发射出来的按键信息，但是这些信息并不能被CPU所识别，所以还需要对这些二进制码进行解码，解码成功后生成的TTL信号会直接传送至单片机，由单片机进行进一步的解码操作。单片机将信号进行解码后再通过继电器实施各种操作控制。
2.2红外遥控器的发展及原理
世界上最早的遥控器之一，是尼古拉特斯拉在1898年发明的，他曾经为爱迪生工作，也是一位天才发明家。到了1950年，有线遥控器的假想也成为了现实。美国的一家名为Zenith的电器公司研发了世界上第一款电视遥控器，但是这个时候的遥控器还是有线的。到了1955年，这家公司又发明了一个无线遥控装置名叫“Flashmatic”，但是此装置不能判断光束是否来自遥控器，且操作不方便，因此没有被市场认可。到了1956年，一款利用超声波来控制电器的遥控器诞生了，但是由于它很容易被其它超声波器件所干扰，所以有着很大的局限性。直到1961年，多功能遥控器的假想才成为了现实。它是由美国RCA VICTOR公司生产的，是全球第一款无线遥控器，它虽然长相比较雷人，但是功能却不输于后来的一些遥控器产品。
1980年，当可以用来接收和发射红外线的半导体被研究出来后，红外线遥控器就开始普及开来，并且逐步替代超声波遥控器。红外遥控器所发射的指令波长在0.76um和1.5um之间。之所以用红外作为遥控器的光源，是因为目前的红外接收器件和红外发射器件光谱重合，能够得到比较高的可靠性和传输效率。红外遥控器的制作成本极低，优点也显而易见，因此被广泛使用到现在。2007年，索尼发布了RF射频遥控器，预示着未来无线通信的标准。RF射频遥控器不需要将遥控器对准电视即可控制电视，因此目前绝大多数电视厂商都采用了主流的RF射频遥控技术。红外遥控器将逐渐被RF射频遥控器所替代。
2.2.1红外遥控器的编码
现在我们来看一看红外遥控器是怎么编码的，当一个按键被按下时，遥控器会发出一个什么样子的信号波形，如图22所示：
图22 信号波形
由图22可知，当随机按下一个按键超过22ms时，振荡器会让芯片激活，发射一组108ms的编码脉冲（见图22位置1）。如果按下的时间超过108ms，那么接下来发射的代码只由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。位置1的放大波形如图23所示：
图23 位置一放大波形
目 录
第一章 引言 1
第二章 红外遥控系统分析 2
2.1红外遥控系统的基本原理 2
2.2红外遥控器的发展及原理 2
2.3单片机的发展及基本原理 4
2.4红外解码原理 5
2.5继电器的基本原理 6
2.6程序模块化原理 7
第三章 红外遥控系统设计 8
3.1系统总体组成设计 8
3.2主要器件的选择 8
3.3红外遥控系统相关电路图 13
3.4系统软件部分设计 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录A 系统组成框图 19
附录B 元器件清单 20
附录C 程序流程及程序 21
引言
随着电子科技的发展和信息时代的到来，越来越多的高科技电子产品开始步入人们的生活。在这些电子产品中，绝大部分是要用红外遥控器控制的，使用红外遥控器控制电子产品给人们的生活带来了很大的便利。红外线遥控技术是一种无线的，非接触性控制的技术，它具有功耗低、成本低、功能强、容易控制、抗干扰能力强、易实现和操作容易等显著优点。红外线遥控的使用不仅可以让信息更安全更稳定的传输而且可以有效的防止电气干扰。
遥控技术是对受控目标进行远距离操控和监测的技术。它是在通信技术，自动控制技术和计算机技术三大技术的基础上形成的一门综合性技术。而完成整个遥控任务的设备组合在一起称作遥控系统。遥控系统不但可以传输离散的控制信号（比如电源的通断），也可以传输连续的控制信号（比如控制电视
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
机音量的大小）。
红外遥控不会干扰电气设备，也不会影响周边的环境；电路的调试特别简单，只要提前设计好电路图，并且按照电路图进行连接，基本不用经过过多的调试就可以正常运行；红外遥控的编码和解码很容易，在室内短距离的遥控中应用很广泛；运用单片机进行红外遥控控制设计，有着编程灵活多变，操控个数随意设置等优点。目前，市场上的电子设备大都采用专用的编解码集成电路，且功能受到一定的限制，只适用于特定的电子产品的应用。本设计正是应用了这一特点，使用了独立的地址码进行编码，因此可以选择我们想用来控制的按键对电源开关进行控制。
第二章 红外遥控系统分析
2.1红外遥控系统的基本原理
整个遥控系统是由红外信号接收电路和红外信号接收两个部分组成。由图21所示：
图21 红外遥控系统框图
红外发射电路存在于遥控器内，它由晶体振荡器、晶体管、发光二极管、处理芯片和键盘几个部分组成。它的工作原理是通过内部的振荡器与外部的振荡晶体形成一个高频振荡器，它可以产生高频震荡信号。这个信号被送到信号发生器后会产生正弦信号和定时脉冲信号。经过编码调制器的调制后，正弦信号会被当作载波信号传输，而定时脉冲信号会经过发生器和编码器成为时间标准信号。当一个按键按下时，符合于这些按键的控制信号会通过各自的引脚输入到键控编码器，然后输出对应的数字信号。最后指令码信号会通过编码器输出，经过调制器调制后，指令码信号会形成载有对应功能的高频脉冲串，输出到晶体管，由晶体管进行放大，然后通过红外发光二极管发射出脉冲调制信号。
红外接收电路主要由光电转换放大器电路、解调电路和解码电路组成。接收电路可以将发射电路所发射出来的调制信号接收下来，红外接收头通过放大、解调等一系列操作后会生成串行二进制码，这些二进制码包含着遥控器所发射出来的按键信息，但是这些信息并不能被CPU所识别，所以还需要对这些二进制码进行解码，解码成功后生成的TTL信号会直接传送至单片机，由单片机进行进一步的解码操作。单片机将信号进行解码后再通过继电器实施各种操作控制。
2.2红外遥控器的发展及原理
世界上最早的遥控器之一，是尼古拉特斯拉在1898年发明的，他曾经为爱迪生工作，也是一位天才发明家。到了1950年，有线遥控器的假想也成为了现实。美国的一家名为Zenith的电器公司研发了世界上第一款电视遥控器，但是这个时候的遥控器还是有线的。到了1955年，这家公司又发明了一个无线遥控装置名叫“Flashmatic”，但是此装置不能判断光束是否来自遥控器，且操作不方便，因此没有被市场认可。到了1956年，一款利用超声波来控制电器的遥控器诞生了，但是由于它很容易被其它超声波器件所干扰，所以有着很大的局限性。直到1961年，多功能遥控器的假想才成为了现实。它是由美国RCA VICTOR公司生产的，是全球第一款无线遥控器，它虽然长相比较雷人，但是功能却不输于后来的一些遥控器产品。
1980年，当可以用来接收和发射红外线的半导体被研究出来后，红外线遥控器就开始普及开来，并且逐步替代超声波遥控器。红外遥控器所发射的指令波长在0.76um和1.5um之间。之所以用红外作为遥控器的光源，是因为目前的红外接收器件和红外发射器件光谱重合，能够得到比较高的可靠性和传输效率。红外遥控器的制作成本极低，优点也显而易见，因此被广泛使用到现在。2007年，索尼发布了RF射频遥控器，预示着未来无线通信的标准。RF射频遥控器不需要将遥控器对准电视即可控制电视，因此目前绝大多数电视厂商都采用了主流的RF射频遥控技术。红外遥控器将逐渐被RF射频遥控器所替代。
2.2.1红外遥控器的编码
现在我们来看一看红外遥控器是怎么编码的，当一个按键被按下时，遥控器会发出一个什么样子的信号波形，如图22所示：
图22 信号波形
由图22可知，当随机按下一个按键超过22ms时，振荡器会让芯片激活，发射一组108ms的编码脉冲（见图22位置1）。如果按下的时间超过108ms，那么接下来发射的代码只由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。位置1的放大波形如图23所示：
图23 位置一放大波形
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