单片机的遥控开关的设计
引 言 5
一、总体设计方案 5
（一）机型及元器件选择 5
（二）单片机的选择 5
（三）AT89C51 单片机的硬件结构 5
（四）软、硬件功能划分 6
（五）总体的方案设计 6
二、系统硬件设计 7
（一）硬件要求 7
（二）键盘接口 8
（三）LED 显示器 9
（四）发射部分 9
（五）接收部分 10
三、系统的软件设计 11
（一）整体框架设计框图 11
（二）发射部分 12
（三）接收部分 14
致 谢 16
参考文献 17
附录程序 18
引 言
随着远程教育系统的不断发展和日趋完善，利用多媒体作为教学手段在各级各类学校都得到了广泛应用。近年来，在多媒体教学系统的使用、开发和研制中，经常遇到同时使用多种设备，如：数字投影机、DVD、VCD、录像机、电视机等，由于各种设备都自带遥控器，而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同，操纵这些设备得使用多种遥控器，给使用者带来了诸多不便。本次毕业设计的主题就是红外遥控电路设计。红外遥控的特点是利用红外线进行点对点通信的技术，不影响周边环境，不干扰其他电器设备。室内近距离（小于10米），信号无干扰、传输准确度高、体积小、功率低的特点,遥控中得到了广泛的应用。通过基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制，可以选择不同的按键来控制不同的设备。从而方便快捷的实现对电器的控制。
一、总体设计方案
（一）机型及元器件选择
此次设计所采用的单片机的名称是AT89C51，用其控制红外信号。在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
发射部分采用的元器件有AT89C51芯片、发光二极管、三极管、警惕振荡器等。在红外接收部分采用的元器件有LED数码管显示器、红外接收器ST188等。
（二）单片机的选择
单片机的主要性能指标有:字长、主频、指令执行时间、电源功耗等。选择单片机不仅要考虑其主要的性能指标，更要考虑单片机的中断能力、接口、片内存储器大小、抗干扰能力等。本次设计所选的单片机为AT89C51，其引脚结构图如图1-1所示。
图1-1 AT89C51引脚
主要引脚功能介绍：
1）电源及时钟引脚：Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2。
2）控制引脚：/PSEN、ALE、/EA、RESET(即RST）。
3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O的外部引脚。
（三）AT89C51 单片机的硬件结构
1.微处理器（CPU）
有一个8位的CPU，包括运算器和控制器两大部分，增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以位变量的处理。
2.数据存储器（RAM）
分为片内与片外两部分。片内为128B，片外最多可以外扩64KB。片内的128B的RAM以告诉RAM形式集成在单片机内。可以加快单片机的运行速度，而且还可以降低功耗。
3. 程序存储器（ROM/EPROM）
用来存储程序，8031没有此部件，8051为4KB的ROM；8751为4KB的EPROM。片外最多可以扩至64KB。
4.中断系统
具有5个中断源，2级中断优先权。
5.定时器/计数器
片内有2个16位的定时器/计数
6.串行口
1个全双工的串行口，具有四种工作方式。可用来进行串行通讯，扩展并行I/O口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广。
7.并行口
2个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3）
8.特殊功能寄存器（SFR）
共有21个、用于CPU对片内各功能部件进行管理、控制、监视。是一些控制器和状态寄存器，具有特殊功能的RAM区。
AT89C51是一种低功耗、高性能、内含4KB闪速存储器的8位CMOS控制器。这种器件系以ATMEL高密度不挥发存储技术制造，与工业标准MCS——51指令系统和引脚完全兼容。片内闪速存储器的程序代码或数据可以在线写入,亦可通过常规的编程器编程。
AT89C51芯片内部具有下列硬件资源：4KB闪速存储器、128个字节RAM、32条I/O线，两个16位定时/计数器、五源两级终端结构、全双工串行口、片内振荡器及时钟电路等。
正是由于AT89C51具有以上优点，所以我选择了它作为系统硬件所选单片机类型。
（四）软、硬件功能划分
本次设计的硬件部分包括红外发射和红外遥控接收两个部分。系统的软件部分的设计是在红外遥控发射端对红外信号进行编码，在接收端进行解码，这就要求编译显影的功能程序执行各自操作，最终实现对硬件电路的智能控制的目的。软件部分的程序包括键盘扫描程序、键号处理程序、38KHz载波及编码脉冲发射程序、遥控接收及处理程序、延迟子程序。
（五）总体的方案设计
系统组成如图1-2所示。系统由发射部分和接收部分组成。发射部分采用脉冲个数编码，将待发射信号调制成38KHz的载波信号，由红外发射管进行发射。接收部分由红外接收管进行解码接收，单片机通过对所接收的信号进行分析，输出相应的控制信号，由发光二极管和数码管指示出发射部分按下的按键号。
二、系统硬件设计
（一）硬件要求
一个单片机应用系统的硬件设计包括两大部分内容：
1.单片机系统的扩展部分设计
它包括存储器扩展和I/O接口扩展。存储器的扩展指RPROM、EEPROM和RAM的扩展。
2.各个功能模块的设计
如信号测量功能模块、信号控制功能模块、人机对话功能模块、通信功能模块等，根据系统功能要求配置相应的A/D、D/A、键盘、显示器、打印机等外围设备。
由HRM5700B红外先发射管及相关元件组成的红外发射电路中的红外信号经过AT89C51单片机处理时对其定时器/计数器的工作方式的选择有直接影响。首先了解AT89C51单片机的4种工作方式。
AT89C51单片机的定时器/计数器的结构如下图2-1所示。
定时器/计数器 T0由特殊功能寄存器TH0、TL0构成，定时器/计数器T1由特殊功能寄存器TH0、TL1构成。特设功能寄存器TMOD用于选择定时器/计数器T0、T1得工作模式和工作方式。特殊功能寄存器TCON用于控制T0、T1得启动和停止计数，同时包含了T0、T1得状态。TMOD、TCON这两个寄存器的内容由软件设置。单片机复位时，两个寄存器得所有位都被清0。
定时器/计数器得4种工作方式：
1.方式0（M1、M0为00）：
为13位的计数器 ，C/T 位决定工作模式：
0：开关打在上面，为定时器工作模式；
（二）键盘接口
键盘在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据、传送命令等功能，是人工干预单片机的主要手段。
一、总体设计方案 5
（一）机型及元器件选择 5
（二）单片机的选择 5
（三）AT89C51 单片机的硬件结构 5
（四）软、硬件功能划分 6
（五）总体的方案设计 6
二、系统硬件设计 7
（一）硬件要求 7
（二）键盘接口 8
（三）LED 显示器 9
（四）发射部分 9
（五）接收部分 10
三、系统的软件设计 11
（一）整体框架设计框图 11
（二）发射部分 12
（三）接收部分 14
致 谢 16
参考文献 17
附录程序 18
引 言
随着远程教育系统的不断发展和日趋完善，利用多媒体作为教学手段在各级各类学校都得到了广泛应用。近年来，在多媒体教学系统的使用、开发和研制中，经常遇到同时使用多种设备，如：数字投影机、DVD、VCD、录像机、电视机等，由于各种设备都自带遥控器，而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同，操纵这些设备得使用多种遥控器，给使用者带来了诸多不便。本次毕业设计的主题就是红外遥控电路设计。红外遥控的特点是利用红外线进行点对点通信的技术，不影响周边环境，不干扰其他电器设备。室内近距离（小于10米），信号无干扰、传输准确度高、体积小、功率低的特点,遥控中得到了广泛的应用。通过基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制，可以选择不同的按键来控制不同的设备。从而方便快捷的实现对电器的控制。
一、总体设计方案
（一）机型及元器件选择
此次设计所采用的单片机的名称是AT89C51，用其控制红外信号。在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
发射部分采用的元器件有AT89C51芯片、发光二极管、三极管、警惕振荡器等。在红外接收部分采用的元器件有LED数码管显示器、红外接收器ST188等。
（二）单片机的选择
单片机的主要性能指标有:字长、主频、指令执行时间、电源功耗等。选择单片机不仅要考虑其主要的性能指标，更要考虑单片机的中断能力、接口、片内存储器大小、抗干扰能力等。本次设计所选的单片机为AT89C51，其引脚结构图如图1-1所示。
图1-1 AT89C51引脚
主要引脚功能介绍：
1）电源及时钟引脚：Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2。
2）控制引脚：/PSEN、ALE、/EA、RESET(即RST）。
3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O的外部引脚。
（三）AT89C51 单片机的硬件结构
1.微处理器（CPU）
有一个8位的CPU，包括运算器和控制器两大部分，增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以位变量的处理。
2.数据存储器（RAM）
分为片内与片外两部分。片内为128B，片外最多可以外扩64KB。片内的128B的RAM以告诉RAM形式集成在单片机内。可以加快单片机的运行速度，而且还可以降低功耗。
3. 程序存储器（ROM/EPROM）
用来存储程序，8031没有此部件，8051为4KB的ROM；8751为4KB的EPROM。片外最多可以扩至64KB。
4.中断系统
具有5个中断源，2级中断优先权。
5.定时器/计数器
片内有2个16位的定时器/计数
6.串行口
1个全双工的串行口，具有四种工作方式。可用来进行串行通讯，扩展并行I/O口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广。
7.并行口
2个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3）
8.特殊功能寄存器（SFR）
共有21个、用于CPU对片内各功能部件进行管理、控制、监视。是一些控制器和状态寄存器，具有特殊功能的RAM区。
AT89C51是一种低功耗、高性能、内含4KB闪速存储器的8位CMOS控制器。这种器件系以ATMEL高密度不挥发存储技术制造，与工业标准MCS——51指令系统和引脚完全兼容。片内闪速存储器的程序代码或数据可以在线写入,亦可通过常规的编程器编程。
AT89C51芯片内部具有下列硬件资源：4KB闪速存储器、128个字节RAM、32条I/O线，两个16位定时/计数器、五源两级终端结构、全双工串行口、片内振荡器及时钟电路等。
正是由于AT89C51具有以上优点，所以我选择了它作为系统硬件所选单片机类型。
（四）软、硬件功能划分
本次设计的硬件部分包括红外发射和红外遥控接收两个部分。系统的软件部分的设计是在红外遥控发射端对红外信号进行编码，在接收端进行解码，这就要求编译显影的功能程序执行各自操作，最终实现对硬件电路的智能控制的目的。软件部分的程序包括键盘扫描程序、键号处理程序、38KHz载波及编码脉冲发射程序、遥控接收及处理程序、延迟子程序。
（五）总体的方案设计
系统组成如图1-2所示。系统由发射部分和接收部分组成。发射部分采用脉冲个数编码，将待发射信号调制成38KHz的载波信号，由红外发射管进行发射。接收部分由红外接收管进行解码接收，单片机通过对所接收的信号进行分析，输出相应的控制信号，由发光二极管和数码管指示出发射部分按下的按键号。
二、系统硬件设计
（一）硬件要求
一个单片机应用系统的硬件设计包括两大部分内容：
1.单片机系统的扩展部分设计
它包括存储器扩展和I/O接口扩展。存储器的扩展指RPROM、EEPROM和RAM的扩展。
2.各个功能模块的设计
如信号测量功能模块、信号控制功能模块、人机对话功能模块、通信功能模块等，根据系统功能要求配置相应的A/D、D/A、键盘、显示器、打印机等外围设备。
由HRM5700B红外先发射管及相关元件组成的红外发射电路中的红外信号经过AT89C51单片机处理时对其定时器/计数器的工作方式的选择有直接影响。首先了解AT89C51单片机的4种工作方式。
AT89C51单片机的定时器/计数器的结构如下图2-1所示。
定时器/计数器 T0由特殊功能寄存器TH0、TL0构成，定时器/计数器T1由特殊功能寄存器TH0、TL1构成。特设功能寄存器TMOD用于选择定时器/计数器T0、T1得工作模式和工作方式。特殊功能寄存器TCON用于控制T0、T1得启动和停止计数，同时包含了T0、T1得状态。TMOD、TCON这两个寄存器的内容由软件设置。单片机复位时，两个寄存器得所有位都被清0。
定时器/计数器得4种工作方式：
1.方式0（M1、M0为00）：
为13位的计数器 ，C/T 位决定工作模式：
0：开关打在上面，为定时器工作模式；
（二）键盘接口
键盘在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据、传送命令等功能，是人工干预单片机的主要手段。
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