红外感应开关的设计与制作
摘 要本文主要设计的是一款智能红外感应开关系统，这款系统的实现解决了目前市面上大多数相关系统研发成本高昂的问题，与此同时改善了大多数系统所存在的普遍的缺点，将总体的功耗降低到了低功耗的特征。本文设计的这款红外感应开关系统能够实现对系统周围是否有人进行准确检测，当检测到周围有人时立即将继电器开关闭合，而无人时则自动将继电器断开，与此同时还可以通过红外遥控器对继电器开关进行远程遥控，在系统的硬件电路方面配置了STC89C51单片机最小系统电路以及液晶屏显示电路、HC-SR501热释电传感器电路、继电器驱动电路和红外遥控接收电路等一些子电路。在硬件系统中以STC89C51单片机作为主控，通过该微处理器芯片实现对周围功能电路的驱动，从而为软件系统提供硬件基础；在软件系统设计方面，通过C语言构建程序代码，烧录到STC89C51单片机芯片后进行程序执行。在最终的验证环节中，对红外感应开关系统的所有功能进行了验证，验证结果表明已经实现了预期设计目标。
目录
一、 引言 1
（一） 红外感应开关的发展背景 1
（二） 红外感应开关的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 红外感应开关的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏简介 4
（四） 热释电红外传感器简介 4
（五） 继电器开关模块简介 5
（六） 红外遥控器接收头简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 人体检测电路设计 8
（四） 继电器开关控制电路设计 8
（五） 红外遥控电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 红外感应开关的主程序流程设计 11
（二） 显示屏驱动子程序流程设计 12
（三） 人体红外线感应子程序流程设计 12
（四） 继电器开关控制子程序流程设计 13
（五） 接收头驱动子程序流程设计 13
总结 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
5
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 20
附录四 程序 21
引言
红外感应开关的发展背景
通过对红外感应开关系统的发展历程进行整理和各个阶段的高性能产品来看，采用STC89C51单片机来作为这种系统的主控是一种较佳的选择，得出这个观点的主要原因是考虑到红外感应开关系统在单片机控制系统中属于一种中小型的控制系统，它不需要非常复杂的算法流程以及微处理器内部模块资源来作为铺垫，它所实现的功能也较为常见，因此一些市面上常用的微处理器芯片就能够实现对这种系统的灵活控制，再结合一些性能优秀的传感器模块就能够实现较为出色的红外感应开关系统，然而这也需要编程者自身资质较为出色，而STC89C51单片机作为当今市面上一款最为常用的芯片来说，不但内部功能模块丰富，并且其CPU的运算速度也非常快速，能够将红外感应开关系统中产生的数据进行快速处理和运算并得到准确结果，并且目前网络上关于STC89C51单片机的开发资料非常丰富，尤其是开发红外感应开关系统过程中所遇到的常见问题和故障都能够查找到，这对于开发性能高端的红外感应开关系统来说非常具有帮助意义。
纵观目前红外感应开关系统的市场来看，要想实现对当前市面上相关产品平均性能的提升，只有选用性能更加强大的微处理器来作为内部核心控制器，并且开发出效率更加流畅、算法更为智能的程序代码，将两者之间进行结合才能够实现，另外在对目前市面上相关产品进行调研的同时，可以发现大多数产品的性价比参数还没有达到最优情况，要对红外感应开关系统产品的性价比进行提升首先需要在硬件电路方面进行着手，在对主控微处理器以及重要传感器的选型上，一定要在保证性能最大化的同时尽量选择价格比较低的产品，同时对于微处理器以及传感器等功能电路的资源浪费现象也要得到重视，尽量避免选择那些性能远远超过本系统需求的器件，经过这些优化和改进才能够使得红外感应开关系统产品的竞争力进行提升。
本课题将要设计的这款红外感应开关系统的历史发展历程比较长，从最初功能非常简易的雏形到当今以高性能微处理器作为主控的智能产品，经历了一段较为曲折悠长的过程，在这期间红外感应开关系统的发展在很大程度上依赖于当时微处理器生产技术以及应用技术的限制，往往这些相关技术和学科的发展能够很大程度上带动红外感应开关系统的同步发展，现如今的32位微处理器是红外感应开关系统中功能最为强大的一种微处理器，能够在一些中高端的红外感应开关系统产品硬件电路中找到这种高性能处理器的影子。
红外感应开关的国内外发展现状
国内外在对红外感应开关系统的研究方面都呈现出了一种较为热情的局面，由于目前对于研发红外感应开关系统所需要的核心元器件的生产研发技术都掌握在了欧美国家的一些企业中，而国内还无法真正掌握这些元器件的核心研发技术，而市面上这些高端性能的红外感应开关系统产品的硬件框架都是由这些基本元器件作为铺垫的，所以缺少了核心技术的支撑，最终研发出来的产品无论是在性能方面还是在成本方面都需要比较大比例的依靠进口，然而在市场上的竞争力也就会稍逊于国外产品，这是目前国内对于红外感应开关系统的研究所面临的现状。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是在提出基于STC89C51单片机的红外感应开关系统课题后，对课题最终能够实现的功能指标进行了反复推敲，力图能够在现有知识水平的前提下将这款红外感应开关系统的性能达到最大化，结合目前市面上大多数红外感应开关系统所能实现的功能指标，本课题将要实现如下预期功能指标：
1、能够将红外感应开关系统的重要运行参数通过高清晰度液晶显示效果展示出来；
2、能够实现HCSR501热释电传感器驱动电路的设计，通过STC89C51单片机GPIO管脚对它的驱动实现对是否有人经过的判断；
3、能够实现继电器的灵活控制，构建C语言代码实现对STC89C51单片机管脚输出电平的控制，从而实现继电器的闭合和断开两种工作状态；
4、能够实现红外遥控功能，当用户按下遥控按键后自动发射遥控指令，红外感应开关系统能够通过HX1838红外接收头进行捕捉并恢复成电信号，随后根据NEX协议进行解码并执行相应子程序；
目录
一、 引言 1
（一） 红外感应开关的发展背景 1
（二） 红外感应开关的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 红外感应开关的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏简介 4
（四） 热释电红外传感器简介 4
（五） 继电器开关模块简介 5
（六） 红外遥控器接收头简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 人体检测电路设计 8
（四） 继电器开关控制电路设计 8
（五） 红外遥控电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 红外感应开关的主程序流程设计 11
（二） 显示屏驱动子程序流程设计 12
（三） 人体红外线感应子程序流程设计 12
（四） 继电器开关控制子程序流程设计 13
（五） 接收头驱动子程序流程设计 13
总结 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
5
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 20
附录四 程序 21
引言
红外感应开关的发展背景
通过对红外感应开关系统的发展历程进行整理和各个阶段的高性能产品来看，采用STC89C51单片机来作为这种系统的主控是一种较佳的选择，得出这个观点的主要原因是考虑到红外感应开关系统在单片机控制系统中属于一种中小型的控制系统，它不需要非常复杂的算法流程以及微处理器内部模块资源来作为铺垫，它所实现的功能也较为常见，因此一些市面上常用的微处理器芯片就能够实现对这种系统的灵活控制，再结合一些性能优秀的传感器模块就能够实现较为出色的红外感应开关系统，然而这也需要编程者自身资质较为出色，而STC89C51单片机作为当今市面上一款最为常用的芯片来说，不但内部功能模块丰富，并且其CPU的运算速度也非常快速，能够将红外感应开关系统中产生的数据进行快速处理和运算并得到准确结果，并且目前网络上关于STC89C51单片机的开发资料非常丰富，尤其是开发红外感应开关系统过程中所遇到的常见问题和故障都能够查找到，这对于开发性能高端的红外感应开关系统来说非常具有帮助意义。
纵观目前红外感应开关系统的市场来看，要想实现对当前市面上相关产品平均性能的提升，只有选用性能更加强大的微处理器来作为内部核心控制器，并且开发出效率更加流畅、算法更为智能的程序代码，将两者之间进行结合才能够实现，另外在对目前市面上相关产品进行调研的同时，可以发现大多数产品的性价比参数还没有达到最优情况，要对红外感应开关系统产品的性价比进行提升首先需要在硬件电路方面进行着手，在对主控微处理器以及重要传感器的选型上，一定要在保证性能最大化的同时尽量选择价格比较低的产品，同时对于微处理器以及传感器等功能电路的资源浪费现象也要得到重视，尽量避免选择那些性能远远超过本系统需求的器件，经过这些优化和改进才能够使得红外感应开关系统产品的竞争力进行提升。
本课题将要设计的这款红外感应开关系统的历史发展历程比较长，从最初功能非常简易的雏形到当今以高性能微处理器作为主控的智能产品，经历了一段较为曲折悠长的过程，在这期间红外感应开关系统的发展在很大程度上依赖于当时微处理器生产技术以及应用技术的限制，往往这些相关技术和学科的发展能够很大程度上带动红外感应开关系统的同步发展，现如今的32位微处理器是红外感应开关系统中功能最为强大的一种微处理器，能够在一些中高端的红外感应开关系统产品硬件电路中找到这种高性能处理器的影子。
红外感应开关的国内外发展现状
国内外在对红外感应开关系统的研究方面都呈现出了一种较为热情的局面，由于目前对于研发红外感应开关系统所需要的核心元器件的生产研发技术都掌握在了欧美国家的一些企业中，而国内还无法真正掌握这些元器件的核心研发技术，而市面上这些高端性能的红外感应开关系统产品的硬件框架都是由这些基本元器件作为铺垫的，所以缺少了核心技术的支撑，最终研发出来的产品无论是在性能方面还是在成本方面都需要比较大比例的依靠进口，然而在市场上的竞争力也就会稍逊于国外产品，这是目前国内对于红外感应开关系统的研究所面临的现状。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是在提出基于STC89C51单片机的红外感应开关系统课题后，对课题最终能够实现的功能指标进行了反复推敲，力图能够在现有知识水平的前提下将这款红外感应开关系统的性能达到最大化，结合目前市面上大多数红外感应开关系统所能实现的功能指标，本课题将要实现如下预期功能指标：
1、能够将红外感应开关系统的重要运行参数通过高清晰度液晶显示效果展示出来；
2、能够实现HCSR501热释电传感器驱动电路的设计，通过STC89C51单片机GPIO管脚对它的驱动实现对是否有人经过的判断；
3、能够实现继电器的灵活控制，构建C语言代码实现对STC89C51单片机管脚输出电平的控制，从而实现继电器的闭合和断开两种工作状态；
4、能够实现红外遥控功能，当用户按下遥控按键后自动发射遥控指令，红外感应开关系统能够通过HX1838红外接收头进行捕捉并恢复成电信号，随后根据NEX协议进行解码并执行相应子程序；
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