家用红外多路遥控器接收设计
随着电子技术的快速发展以及电器智能化的进一步提升，需要一种便捷的方式来实现对多种电器快速无线的远距离控制。本设计就是基于此问题而提出的一种解决方案。该方案的最大特点是采用了红外线作为遥控的传输媒介，这既可以保证遥控信号传输的快速精确，又可以降低系统的制造成本，而且设计方案简单有效。本设计主要用于家用电器的控制，也可用于工厂、医院等场所，可以在大约三米的距离处遥控八路电器设备，具有较强的适应性且硬件电路简单紧凑。整个系统采用了基于单片机的红外编码设计，通过Protel dxp和Keil软件分别完成硬件设计和软件设计。该系统使用了功能强大的AT89S52单片机为核心芯片，提高了整个系统的稳定性和可靠性。同时，使用了1838一体化红外接收头，该接收头内部封装有接收放大电路，这使得硬件电路进一步简化。另外，该设计也有很大的拓展潜力，可以根据实际需要在包括控制路数、显示方式和编码解码方式等方面进行适当的改进，以使其更加接近实际应用。 HM000102
关键词：红外遥控；AT89S52单片机；红外接收头1838
1.1 红外遥控原理及课题背景
红外遥控是指以红外光为传输媒介的一种远程遥控系统。由于红外遥控与其他远程遥控系统相比，有着技术成熟可靠，性价比突出，实现起来简单，低功耗等诸多优势，以至于其在家电、车库、教室远程控制领域有着广泛的应用。
红外远程遥控与其他遥控系统的主要区别在于它的信息传递依赖的是红外线。红外线又称之为红外光波。光具有波粒二象性，其中在电磁波谱里，波长范围在0.01um到1000um之间的波就是我们平常所说的光了。而根据波长的不同，又可以把“光”分为可见光和不可见光。在这里，如果说光的波长是0.38um到0.76um，那么它将被称作可见光。依照可见光的波长从大到小，分别是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，这可以将自然光（太阳光）通过棱镜分离后得到。
γ射线 X射线
紫外线 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 近红外 中红外 远红外 极红外
图1.1 常见光谱图
如上图所示，在光波为0.01um到0.38um的范围内的光被称作紫外光，又称紫外线。而波长为0.76um到1000um的光波即在光谱红光右面的部分就被人们称为红外光或红外线。红外光同样可以根据其波长的不同范围划分成近红外、中红外、远红外和极红外这四小类。本课题所要做的红外线遥控其利用的就是这里的近红外光来传送遥控信号指令的。近红外光的波长一般是0.76um到1.5um。现在之所以使用近红外作为红外遥控的光源，是因为在目前，红外发射器件即我们常见的红外发光管与红外接收器件（主要是光敏二极管、三极管及光电池等）的发光与受光的峰值波长一般是在0.8um到0.94um之间，而这恰巧就在近红外光的波段范围内，即二者的光谱正好是重合的。因此，选用近红外来传送遥控数据可以很好地进行匹配，还能够获得比较高的传输效率和比较好的可靠性。
我们通常所见的红外遥控系统大都分为发射和接收两个模块，如图1.2所示。
图1.2 红外遥控系统基本组成框图查看完整请+Q:351916072获取
由于本设计只是针对红外遥控接收部分，故在此不再介绍发射部分原理及电路组成。
红外遥控接收部分主要是将发射电路发射的红外信号接收并解调解码，即把红外信号还原为发射前的电信号。因此，接收电路一般都会配有专门的红外接收头用以完成光电转换工作。因为经过了长距离的无线传输，接收到的红外信号较为弱小且可能有噪声。这时，为了保证信号强度，需要对此时的电信号进行过滤放大，以加强原来的信号强度，方便后续工作的完成。此外，由于现在的红外遥控系统为了达到增强系统抗干扰能力和提高遥控距离等目的，往往要将所要发送的信息编码调制后再发射，所以解码电路还需要将完成光电转换的信号根据发射时的调制编码法则进行反向的解调和解码。在现实中，若发射部分采用专门的编码芯片完成编码工作，则接收电路会使用与之配对的解码芯片来完成解码工作；若发射部分采用单片机等自主可编程的芯片用软件的方式来产生所需的脉冲信号，则接收部分电路一般也会采用类似方式，根据其编码程序的原理和规则编写相应的解码程序进行解码。最后解码电路还要进行译码控制工作，即将接收到的指令转变成相应的控制信号进行输出并控制终端按要求工作。
红外遥控虽然许多优点，尤其在家用电器控制方面，其已经成为市场不二的选择。但在现实使用中还有些值得改进的地方，例如：现在虽然许多电器都已经采用了红外遥控作为其控制方式，如电视机、空调等，但由于至今为止，全世界还没有哪一种红外通信格式和编码方式被大多数产品使用而成为一种行业标准。因此，在现实世界里，每一种电器设备都有一个自己独立的遥控设备，而随着家用电器数量的增长，遥控器数量也随之增长。这就造成了在使用过程中的混乱，资源的浪费和工作效率的低下。所以，多路遥控器已经成为家用电器在未来可能出现的一个重要发展方向。
1.2 课题简介
本设计主要来源于对传统家用电器所用遥控器在现实使用中的局限性进行改进，以期实现更方便更友好的遥控方式。该设计在技术上会使用红外线作为遥控信息的传送媒质,用单片机作为核心的芯片来完成对接收信号的微处理，包括解码、译码和控制信号的输出等。可以实现一个接收端对8个家用电器工作状态的遥控(开启或关闭),也可以在一些危险场所，如含有毒有害气体的房间，强辐射高电压区域内进行远距离遥控。实现的遥控距离大约在3米左右，这主要考虑的是一般家庭遥控所需最常见的距离。
课题的设计与实现主要分为两个部分：一个是包括红外接收管、单片机及其所需的外围器件在内的硬件电路；另一个主要是单片机要完成所需的解码、译码、控制任务中涉及到的软件设计工作。在硬件电路设计中主要用到了电路设计及PCB制图软件 Protel dxp。软件方面的设计主要是使用了大学单片机课程中所学所用的Keil软件。
在进行电路设计之前，由于已经查阅了与红外遥控相关的各种书籍、论文和设计方案等内容，所以在设计时，可以有多个不同思路的设计方案进行选择。下面三章就将介绍之前查找资料时发现的几个相关方案中比较典型而且属于不同类型的两个方案，并会对这两个方案加以对比，选择出一个比较适合的设计方案来。查看完整请+Q:351916072获取
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1红外遥控原理及背景 1
1.2课题简介 3
第2章 传统电子线路设计方案 4
2.1总体设计思路 4
2.2元器件介绍 5
2.2.1红外接收电路 5
2.2.2解码电路 7
2.2.3译码电路和控制电路 8
第3章 单片机硬件设计方案 10
3.1元器件选用比较 10
3.1.1单片机选择 10
3.1.2红外接收头 13
3.2总体设计思路 15
3.2.1 红外接收模块 15
3.2.2 解码控制模块 16
3.3硬件设计方案论证 18
第5章 单片机软件设计 20
5.1 单片机设计开发工具分析 20
5.1.1 Keil软件 20
5.1.2 Protel dxp 23
5.2 程序介绍 26
5.2.1主程序 27
5.2.2中断服务子程序 28
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录 34
英文原文 41
中文翻译 48查看完整请+Q:351916072获取
关键词：红外遥控；AT89S52单片机；红外接收头1838
1.1 红外遥控原理及课题背景
红外遥控是指以红外光为传输媒介的一种远程遥控系统。由于红外遥控与其他远程遥控系统相比，有着技术成熟可靠，性价比突出，实现起来简单，低功耗等诸多优势，以至于其在家电、车库、教室远程控制领域有着广泛的应用。
红外远程遥控与其他遥控系统的主要区别在于它的信息传递依赖的是红外线。红外线又称之为红外光波。光具有波粒二象性，其中在电磁波谱里，波长范围在0.01um到1000um之间的波就是我们平常所说的光了。而根据波长的不同，又可以把“光”分为可见光和不可见光。在这里，如果说光的波长是0.38um到0.76um，那么它将被称作可见光。依照可见光的波长从大到小，分别是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，这可以将自然光（太阳光）通过棱镜分离后得到。
γ射线 X射线
紫外线 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 近红外 中红外 远红外 极红外
图1.1 常见光谱图
如上图所示，在光波为0.01um到0.38um的范围内的光被称作紫外光，又称紫外线。而波长为0.76um到1000um的光波即在光谱红光右面的部分就被人们称为红外光或红外线。红外光同样可以根据其波长的不同范围划分成近红外、中红外、远红外和极红外这四小类。本课题所要做的红外线遥控其利用的就是这里的近红外光来传送遥控信号指令的。近红外光的波长一般是0.76um到1.5um。现在之所以使用近红外作为红外遥控的光源，是因为在目前，红外发射器件即我们常见的红外发光管与红外接收器件（主要是光敏二极管、三极管及光电池等）的发光与受光的峰值波长一般是在0.8um到0.94um之间，而这恰巧就在近红外光的波段范围内，即二者的光谱正好是重合的。因此，选用近红外来传送遥控数据可以很好地进行匹配，还能够获得比较高的传输效率和比较好的可靠性。
我们通常所见的红外遥控系统大都分为发射和接收两个模块，如图1.2所示。
图1.2 红外遥控系统基本组成框图查看完整请+Q:351916072获取
由于本设计只是针对红外遥控接收部分，故在此不再介绍发射部分原理及电路组成。
红外遥控接收部分主要是将发射电路发射的红外信号接收并解调解码，即把红外信号还原为发射前的电信号。因此，接收电路一般都会配有专门的红外接收头用以完成光电转换工作。因为经过了长距离的无线传输，接收到的红外信号较为弱小且可能有噪声。这时，为了保证信号强度，需要对此时的电信号进行过滤放大，以加强原来的信号强度，方便后续工作的完成。此外，由于现在的红外遥控系统为了达到增强系统抗干扰能力和提高遥控距离等目的，往往要将所要发送的信息编码调制后再发射，所以解码电路还需要将完成光电转换的信号根据发射时的调制编码法则进行反向的解调和解码。在现实中，若发射部分采用专门的编码芯片完成编码工作，则接收电路会使用与之配对的解码芯片来完成解码工作；若发射部分采用单片机等自主可编程的芯片用软件的方式来产生所需的脉冲信号，则接收部分电路一般也会采用类似方式，根据其编码程序的原理和规则编写相应的解码程序进行解码。最后解码电路还要进行译码控制工作，即将接收到的指令转变成相应的控制信号进行输出并控制终端按要求工作。
红外遥控虽然许多优点，尤其在家用电器控制方面，其已经成为市场不二的选择。但在现实使用中还有些值得改进的地方，例如：现在虽然许多电器都已经采用了红外遥控作为其控制方式，如电视机、空调等，但由于至今为止，全世界还没有哪一种红外通信格式和编码方式被大多数产品使用而成为一种行业标准。因此，在现实世界里，每一种电器设备都有一个自己独立的遥控设备，而随着家用电器数量的增长，遥控器数量也随之增长。这就造成了在使用过程中的混乱，资源的浪费和工作效率的低下。所以，多路遥控器已经成为家用电器在未来可能出现的一个重要发展方向。
1.2 课题简介
本设计主要来源于对传统家用电器所用遥控器在现实使用中的局限性进行改进，以期实现更方便更友好的遥控方式。该设计在技术上会使用红外线作为遥控信息的传送媒质,用单片机作为核心的芯片来完成对接收信号的微处理，包括解码、译码和控制信号的输出等。可以实现一个接收端对8个家用电器工作状态的遥控(开启或关闭),也可以在一些危险场所，如含有毒有害气体的房间，强辐射高电压区域内进行远距离遥控。实现的遥控距离大约在3米左右，这主要考虑的是一般家庭遥控所需最常见的距离。
课题的设计与实现主要分为两个部分：一个是包括红外接收管、单片机及其所需的外围器件在内的硬件电路；另一个主要是单片机要完成所需的解码、译码、控制任务中涉及到的软件设计工作。在硬件电路设计中主要用到了电路设计及PCB制图软件 Protel dxp。软件方面的设计主要是使用了大学单片机课程中所学所用的Keil软件。
在进行电路设计之前，由于已经查阅了与红外遥控相关的各种书籍、论文和设计方案等内容，所以在设计时，可以有多个不同思路的设计方案进行选择。下面三章就将介绍之前查找资料时发现的几个相关方案中比较典型而且属于不同类型的两个方案，并会对这两个方案加以对比，选择出一个比较适合的设计方案来。查看完整请+Q:351916072获取
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1红外遥控原理及背景 1
1.2课题简介 3
第2章 传统电子线路设计方案 4
2.1总体设计思路 4
2.2元器件介绍 5
2.2.1红外接收电路 5
2.2.2解码电路 7
2.2.3译码电路和控制电路 8
第3章 单片机硬件设计方案 10
3.1元器件选用比较 10
3.1.1单片机选择 10
3.1.2红外接收头 13
3.2总体设计思路 15
3.2.1 红外接收模块 15
3.2.2 解码控制模块 16
3.3硬件设计方案论证 18
第5章 单片机软件设计 20
5.1 单片机设计开发工具分析 20
5.1.1 Keil软件 20
5.1.2 Protel dxp 23
5.2 程序介绍 26
5.2.1主程序 27
5.2.2中断服务子程序 28
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录 34
英文原文 41
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