基于AT89C51单片机的多路电器开关遥控器的设计
基于AT89C51单片机的多路电器开关遥控器的设计[20200128193949]
【摘要】
本课题为基于AT89C51单片机的多路电器开关遥控器的设计，这个课题设计是用先进的单片机技术来实现完成，并且运用模块化设计，其中本设计主要分两个模块：分别为红外发射模块和红外接收模块。其中的红外发射模块中单片机是由开关控制，从而可以使红外发射管对另一个单片机发射红外信号，并且接收模块中的单片机受红外接收管接收的信号控制。本课题设计详细的讨论了红外遥控过程的硬件组成及其工作原理和软件设计的过程。
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关键字:】红外发射模块；红外接收模块；红外遥控和单片机；
引言 1
一、系统的总体方案分析 2
（一）红外发射部分 2
（二）红外接收部分 2
二、硬件系统设计方案 3
（一）单片机的选择 3
（二）显示器件选择 4
（三）按键控制方式选择 4
三、电路的设计 5
（一）发射电路部分 5
1．遥控发射器遥控方式 5
2．遥控发射器电路的结构原理 5
（二）接收电路部分 6
1．红外遥控接收器的接收过程 6
2．遥控接收器电路的结构原理 7
四、系统的软件设计 8
(一)遥控发射部分 8
1、主程序流程图 8
2、子程序流程图 8
(二)遥控接收部分 10
1、主程序流程图 10
2、子程序流程图 11
五、Proteus软件及其仿真 12
总 结 13
致 谢 14
参考文献 15
附录一: 系统硬件总原理图 16
附录二：遥控发射器电路PCB布线图 17
附录三：遥控接收器电路PCB顶层布线图 18
附录四：遥控接收器电路PCB底层布线图 19
附录五： 程序清单 20
引言
在70年代末期，因为集成电路和计算机技术的快速发展，使遥控的技术有了非常大的发展。其中心的控制部件也从一开始的分立元件、集成电路一步步不断发展到现在的单片微型计算机，其中的智能化程度得到了很大提高。
在现在社会，其中由常规集成电路组成的单通道红外遥控电路,虽然成本低廉，但其只能直接产生一个控制功能的振荡频率，人们的要求已经不能满足,因此本课题设计采用红外遥控开关电路进行设计，因为其具有非常强的保密和隐蔽性，且红外线遥控的距离也较远，也具有结构简单，制作方便，同时抗干扰能力强和工作的可靠性较高等一系列的优点。因此本课题是利用AT89C51单片机制作一个红外电器遥控器，分别控制5个电器的电源开关和一个电灯开关，并且可以对电灯进行亮度的调光控制。遥控距离：不小于20米；遥控角度：不小于120度。
对于本课题设计的电器遥控器，是由发射器和接收器两部分组成，其中接收器部分要有调光灯的亮度等级数码显示。电器电源采用继电器控制，其线包驱动电流不小于5mA。
一、系统总体方案分析
用单片机制作的红外电器遥控器，分开控制5个电器的电源开关，和一个电灯开关，使其能对电灯进行亮度的调光控制。电路包括发射部分和接受部分。
（一）红外发射部分
发射部分包括单片机最小系统和按键电路、红外发射器电路等，按下遥控开关时，单片机会产生相应控制脉冲，由发光二极管发射出去。如图1所示。
图1 红外发射部分结构图
（二）红外接收部分
接收部分包括单片机最小系统和红外接收器、控制对象电路等，当接收器收到控制脉冲后，经过单片机的处理，会显示出当前受控电器的序号数，并判断电灯是否进行调光，若需要进行，则通过调光电路进行调光。结构图如下图2所示。
图2 红外接收部分结构图
二、硬件系统设计方案
（一）单片机的选择
本设计采用的是AT89C51型号的单片机。该单片机是一种性能较高的CMOS8位微处理器。具有ATMEL高密度非易失等优点，同时也可以和工业上的MCS-51指令集和输出管脚兼容。在单个芯片中由于是将多功能8位CPU和闪烁存储器相组合，所以ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，使其系统的高灵活性得到了保证。单片机引脚图见图3所示。
图3 单片机引脚图
单片机最小系统指的是单片机能正常工作所必须的外围元件，主要由晶振电路和复位电路组成，晶振电路产生相对应受控开关的脉冲频率，由红外发射管发射出去；复位电路可以使电路恢复到初始状态。最小系统图如下图4所示。
图4 单片机最小系统图
（二）显示器件选择
生活中，我们经常使用LED和LCD两种显示器。因为这两种显示器成本低用途广，接口连接方便。其中LED具有接口简单，不需要专用的驱动程序等优点；LCD具有显示的内容比较丰富，同时比较清楚等优点，但是他们却有接口复杂，需要自己造字库，有一定的难度性等缺点。而对于本次课题设计，在实用了一些指示灯后，只需要用LED显示一个数字就可完成操作。
在接收电路图中LED接在单片机P1.0到P1.7引脚上。主要显示0到8（表示调光电灯的亮度等级），显示8时，表示最亮。显示0时，表示最暗，如下图5所示。
图5 LED显示器
（三）按键控制方式选择
因为本设计比较简单，所以直接使用单片机上的接口，并设计使用了8个点触式开关。
8个点触式开关分别连接在单片机P1.0到P1.7引脚上，第1--5脚用来控制电器电源开关，第6脚控制其可调光电灯，第7脚，第8脚调节电灯亮度，如下图6所示。
图6点触式开关
三、电路的设计
本电路的设计由发射器电路和接收器电路两部分组成。
（一）发射电路部分
1．遥控发射器遥控方式
采用码分制遥控方式设计遥控发射器，其电路产生的指令信号会与不同的控制指令相对应。根据按下的指令键不同，指令信号电路就会产生相对应的脉冲编码指令信号，进行编码，在经过调制电路调制，变为编码脉冲编码脉冲调制信号，最后由驱动电路驱动红外发射器发射红外信号。整体过程如图7所示。
图7遥控方式的整体过程
2．遥控发射器电路的结构原理
接一个12M的晶体振荡器在发射电路中，产生的受控开关的脉冲频率，由红外发射管发射出去。
其中7个点触式的开关与第1-- 7脚连接，第1--5脚用来遥控电器电源开关，第6脚控制可调光电灯，第7脚，第8脚调节电灯亮度，按第7脚开关时，电灯会逐渐变亮，当按下第8脚时电灯会逐渐变暗，第9脚为单片机的复位脚，是采用简单的RC上复位电路。第15脚是红外线遥控码的输出口，主要用于输出40kHz载波编码，并且连接一个三极管，将控制信号以红外光脉冲的形式发射出去，经接收电路进行放大，解调，然后再还原信号。
由于从第15接口出来的为高电压，所以在电路中采用了一个阻值较大的电阻来起分压作用，从而缓冲了加到三极管上的电压。红外发射管的工作电压范围一般为1.5至1.7v，所以不能直接用5V的电压加在上面，因此在接了一个39Ω的电阻，起分流作用，从而保证红外发射管正常工作。最后第18,19脚接12MHz晶振。遥控发射器电路原理图如下图8所示。
图8遥控发射器电路原理图
（二）接收电路部分
1．红外遥控接收器的接收过程
图9 红外遥控接收器的接收过程
由图9可见，红外遥控系统中的指令信号及检出电路，是由编码电路和解码电路组成，而且包括调制和解调的过程，因为码分制系统编码脉冲的频率非常低，如果不使用调制与解调电路，外界突然的光线变化可能会对接收电路造成干扰，产生一些错误的动作，系统的可靠性以及抗干扰能力就会受到影响。
2．遥控接收器电路的结构原理
【摘要】
本课题为基于AT89C51单片机的多路电器开关遥控器的设计，这个课题设计是用先进的单片机技术来实现完成，并且运用模块化设计，其中本设计主要分两个模块：分别为红外发射模块和红外接收模块。其中的红外发射模块中单片机是由开关控制，从而可以使红外发射管对另一个单片机发射红外信号，并且接收模块中的单片机受红外接收管接收的信号控制。本课题设计详细的讨论了红外遥控过程的硬件组成及其工作原理和软件设计的过程。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】红外发射模块；红外接收模块；红外遥控和单片机；
引言 1
一、系统的总体方案分析 2
（一）红外发射部分 2
（二）红外接收部分 2
二、硬件系统设计方案 3
（一）单片机的选择 3
（二）显示器件选择 4
（三）按键控制方式选择 4
三、电路的设计 5
（一）发射电路部分 5
1．遥控发射器遥控方式 5
2．遥控发射器电路的结构原理 5
（二）接收电路部分 6
1．红外遥控接收器的接收过程 6
2．遥控接收器电路的结构原理 7
四、系统的软件设计 8
(一)遥控发射部分 8
1、主程序流程图 8
2、子程序流程图 8
(二)遥控接收部分 10
1、主程序流程图 10
2、子程序流程图 11
五、Proteus软件及其仿真 12
总 结 13
致 谢 14
参考文献 15
附录一: 系统硬件总原理图 16
附录二：遥控发射器电路PCB布线图 17
附录三：遥控接收器电路PCB顶层布线图 18
附录四：遥控接收器电路PCB底层布线图 19
附录五： 程序清单 20
引言
在70年代末期，因为集成电路和计算机技术的快速发展，使遥控的技术有了非常大的发展。其中心的控制部件也从一开始的分立元件、集成电路一步步不断发展到现在的单片微型计算机，其中的智能化程度得到了很大提高。
在现在社会，其中由常规集成电路组成的单通道红外遥控电路,虽然成本低廉，但其只能直接产生一个控制功能的振荡频率，人们的要求已经不能满足,因此本课题设计采用红外遥控开关电路进行设计，因为其具有非常强的保密和隐蔽性，且红外线遥控的距离也较远，也具有结构简单，制作方便，同时抗干扰能力强和工作的可靠性较高等一系列的优点。因此本课题是利用AT89C51单片机制作一个红外电器遥控器，分别控制5个电器的电源开关和一个电灯开关，并且可以对电灯进行亮度的调光控制。遥控距离：不小于20米；遥控角度：不小于120度。
对于本课题设计的电器遥控器，是由发射器和接收器两部分组成，其中接收器部分要有调光灯的亮度等级数码显示。电器电源采用继电器控制，其线包驱动电流不小于5mA。
一、系统总体方案分析
用单片机制作的红外电器遥控器，分开控制5个电器的电源开关，和一个电灯开关，使其能对电灯进行亮度的调光控制。电路包括发射部分和接受部分。
（一）红外发射部分
发射部分包括单片机最小系统和按键电路、红外发射器电路等，按下遥控开关时，单片机会产生相应控制脉冲，由发光二极管发射出去。如图1所示。
图1 红外发射部分结构图
（二）红外接收部分
接收部分包括单片机最小系统和红外接收器、控制对象电路等，当接收器收到控制脉冲后，经过单片机的处理，会显示出当前受控电器的序号数，并判断电灯是否进行调光，若需要进行，则通过调光电路进行调光。结构图如下图2所示。
图2 红外接收部分结构图
二、硬件系统设计方案
（一）单片机的选择
本设计采用的是AT89C51型号的单片机。该单片机是一种性能较高的CMOS8位微处理器。具有ATMEL高密度非易失等优点，同时也可以和工业上的MCS-51指令集和输出管脚兼容。在单个芯片中由于是将多功能8位CPU和闪烁存储器相组合，所以ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，使其系统的高灵活性得到了保证。单片机引脚图见图3所示。
图3 单片机引脚图
单片机最小系统指的是单片机能正常工作所必须的外围元件，主要由晶振电路和复位电路组成，晶振电路产生相对应受控开关的脉冲频率，由红外发射管发射出去；复位电路可以使电路恢复到初始状态。最小系统图如下图4所示。
图4 单片机最小系统图
（二）显示器件选择
生活中，我们经常使用LED和LCD两种显示器。因为这两种显示器成本低用途广，接口连接方便。其中LED具有接口简单，不需要专用的驱动程序等优点；LCD具有显示的内容比较丰富，同时比较清楚等优点，但是他们却有接口复杂，需要自己造字库，有一定的难度性等缺点。而对于本次课题设计，在实用了一些指示灯后，只需要用LED显示一个数字就可完成操作。
在接收电路图中LED接在单片机P1.0到P1.7引脚上。主要显示0到8（表示调光电灯的亮度等级），显示8时，表示最亮。显示0时，表示最暗，如下图5所示。
图5 LED显示器
（三）按键控制方式选择
因为本设计比较简单，所以直接使用单片机上的接口，并设计使用了8个点触式开关。
8个点触式开关分别连接在单片机P1.0到P1.7引脚上，第1--5脚用来控制电器电源开关，第6脚控制其可调光电灯，第7脚，第8脚调节电灯亮度，如下图6所示。
图6点触式开关
三、电路的设计
本电路的设计由发射器电路和接收器电路两部分组成。
（一）发射电路部分
1．遥控发射器遥控方式
采用码分制遥控方式设计遥控发射器，其电路产生的指令信号会与不同的控制指令相对应。根据按下的指令键不同，指令信号电路就会产生相对应的脉冲编码指令信号，进行编码，在经过调制电路调制，变为编码脉冲编码脉冲调制信号，最后由驱动电路驱动红外发射器发射红外信号。整体过程如图7所示。
图7遥控方式的整体过程
2．遥控发射器电路的结构原理
接一个12M的晶体振荡器在发射电路中，产生的受控开关的脉冲频率，由红外发射管发射出去。
其中7个点触式的开关与第1-- 7脚连接，第1--5脚用来遥控电器电源开关，第6脚控制可调光电灯，第7脚，第8脚调节电灯亮度，按第7脚开关时，电灯会逐渐变亮，当按下第8脚时电灯会逐渐变暗，第9脚为单片机的复位脚，是采用简单的RC上复位电路。第15脚是红外线遥控码的输出口，主要用于输出40kHz载波编码，并且连接一个三极管，将控制信号以红外光脉冲的形式发射出去，经接收电路进行放大，解调，然后再还原信号。
由于从第15接口出来的为高电压，所以在电路中采用了一个阻值较大的电阻来起分压作用，从而缓冲了加到三极管上的电压。红外发射管的工作电压范围一般为1.5至1.7v，所以不能直接用5V的电压加在上面，因此在接了一个39Ω的电阻，起分流作用，从而保证红外发射管正常工作。最后第18,19脚接12MHz晶振。遥控发射器电路原理图如下图8所示。
图8遥控发射器电路原理图
（二）接收电路部分
1．红外遥控接收器的接收过程
图9 红外遥控接收器的接收过程
由图9可见，红外遥控系统中的指令信号及检出电路，是由编码电路和解码电路组成，而且包括调制和解调的过程，因为码分制系统编码脉冲的频率非常低，如果不使用调制与解调电路，外界突然的光线变化可能会对接收电路造成干扰，产生一些错误的动作，系统的可靠性以及抗干扰能力就会受到影响。
2．遥控接收器电路的结构原理
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