单片机红外线遥控设计
单片机红外线遥控设计[20200128193528]
【摘要】
本课题通过对设计要求的认真分析和研究，采用先进的单片机技术实现遥控，采用模块化设计，主要分为两个模块：红外发射模块和红外接收模块。红外发射模块中的单片机受开关控制，通过红外发射管对另一个单片机发射信号，红外接收模块中的单片机受红外接收管接收的信号控制。课题详细的讨论了实现上述红外遥控过程的硬件组成及其工作原理和软件设计。
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关键字:】单片机；红外发射模块；红外接收模块；红外遥控
引言 1
一、红外概述及方案选择 2
（一）红外概述 2
（二）选择红外遥控的原因 2
（三）采用遥控方式 2
（四）设计方案的比较 3
二、硬件系统方案设计 6
（一）单片机的选择 6
（二）显示器件选择 6
（三）调光器件选择 7
（四）按键控制方式选择 7
三、软件设计 8
（一）电路设计 8
（二）红外遥控程序流程图 12
总结： 13
附录一：遥控发射器电路原理图 14
附录二：遥控接收器电路原理图 15
附录三：遥控发射器电路PCB单面布线图 16
附录四：遥控接收器电路PCB底层布线图 17
附录五： 程序清单 18
参考文献： 27
致 谢 28
引言
红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。在设计家用电器的红外线遥控时，不必要像无线电遥控器那样，每套(发射器和接收器)要有不同的遥控频率或编码(否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器)，所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便。由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。一、红外概述及方案选择
（一）红外概述
从光学的角度而言，红外光是频率低于红色光的不可见光，在无线光谱的整个频率中占有很小一个频率段，波长为0.75—100微秒之间，其中0.75—3微秒之间的红外光称为近红外，3—30微秒之间的红外光称为中红外，30—100微秒之间的称为远红外。红外光就其性质而言很简单，与普通光线的频率特性没有很大的区别，但是，由于任何有热量的物体均有能量产生，所以红外的利用非常广泛，而且不可取代，能否检测红外、能测到多少红外或者红外检测的技术是否可以应用于任何自然的或想象的场合是红外应用技术的关键。
当今红外技术的一个重要分支是红外通信技术的应用，这个应用的发展非常迅速，尤其是红外通信应用于计算机设备中，近几年的发展已经表现出其非常成熟的特性。
（二）选择红外遥控的原因
红外遥控技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已比较成熟。它是把红外线作为载体的遥控方式。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备。
红外遥控是利用波长为0.76μm-1.5μm之间的近红外线来传递控制信号的。它具有以下特点：
1．由于为不可见光，因此，对环境影响很小。红外线的波长远小于无线电波的波长，所以，红外遥控不会干扰其它家用电器，也不会影响近邻的无线电设备。
2．红外线为不可见光，具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗，警戒等安全保卫装置中也得到了广泛的应用。
3．红外线遥控的遥控距离一般为几米至几十米或更远一点。
4．红外线遥控具有结构简单，制作方便，成本低廉，抗干扰能力强，工作可靠性高等一系列优点，特别是室内遥控的优先遥控方式。同时，由于采用红外线遥控器件时，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在日常工作生活中的应用越来越广泛。
它在技术上的主要优点是：
1．无需专门申请特定频率的使用执照；
2．具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点；
3．传输速率适合于家庭和办公室使用的网络；
4．信号无干扰，传输准确度高；
它的缺点是：
由于它是一种视距传输技术，采用点到点的连接具有方向性，两个设备之间如果传输数据，中间就不能有阻挡物;而且通讯距离较短，此外红外LED不是一种十分耐用的器件。
（三）采用遥控方式
本次设计采用的是红外线遥控方式。红外遥控就是把红外线作为载体的遥控方式。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备。同时，由于采用红外线遥控器件时，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在日常工作生活中的应用越来越广泛。
常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。
图1 遥控器发射器
发射器一般由指令键(或操作杆)、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。
图2 遥控器接收器
接收器一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路(机构)等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来，并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制。
（四）设计方案的比较
根据任务书的要求，利用单片机设计一个遥控开关电路，可以拟定以下的几种方案。
1.方案一： （简易红外遥控电路）
在不需要多路控制的应用场合， 可以使用由常规集成电路组成的单通道红外 遥控电路。这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码器，因此成本较低。
红外发射部分
图 1.1
考虑到本方案电路是简单的单通道遥控器， 可直接产生一个控制功能的震荡 频率，再通过红外发光二极管发射出去。
红外接收部分
图 1.2
当红外接收头接收到控制频率时， 由一个电路对其进行解调并产生相应的控 制功能。
2.方案二： 红外线发射/接收控制电路
红外线发射/接收控制电路均采用单片机来实现，输出控制方式可选择，实 用性强。
方案结构图：
红外发射部分：
图 1.3
当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出 去。
红外接收部分：
图 1.4
当红外接收器接收到控制脉冲后，由控制方式选择开关选择是“互锁”还是 单路控制，再由单片机处理后，对相应的受控电器产生控制。
【摘要】
本课题通过对设计要求的认真分析和研究，采用先进的单片机技术实现遥控，采用模块化设计，主要分为两个模块：红外发射模块和红外接收模块。红外发射模块中的单片机受开关控制，通过红外发射管对另一个单片机发射信号，红外接收模块中的单片机受红外接收管接收的信号控制。课题详细的讨论了实现上述红外遥控过程的硬件组成及其工作原理和软件设计。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机；红外发射模块；红外接收模块；红外遥控
引言 1
一、红外概述及方案选择 2
（一）红外概述 2
（二）选择红外遥控的原因 2
（三）采用遥控方式 2
（四）设计方案的比较 3
二、硬件系统方案设计 6
（一）单片机的选择 6
（二）显示器件选择 6
（三）调光器件选择 7
（四）按键控制方式选择 7
三、软件设计 8
（一）电路设计 8
（二）红外遥控程序流程图 12
总结： 13
附录一：遥控发射器电路原理图 14
附录二：遥控接收器电路原理图 15
附录三：遥控发射器电路PCB单面布线图 16
附录四：遥控接收器电路PCB底层布线图 17
附录五： 程序清单 18
参考文献： 27
致 谢 28
引言
红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。在设计家用电器的红外线遥控时，不必要像无线电遥控器那样，每套(发射器和接收器)要有不同的遥控频率或编码(否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器)，所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便。由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。一、红外概述及方案选择
（一）红外概述
从光学的角度而言，红外光是频率低于红色光的不可见光，在无线光谱的整个频率中占有很小一个频率段，波长为0.75—100微秒之间，其中0.75—3微秒之间的红外光称为近红外，3—30微秒之间的红外光称为中红外，30—100微秒之间的称为远红外。红外光就其性质而言很简单，与普通光线的频率特性没有很大的区别，但是，由于任何有热量的物体均有能量产生，所以红外的利用非常广泛，而且不可取代，能否检测红外、能测到多少红外或者红外检测的技术是否可以应用于任何自然的或想象的场合是红外应用技术的关键。
当今红外技术的一个重要分支是红外通信技术的应用，这个应用的发展非常迅速，尤其是红外通信应用于计算机设备中，近几年的发展已经表现出其非常成熟的特性。
（二）选择红外遥控的原因
红外遥控技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已比较成熟。它是把红外线作为载体的遥控方式。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备。
红外遥控是利用波长为0.76μm-1.5μm之间的近红外线来传递控制信号的。它具有以下特点：
1．由于为不可见光，因此，对环境影响很小。红外线的波长远小于无线电波的波长，所以，红外遥控不会干扰其它家用电器，也不会影响近邻的无线电设备。
2．红外线为不可见光，具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗，警戒等安全保卫装置中也得到了广泛的应用。
3．红外线遥控的遥控距离一般为几米至几十米或更远一点。
4．红外线遥控具有结构简单，制作方便，成本低廉，抗干扰能力强，工作可靠性高等一系列优点，特别是室内遥控的优先遥控方式。同时，由于采用红外线遥控器件时，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在日常工作生活中的应用越来越广泛。
它在技术上的主要优点是：
1．无需专门申请特定频率的使用执照；
2．具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点；
3．传输速率适合于家庭和办公室使用的网络；
4．信号无干扰，传输准确度高；
它的缺点是：
由于它是一种视距传输技术，采用点到点的连接具有方向性，两个设备之间如果传输数据，中间就不能有阻挡物;而且通讯距离较短，此外红外LED不是一种十分耐用的器件。
（三）采用遥控方式
本次设计采用的是红外线遥控方式。红外遥控就是把红外线作为载体的遥控方式。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备。同时，由于采用红外线遥控器件时，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在日常工作生活中的应用越来越广泛。
常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。
图1 遥控器发射器
发射器一般由指令键(或操作杆)、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。
图2 遥控器接收器
接收器一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路(机构)等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来，并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制。
（四）设计方案的比较
根据任务书的要求，利用单片机设计一个遥控开关电路，可以拟定以下的几种方案。
1.方案一： （简易红外遥控电路）
在不需要多路控制的应用场合， 可以使用由常规集成电路组成的单通道红外 遥控电路。这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码器，因此成本较低。
红外发射部分
图 1.1
考虑到本方案电路是简单的单通道遥控器， 可直接产生一个控制功能的震荡 频率，再通过红外发光二极管发射出去。
红外接收部分
图 1.2
当红外接收头接收到控制频率时， 由一个电路对其进行解调并产生相应的控 制功能。
2.方案二： 红外线发射/接收控制电路
红外线发射/接收控制电路均采用单片机来实现，输出控制方式可选择，实 用性强。
方案结构图：
红外发射部分：
图 1.3
当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出 去。
红外接收部分：
图 1.4
当红外接收器接收到控制脉冲后，由控制方式选择开关选择是“互锁”还是 单路控制，再由单片机处理后，对相应的受控电器产生控制。
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