紅外遙控風扇畢業(yè)設計

1、<p>　　畢業(yè)設計（論文）說明書</p><p>　　設計（論文）題目 紅外遙控風扇 </p><p>　　系 電子信息工程系 </p><p>　　專業(yè)班級 09電子3 </p><p>　　姓 名

2、 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　2012年5月18日</p><p><b>　　摘　　要</b><

3、;/p><p>　　作為傳統(tǒng)的家用電器，隨著空調的普及，電風扇的市場地位受到了巨大的沖擊，傳統(tǒng)的開關、調速功能已經(jīng)不能滿足市場的需求。人們希望電風扇在體積小、使用方便等的基礎上，能夠擁有更多的功能，而紅外遙控的廣泛應用及單片機技術的成熟，則使得紅外遙控系統(tǒng)成為了電風扇的發(fā)展趨勢。</p><p>　　本設計方案基于市場的需求，結合紅外遙控設計簡單、方便、成本低廉等特點，采用專用的遙控發(fā)射接收芯

4、片HS0038，在此基礎上設計了一個簡易的紅外遙控電風扇系統(tǒng)。系統(tǒng)包括接收和發(fā)射兩大部分，本文設計實現(xiàn)了電風扇的基本功能：開關功能、五級調速功能。經(jīng)過多次的測試與電路調整，系統(tǒng)的各項功能均能正常實現(xiàn)。</p><p>　　關鍵詞：紅外遙控，信號調制，編碼，解碼 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As a

5、 traditional household appliance, along with the popularity of air conditioning, electric fan market position by the huge impact and the traditional switch, speed adjustment can't meet the demand of the market. Peopl

6、e hope electric fan in the small volume, convenient, etc, and on the basis of to have more features, and the wide application of infrared remote control and single chip microcomputer technology maturity, it makes the inf

7、rared remote control system become the trend of the developm</p><p>　　This design scheme based on the demand of the market, combined with infrared remote control design is simple, convenient, low cost and ot

8、her characteristics, the use of a special radio transmission HS0038 receiver chips, and based on this, designs a simple system of infrared remote control electric fan. System including receiving and launch of two parts,

9、this paper designed the basic functions of the electric fan: switch function, category five speed adjustments. After many tests and circuit adj</p><p>　　Key words：Infrared remote control, Signal modulation,

10、Encoding, Decoding</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　摘　　要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1

11、.1 選題背景及意義1</p><p>　　1.2 紅外遙控的設計思路2</p><p>　　第2章 硬件設計4</p><p>　　2.1紅外通信簡介4</p><p>　　2.2元器件介紹5</p><p>　　2.2.1 AT89C51芯片5</p><p>　　2.2.2 T

12、C9012紅外發(fā)射芯片9</p><p>　　2.2.3 HS0038紅外接收頭12</p><p>　　2.3電路原理圖14</p><p>　　2.3.1系統(tǒng)發(fā)射電路14</p><p>　　2.3.2系統(tǒng)接收電路15</p><p>　　第3章 軟件設計17</p><p>　

13、　3.1軟件流程圖17</p><p>　　3.2源程序代碼19</p><p><b>　　結　　論24</b></p><p>　　參 考 文 獻25</p><p><b>　　致　　謝26</b></p><p><b>　　第1章 緒論</

14、b></p><p><b>　　選題背景及意義</b></p><p>　　單片機自 20 世紀 70 年代問世以來，以其極高的性價比，受到人們的重視和關注，應用很廣，發(fā)展很快。單片機具有體積小、重量輕、抗干擾能力強、環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易等特點。目前單片機應用到各個領域，導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機網(wǎng)絡通訊與

15、數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC卡等。這些都離不開單片機，更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了，因此，單片機的學習、開發(fā)與應用極其重要。</p><p>　　紅外線又稱紅外光波，在電磁波譜中，光波的波長范圍為0.01um~1000um。根據(jù)波長的不同可分為可見光和不可見光，波長為0.38um~0.76um的光波可為可見光，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色

16、。光波為0.01um~0.38um的光波為紫外光(線)，波長為0.76um~1000um的光波為紅外光(線)。紅外光按波長范圍分為近紅外、中紅外、遠紅外、極紅外4類。紅外線遙控是利用近紅外光傳送遙控指令的，波長為0.76um~1.5um。用近紅外作為遙控光源，是因為目前紅外發(fā)射器件(紅外發(fā)光管)與紅外接收器件(光敏二極管、三極管及光電池)的發(fā)光與受光峰值波長一般為0.8um~0.94um，在近紅外光波段內(nèi)，二者的光譜正好重合，能夠很好地

17、匹配，可以獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。</p><p>　　紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設備、空調機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾，且價格便宜，市場上非常容易買到。而且通

18、過使用遙控器，操作時可以實現(xiàn)人與設備的分離，從而更加方便使用。</p><p>　　紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)出經(jīng)過調制的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉換為相應的電信號，再送后置放大器。 </p><p>　　發(fā)射機一般由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統(tǒng)、調制電路、驅動電路、發(fā)射電路等幾部分組成。當按下指令鍵或推

19、動操作桿時，指令編碼電路產(chǎn)生所需的指令編碼信號，指令編碼信號對載波進行調制，再由驅動電路進行功率放大后由發(fā)射電路向外發(fā)射經(jīng)調制定的指令編碼信號。 </p><p>　　接收電路一般由接收電路、放大電路、調制電路、指令譯碼電路、驅動電路、執(zhí)行電路(機構)等幾部分組成。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調制的編碼指令信號接收下來，并進行放大后送解調電路，解調電路將已調制的指令編碼信號解調出來，即還原為編碼信號。指令譯碼器將編碼

20、指令信號進行譯碼，最后由驅動電路來驅動執(zhí)行電路實現(xiàn)各種指令的操作控制（機構）。</p><p>　　目前傳統(tǒng)風扇市場受到空調的嚴重沖擊，空調的遙控便捷性是傳統(tǒng)風扇無法企及的，但是同樣風扇的價格優(yōu)勢也是空調無法比擬的。價格低廉、結構簡單的風扇更加容易進入人們的家庭。為了使風扇能夠像空調一樣遠距離的控制，使人們的生活更加方便，我們可以采用基于單片機的紅外遙控系統(tǒng)對風扇進行遙控，這樣風扇也能像空調一樣進行遙控。<

21、/p><p><b>　　紅外遙控的設計思路</b></p><p>　　本次設計在于研究紅外線遙控工作原理及實現(xiàn)方式，以及紅外發(fā)射管和接收器的工作原理和使用方法。采用TC9012發(fā)射集成電路，AT89C51單片機，455kHz晶體振蕩器，紅外發(fā)射管，HS0038紅外接收頭，按鍵組成紅外線遙控系統(tǒng)對風扇進行遙控，實現(xiàn)風扇的五級轉速遙控。</p><p&

22、gt;　　本次設計分為硬件設計和軟件設計兩個部分，硬件部分又分為系統(tǒng)發(fā)射電路原理、系統(tǒng)接收電路原理，系統(tǒng)發(fā)射電路由TC9012發(fā)射集成電路實現(xiàn)，系統(tǒng)接收電路由AT89C51實現(xiàn)。軟件部分又分為解碼程序和接收程序。</p><p>　　紅外遙控系統(tǒng)發(fā)射電路采用編/解碼專業(yè)集成電路芯片來進行控制操作，控制部分包括鍵盤矩陣，編碼調制，LED紅外發(fā)送器。接收電路包括解調，解碼電路。</p><p>

23、;　　紅外通信的基本原理實質就是指利用紅外線來作為載體傳送信息，把單片機等產(chǎn)生的編碼控制信號，經(jīng)由調制電路調制為32～40 KHz的方波信號（提高發(fā)射效率、降低功耗）。在經(jīng)由驅動電路驅動紅外發(fā)光二極管（IRLED）發(fā)出紅外遙控信號，在接收端使用與發(fā)送端相配對的紅外光電二極管，接收含有控制信號的紅外信號，在將該紅外信號解調為電信號后，送入單片機進行解碼，以得到相應的控制信號，從而完成紅外信息的傳送。</p><p>

24、;　　本紅外遙控發(fā)射系統(tǒng)采用碼分制遙控方式，碼分制紅外遙控就是指令信號產(chǎn)生電路以不同的脈沖編碼（不同的脈沖數(shù)目及組合）代表不同的控制指令。當不同的指令鍵被按下時，指令信號電路產(chǎn)生不同脈沖編碼的指令信號，也就是進行編碼，然后經(jīng)TC9012芯片進行調制從而產(chǎn)生不同的編碼信號，再由驅動電路驅動紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號。</p><p>　　紅外接收電路是紅外遙控系統(tǒng)中的指令信號及檢出電路，通過一體化紅外接收頭HS0038

25、（集成紅外線的接收、放大、解調，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作）然后將接收到的信號發(fā)送給AT89C51, 然后AT89C51通過內(nèi)部程序對所接收信號進行判斷，然后就驅動相應的外部設備進行相應的動作。此設計的遙控開關是在通用遙控的基礎上加以改進的，其實就是將紅外遙控器接收部分采用單片機AT89C51來控制，即當一體化紅外接收器接收到紅外遙控信號，經(jīng)放大、解碼、濾波后，將原編碼信號傳送到單片機A

26、T89C51中，進行信號識別編碼，然后進行相應的處理，以達到控制電路的目的。</p><p>　　通過按下不同的按鍵，紅外發(fā)射器發(fā)射不同頻率的信號波，然后通過紅外一體化接收頭接收進行相應的放大解調從而進行相應的動作操作。</p><p><b>　　第2章 硬件設計</b></p><p><b>　　2.1紅外通信簡介</b&

27、gt;</p><p>　　紅外通信，就是通過紅外線傳輸數(shù)據(jù)。在電腦技術發(fā)展早期，數(shù)據(jù)都是通過線纜傳輸?shù)?，線纜傳輸連線麻煩，需要特制接口，頗為不便。于是后來就有了紅外、藍牙、802.11等無線數(shù)據(jù)傳輸技術。</p><p>　　紅外通信技術適合于低成本、跨平臺、點對點高速數(shù)據(jù)連接，尤其是嵌入式系統(tǒng)。其主要應用：設備互聯(lián)、信息網(wǎng)關。設備互聯(lián)后可完成不同設備內(nèi)文件與信息的交換。信息網(wǎng)關負責連接

28、信息終端和互聯(lián)網(wǎng)。紅外通信技術是在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持其特點主要有： </p><p>　　1.通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)。 </p><p>　　2. 主要是用來取代點對點的線纜連接。 </p><p>　　3. 新的通信標準兼容早期的通信標準。 </p><p&g

29、t;　　4.小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強。 </p><p>　　5. 傳輸速率較高，4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經(jīng)發(fā)布。 </p><p>　　6.不透光材料的阻隔性，可分隔性，限定物理使用性，方便集群使用：紅外線技術是限定使用空間的。在紅外不傳輸?shù)倪^程中，遇到不透光的材料，如墻面。它就會反射，這一特點，確定了每套設備之間

30、，可以在不同的物理空間里使用。 </p><p>　　7.無頻道資源占用性，安全特性高：紅外線利用光傳輸數(shù)據(jù)的這一特點確定了它不存在無線頻道資源的占用性，且安全性特別高。在限定的空間內(nèi)使用進行竊聽數(shù)據(jù)可不是一件容易的事。 </p><p>　　8.優(yōu)秀的互換性，通用性。因為采用了光傳輸，且限定物理使用空間。紅外線發(fā)射和接收設備在同一頻率的條件下，可以相互使用。 </p>&l

31、t;p>　　9.無有害輻射，綠色產(chǎn)品特性：科學實驗證明，紅外線是一種對人體有益的光譜，所以紅外線產(chǎn)品是一種真正的綠色產(chǎn)品。 </p><p>　　此外，紅外線通信還有抗干擾性強，系統(tǒng)安裝簡單，易于管理等優(yōu)點。 </p><p>　　紅外數(shù)據(jù)通信技術的缺點 ： </p><p>　　1.受視距影響其傳輸距離短； </p><p>　　2.

32、要求通信設備的位置固定； </p><p>　　3.其點對點的傳輸連接，無法靈活地組成網(wǎng)絡等。 </p><p>　　但是這些缺點并沒有給IrDA的應用帶來致命的障礙，紅外技術已在手機和筆記本電腦等設備上得到了廣泛的應用。</p><p>　　紅外通信，保密性強、信息容量大、結構簡單，既可以在室內(nèi)使用，也可以在野外使用，具有良好的方向性。由于紅外射束易受塵埃、雨水等

33、物質的吸收，所以在野外使用時應注意氣候環(huán)境的影響。</p><p>　　由于紅外線遙控不具有向無線電遙控那樣穿過障礙物去控制被控對象的能力，所以，在設計家用電器的紅外線遙控器時，不必要像無線電遙控器那樣，每套（包括發(fā)射器和接收器）要有不同的遙控頻率或編碼（否則，就會隔墻控制而干擾鄰居的家用電器），所以同類產(chǎn)品的紅外線遙控器，可以有相同的遙控頻率或編碼，而不會出現(xiàn)遙控信號“串門”的情況。這對于大批量生產(chǎn)以及在家用電

34、器上普及紅外線遙控提供了極大的方便。由于紅外線為不可見光，因此對環(huán)境的影響很小。紅外光的波長遠小于無線電波的波長，所以紅外線遙控不會影響其他家用電器，也不會影響臨近的無線電設備。</p><p>　　家用的家電紅外遙控器發(fā)出的一般是通過38kHz載波調制的紅外信號。紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，被諸多電子設備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多

35、的應用到計算機系統(tǒng)中。</p><p><b>　　2.2元器件介紹</b></p><p>　　2.2.1 AT89C51芯片</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理

36、器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。&

37、lt;/p><p><b>　　(1)主要特性</b></p><p>　　·與MCS-51 兼容 ；</p><p>　　·4K字節(jié)可編程FLASH存儲器 ；</p><p>　　·壽命：1000寫/擦循環(huán) ；</p><p>　　·數(shù)據(jù)保留時間：10年 ；&

38、lt;/p><p>　　·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz ；</p><p>　　·三級程序存儲器鎖定 ；</p><p>　　·128×8位內(nèi)部RAM ；</p><p>　　·32可編程I/O線 ；</p><p>　　·兩個16位定時器/計數(shù)器 ；</

39、p><p><b>　　·5個中斷源 ；</b></p><p>　　·可編程串行通道 ；</p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式 ；</p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 。</p><p>　　AT89C51 提供以下標準功能：4k 字節(jié)Flas

40、h 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。</p><p&

41、gt;<b>　　(2)管腳說明</b></p><p>　　VCC：供電電壓。 </p><p><b>　　GND：接地。 </b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)

42、據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。 </p><p>　　AT89C51管腳如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 AT89C51管腳說明</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫

43、入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當

44、用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 </p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。

45、作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 </p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： </p><p><b>　　口管腳 備選功能 </b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口） ；</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口

46、） ；</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0） ；</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1） ；</p><p>　　P3.4 T0（記時器0外部輸入） ；</p><p>　　P3.5 T1（記時器1外部輸入） ；</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） ；<

47、/p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） ；</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 </p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 </p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FL

48、ASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 </p><

49、;p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 </p><p>　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLA

50、SH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 </p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 </p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　振蕩器特性：</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該

51、反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　2.2.2 TC9012紅外發(fā)射芯片</p><p>　　TC9012 是一塊用于東芝系列紅外遙控系統(tǒng)中的專用發(fā)射集成電路，采用CMOS 工藝制造。

52、它可外接32 個按鍵， 提供 8 種用戶編碼，另外還具有3 種雙重按鍵功能。TC9012 的管腳設置和外圍應用線路都進行了高度優(yōu)化，以配合PCB 的布圖和低成本的要求。</p><p><b>　　(1)主要特性</b></p><p>　　·低壓CMOS 工藝制造；</p><p>　　·低功耗超小靜態(tài)電流；</p&

53、gt;<p>　　·低工作電壓（VDD=2.0~5.0V）；</p><p>　　·32+3 條指令碼；</p><p>　　·8 種用戶編碼可選擇；</p><p>　　·TSOP-20、SOP20、COB 可選的封裝形式。</p><p><b>　　(2)管腳說明</

54、b></p><p>　　TC9012管腳如圖 2-2所示。</p><p>　　圖2-2 TC9012管腳說明</p><p>　　管腳功能說明如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 TC9012管腳功能</p><p><b>　　(3)編碼方式</b></p>&

55、lt;p>　　TC9012 的一幀數(shù)據(jù)中含有32 位碼，包含兩次8 位用戶碼，8 位數(shù)據(jù)碼和8 位數(shù)據(jù)碼的反碼及最后位的同步位。引導碼由4.5ms 的載波和4.5ms 的載波關斷波形所構成，以作為用戶碼、數(shù)據(jù)碼以及他們的反碼的先導。同步位（SY）是標志最后一位編碼是“0”或“1”的標識位，它只有0.56ms的有載波信號構成。發(fā)射碼的格式如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 TC9012發(fā)射碼格式&

56、lt;/p><p>　　TC9012 共有8 位用戶碼，其中 S0,S1,S2 由SEL 與KO0～KO7 的連接來確定；S3 固定為“1”；S4,S5,S6,S7 固定為“0”。</p><p>　　用戶編碼一共有8種，是利用“SEL”腳與“KO0～KO7”中的任一腳相連接來進行選擇的，如圖2-4所示，KO2和SEL相連，則客戶碼的S0，S1，S2=0 1 0。</p><

57、;p>　　圖2-4 用戶碼選擇</p><p>　　TC9012的用戶碼設置見表2-2</p><p>　　表2-2 TC9012用戶碼設置表</p><p>　　TC9012遙控器設置4個按鍵輸入端KI0-KI3和8個按鍵輸出端KO0-KO7，由此設置了一個4x8的鍵盤，共32 鍵。鍵盤矩陣如圖2-5所示。</p><p>　　圖2-

58、5 TC9012的鍵數(shù)據(jù)圖</p><p>　　這里共設置了 32 個鍵，所有系統(tǒng)的鍵值均按同一方式編碼。</p><p>　　鍵數(shù)據(jù)的編碼方式如下：{0, 0, 0, KO[2:0]， KI[1:0]}。</p><p>　　例如：當按下鍵K13 時，其輸出鍵值為K7~K0=00001100，當按下鍵K24 時，其輸出鍵值為</p><p>

59、;　　K7~K0=00010111，當按下鍵K22 時，其輸出鍵值為K7~K0=00010101，當按下鍵K31 時，其輸出鍵值為K7~K0=00011110。</p><p>　　鍵一直按著，將一幀碼發(fā)完后發(fā)固定的重復碼；當鍵松開時，等該幀碼發(fā)完后進入低功耗模式。用戶碼和鍵數(shù)據(jù)碼的發(fā)送均是低位在前，高位在后。</p><p>　　TC9012 的雙重按鍵方式一共有六種： K21 鍵與K2

60、2~K24 的組合， K25 鍵與K26~K28 的組合。</p><p>　　TC9012雙重按鍵組合如圖2-6所示。</p><p>　　圖2-6 雙重按鍵組合</p><p>　　除這六種之處的雙鍵或多鍵按下都將被視為無效按鍵，無發(fā)射碼輸出。另外，雙重按鍵的操作是分按鍵先后順序的，必須先按住K21 或K25 鍵，再按其它相應組合鍵K22～K24。</p&

61、gt;<p>　　例如：當按下K21 時，系統(tǒng)先發(fā)出K21 的鍵值K7~K0=00010100，然后按下K22 時，系統(tǒng)則發(fā)出雙重按鍵碼K7~K0=00110101。</p><p><b>　　(4)工作模式</b></p><p>　　電路有兩種工作模式：正常工作模式；低功耗模式，除非有鍵按下，振蕩器平時是停振的，這樣可以降低功耗。</p>

62、;<p>　　電路有去抖動功能，按鍵的時間不夠長（小于 32ms），無碼發(fā)出，振蕩器停振。</p><p>　　TC9012 振蕩頻率使用455KHz 的晶振。</p><p>　　2.2.3 HS0038紅外接收頭 </p><p>　　HS0038一體化的紅外接收頭將遙控信號的接收、放大、檢波、整形集于一身，并且輸出可以讓單片機識別的TTL 信號，

63、這樣大大簡化了接收電路的復雜程度和電路的設計工作，方便使用。在本設計中，采用HS0038一體化紅外接收頭。</p><p>　　HS0038是黑色環(huán)氧樹脂封裝，不受日光、熒光燈等光源干擾，內(nèi)附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高。在用小功率發(fā)射管發(fā)射信號情況下，其接收距離可達35m，能與TTL、COMS 電路兼容。HS0038 為直立側面收光型。它接收紅外信號頻率為38 kHz,周期約26 μs，同時能對信號進行放大、檢波、

64、整形，得到TTL 電平的編碼信號。三個管腳分別是地、＋5 V 電源、解調信號輸出端。</p><p>　　紅外一體化接收頭的測試可以利用如圖2-7所示的電路進行，在HS0038 的電源端與信號輸出端之間接上一只二極管及一只發(fā)光二極管后，再配上規(guī)定的工作電源（為＋5V），當手拿遙控器對著接收頭按任意鍵時，發(fā)光二極管會閃爍，說明紅外接收頭和遙控器工作都正常；如果發(fā)光二極管不閃爍發(fā)光，說明紅外接收頭和遙控器至少有一個損

65、壞。只要確保遙控器工作正常，很容易判斷紅外接收頭的優(yōu)劣。</p><p>　　HS0038測試電路如圖2-7所示。</p><p>　　圖2-7 HS0038測試電路</p><p>　　平時，遙控器無鍵按下，紅外發(fā)射二極管不發(fā)出信號，遙控接收頭輸出信號1。有鍵按下時。0和1編碼中的高電平經(jīng)遙控接收頭倒相后輸出信號0。由于接收頭輸出與單片機的中斷腳相連，低電平將會引

66、起單片機中斷。單片機在中斷時使用定時器0開始計時，通過軟件可以判斷出高電平、低電平和一個周期的結束，由此便可得知接收到的是引導碼還是0或者1。如果接收到一個周期內(nèi)高電平時間4.5ms，低電平時間也為4.5ms，則認為接收到的是引導碼；如果計時值等于1.12ms，則接收到的是編碼0；如果計時值等于2.25ms，則接收到的是編碼1。在判斷時間時，應考慮一定的誤差值。因為不同的遙控器由于晶體振蕩器參數(shù)等原因，發(fā)射及接收到的時間內(nèi)也會有很小的誤

67、差。</p><p><b>　　解碼方法如下：</b></p><p>　?。?）初始化外部中斷0和定時器0，設定定時器0為16位計時器，初始值0。</p><p>　?。?）第一次進人遙控中斷后，開始計時。</p><p>　　（3）通過軟件判斷第一個周期高低電平的時間范圍，如果計時值與前導碼的時間相符， 則進人第（

68、4）步；如果什時值不符，則進入第（6）步。</p><p>　?。?）繼續(xù)接收下面的地址碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼。</p><p>　　（5）當接收到32位數(shù)據(jù)時，說明一幀數(shù)據(jù)接收完畢。此時可停止定時器的計時，并判斷 本次接收是否有效。如果兩次地址碼相同且等于本系統(tǒng)的地址，數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼之和等于OFFH，則接收的本幀數(shù)據(jù)碼有效。否則丟棄本次接收到的數(shù)據(jù)。 </p>&l

69、t;p>　?。?）接收完畢，初始化本次接收的數(shù)據(jù)，準備下一次遙控接收。</p><p><b>　　2.3電路原理圖</b></p><p>　　2.3.1系統(tǒng)發(fā)射電路</p><p>　　本電路采用TC9012發(fā)射芯片，與矩陣按鍵組成紅外發(fā)射電路，經(jīng)過鍵盤，編碼，調制，紅外發(fā)射將信號發(fā)送出去。</p><p>　

70、　系統(tǒng)發(fā)射電路如圖2-8所示，TC9012的SEL引腳和KO0引腳相連，所以用戶碼選擇為08。按鍵與發(fā)射數(shù)據(jù)對應表見表2-3所示。</p><p>　　表2-3 按鍵與發(fā)射數(shù)據(jù)對應表</p><p>　　圖2-8中，按鍵矩陣K1為一級轉速，鍵值為00H，按鍵矩陣K2為二級轉速，鍵值為01H，按鍵矩陣K3為三級轉速，鍵值為02H，按鍵矩陣K4為四級轉速，鍵值為03H，按鍵矩陣K5為五級轉速，

71、鍵值為04H，按鍵矩陣K6為開關鍵，鍵值為05H。</p><p>　　發(fā)射電路使用 455KHz 晶體，經(jīng)內(nèi)部分頻電路，信號被調制在37.91KHz，占空比為3 分之1。</p><p>　　圖2-8 系統(tǒng)發(fā)射電路原理</p><p>　　2.3.2系統(tǒng)接收電路</p><p>　　系統(tǒng)接收電路由紅外線接收器，AT89C51芯片，接口電路等

72、部分組成。一體化紅外接收頭HS0038將接收的紅外信號轉變成電信號，經(jīng)檢波放大，濾去38KHZ的載波信號，恢復原來的指令脈沖，然后送入微處理器AT89C51中進行識別編碼，解譯出遙控信號的內(nèi)容，并根據(jù)控制功能輸出相應的控制信號，送往接口電路進行相應的處理。</p><p>　　系統(tǒng)接收電路如圖2-9所示，單片機通過接收紅外信號，然后對此信號進行解碼，根據(jù)破解代碼與設定代碼的比較，單片機輸出相應的控制信號，實現(xiàn)紅外

73、遙控功能。</p><p>　　ATC89C51芯片內(nèi)部有一高增益反相放大器，用于構成振蕩器.反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2。在XTAL1、XTAL2（第19、18引腳）兩端跨接一個石英晶體振蕩器，和兩個電容就構成了穩(wěn)定自激諧振電路，晶振頻率為12MHz。C2，C3是兩個瓷片電容，與晶振Y1構成了自激諧振電路，其電容的作用主要是對頻率進行微調，一般取30-45PF左右。使用該電路可產(chǎn)生穩(wěn)定的1

74、1.0592MHZ頻率，受外界的環(huán)境的干擾影響非常小。</p><p>　　圖2-9 系統(tǒng)接收電路原理</p><p>　　復位是單片機初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復位鍵重新啟動。</p><p>　　復位操作有上電

75、自動復位和按鍵手動復位兩種方式。本設計采用上電自動復位方式。</p><p>　　上電瞬間RST引腳獲得高電平，單片機復位電路隨著電容的充電，RST引腳的高電平逐漸下降，RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就可以進行復位操作。</p><p><b>　　第3章 軟件設計</b></p><p><b>　　

76、3.1軟件流程圖</b></p><p>　　解碼程序流程圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 解碼程序流程圖</p><p>　　接收程序總流程圖如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 接收程序總流程圖</p><p><b>　　3.2源程序代碼</b><

77、/p><p><b>　　接收電路代碼如下：</b></p><p>　　/**********頭文件**********/</p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　/*********引腳定義*********/</p><p>　　sbit SPE

78、ED1=P2^0; //一級轉速控制輸出引腳</p><p>　　sbit SPEED2=P2^1; //二級轉速控制輸出引腳</p><p>　　sbit SPEED3=P2^2; //三級轉速控制輸出引腳</p><p>　　sbit SPEED4=P2^3; //四級轉速控制輸出引腳</p><p>　　sbit SPEED5=

79、P2^4; //五級轉速控制輸出引腳</p><p>　　sbit remin=P3^2; //紅外信號輸入引腳</p><p>　　/*******全局變量定義*******/</p><p>　　unsigned char remdata=0xff; //定義變量，用來保存接收的數(shù)據(jù)碼</p><p>　　/**********主程

80、序**********/</p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　SPEED1=0; //一級轉速控制輸出：為0則關閉；為1則開啟</p><p>　　SPEED2=0; //二級轉速控制輸出：為0則關閉；為1則開啟</

81、p><p>　　SPEED3=0; //三級轉速控制輸出：為0則關閉；為1則開啟</p><p>　　SPEED4=0; //四級轉速控制輸出：為0則關閉；為1則開啟</p><p>　　SPEED5=0; //五級轉速控制輸出：為0則關閉；為1則開啟</p><p>　　EA=EX0=1; //開外部中斷0</p><

82、;p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(remdata==0x00) //如果接收到的數(shù)據(jù)碼為0x00</p><p>　　{ //即按鍵K1按下</p><p>　　SPEED1=1;

83、 //則一級轉速控制輸出開啟</p><p>　　SPEED2=0; //其余控制輸出關閉</p><p><b>　　SPEED3=0;</b></p><p><b>　　SPEED4=0;</b></p><p><b>　　SPEED5=0;</b>&

84、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(remdata==0x01) //如果接收到的數(shù)據(jù)碼為0x01</p><p>　　{

85、 //即按鍵K2按下</p><p>　　SPEED1=0; </p><p>　　SPEED2=1; //則二級轉速控制輸出開啟</p><p>　　SPEED3=0; //其余控制輸出關閉</p><p><b>　　SPEED4=0;</b></p>

86、<p><b>　　SPEED5=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(remdata==0x02) //如果接收到

87、的數(shù)據(jù)碼為0x02</p><p>　　{ //即按鍵K3按下</p><p><b>　　SPEED1=0;</b></p><p><b>　　SPEED2=0;</b></p><p>　　SPEED3=1; //則三級轉速控制輸出開啟</p>

88、;<p>　　SPEED4=0; //其余控制輸出關閉</p><p><b>　　SPEED5=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b&g

89、t;</p><p>　　if(remdata==0x03) //如果接收到的數(shù)據(jù)碼為0x03</p><p>　　{ //即按鍵K4按下</p><p><b>　　SPEED1=0;</b></p><p><b>　　SPEED2=0;</b></p><p&

90、gt;<b>　　SPEED3=0;</b></p><p>　　SPEED4=1; //則四級轉速控制輸出開啟</p><p>　　SPEED5=0; //其余控制輸出關閉</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b>

91、;</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(remdata==0x04) //如果接收到的數(shù)據(jù)碼為0x04</p><p>　　{ //即按鍵K5按下</p><p><b>　　SPEED1=0;</b></p><

92、p><b>　　SPEED2=0;</b></p><p><b>　　SPEED3=0;</b></p><p><b>　　SPEED4=0;</b></p><p>　　SPEED5=1; //則五級轉速控制輸出開啟</p><p>　　}

93、 //其余控制輸出關閉</p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(remdata==0x05) //如果接收到的數(shù)據(jù)碼為0x05</p><p>　　{ //即按鍵K6按下&l

94、t;/p><p>　　SPEED1=0; //則所有轉速控制輸出全部關閉</p><p><b>　　SPEED2=0;</b></p><p><b>　　SPEED3=0;</b></p><p><b>　　SPEED4=0;</b></p><

95、p><b>　　SPEED5=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　}</b></p>

96、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><

97、;p><b>　　}</b></p><p>　　/*****外部中斷0子程序******/</p><p>　　REM()interrupt 0 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int x;</p><p>

98、;　　unsigned char a,b,c,remdata1[4];</p><p>　　for(x=0;!remin&&x<0x180;x++) //引導碼高電平時間寬度</p><p>　　{ //一次循環(huán)大約15個時鐘周期</p><p><b>　　;</b&g

99、t;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(x<0x100||x>0x160) //如果高電平時間>5.28ms(0x160×15)或<3.84ms(0x100×15)</p><p>　　{ //則系統(tǒng)認為接收到無效碼</p

100、><p>　　goto remout; //跳到外部中斷0子程序最后remout處 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(x=0;remin&&x<0x180;x++) //引導碼低電平時間寬度</p><p>　　{

101、 //一次循環(huán)大約15個時鐘周期</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(x<0x100||x>0x160) //如果低電平時間>5.28ms(0x160×15)或<3.84ms(0x100&

102、#215;15)</p><p>　　{ //則系統(tǒng)認為接收到無效碼</p><p>　　goto remout; //跳到外部中斷0子程序最后remout處</p><p><b>　　}</b></p><p>　　TF0=TH0=TL0=a=b=c=0,TMOD|=

103、1,TR0=1; //如果接收到引導碼則開定時器0，工作方式1</p><p>　　do //接收用戶碼和數(shù)據(jù)碼</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(b<8) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　w

104、hile(!TF0&&!remin) //等待定時器超時或者高電平跳變成低電平</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(TF0) //

105、紅外信號高電平超時</p><p><b>　　{</b></p><p>　　goto remout; //跳到remout</p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(remin) //等待低電平跳變成高電平</p><p><b&g

106、t;　　{</b></p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(TF0) //紅外信號低電平超時</p><p><b>　　{</b></p><p>　　g

107、oto remout; //跳到remout</p><p><b>　　}</b></p><p>　　a>>=1; //變量a右移1位</p><p>　　if(TH0>6) //TH0=7時定時器計時為0x0700μs,即1.792ms</p><p>　　{

108、 //如果定時時間大于1.792ms，說明接收到數(shù)據(jù)1</p><p>　　a|=0x80; //接收到的數(shù)據(jù)1保存到變量a</p><p>　　} </p><p>　　TH0=TL0=0; //如果定時時間小于1.792ms，說明接收到數(shù)據(jù)0</p><p>　　b++; //變量a右移1位即

109、可賦值</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　b=0;</b></p><p>　　remdata1[c]=a; //接收到紅外數(shù)據(jù)保存到remdata1[4]數(shù)組</p><p><b>　　a=0;</b></p><p&

110、gt;<b>　　}</b></p><p>　　while(c++<3);</p><p>　　if(remdata1[0]==remdata1[1]) // 地址碼校驗</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(remdata1[2]==~remdata1[3])

111、 // 數(shù)據(jù)碼校驗</p><p><b>　　{</b></p><p>　　remdata=remdata1[2]; //如果數(shù)據(jù)碼校驗通過，則保存到變量remdata</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

112、<p>　　remout: ;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　結　　論</b></p><p>　　本文介紹了一種基于單片機的紅外無線遙控系統(tǒng)，系統(tǒng)以MCS-51系列單片機的AT89C51單片機為核心控制器，通過紅外遙控器和紅外接收管實現(xiàn)遙控風扇的功能。本系統(tǒng)采用遙控

113、方式，通過遙控器可以調節(jié)風扇的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對風扇五種轉速的控制，若K1按下，風扇設定為一級轉速，若K2按下，風扇設定為二級轉速，以此類推，若K5按下，風扇設定為五級轉速，若K6按下，風扇則停止轉動。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，使我得到了一次使用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉，使我對電路設計加深了了解，在單片機的基本原理、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設計思路技巧的掌握方面向前

114、邁了一大步，為以后的發(fā)展打下了堅實的基礎。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　胡漢才．單片機原理及其接口技術[M]．北京：清華大學出版社，2006</p><p>　　張迎新．單片機原理及應用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2008</p><p>　　張元良．單片機開發(fā)技術實例教程[

115、M]．北京：機械工業(yè)出版社，2011</p><p>　　李慶梅基于AT89C51的智能電風扇的調速器的設計[J]．自動化技術與應用，2008：50-55</p><p>　　張凱. 學習型紅外遙控器的設計[J]. 科技信息. 2010：41-53</p><p>　　趙亮. 跟我學51單片機(六)——單片機外部中斷及紅外遙控器解碼[J]. 電子制作. 2011

116、：142-155</p><p>　　倪云峰．單片機原理與應用[M]． 西安：西安電子科技大學出版社，2009</p><p>　　張凱. 學習型紅外遙控器的設計[J]. 科技信息. 2010：1-13</p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　畢業(yè)設計是我三年的大學生活向學校、社會交出的一張總

117、結答卷。它不僅是我對大學三年所學知識的總結，也是把所學知識融會貫通運用到實踐中的一次嘗試，是衡量我三年學習成果的一個重要標準。</p><p>　　通過此次的畢業(yè)設計，不僅使我深刻的鞏固了以往學習的本專業(yè)知識，也在實際中鍛煉了本專業(yè)的技能操作。在畢業(yè)設計過程中，通過翻閱有單片機、紅外遙控等方面的書集，拓寬了我的知識面，并對單片機的知識有了總體的理解，經(jīng)過了反復思考的過程。這讓我能夠深刻的體會到基礎理論知識與實際實

118、踐還是存在差異的，實際應用還要考慮各個方面的因素，這給我以后的學習和工作奠定了堅實的基礎。</p><p>　　在畢業(yè)設計即將結束之際，我要感謝我的指導教師xx。從畢業(yè)設計的準備到結束，他在畢業(yè)設計過程中給予了我多方面的支持和幫助。正是因為有老師的大力幫助，使得我可以很快的解決設計過程中所遇到的問題和困難，也使得我們從中學習到許多知識，增強了我們自主學習和動手的能力，為我們今后步入工作崗位打下了良好的基礎。<