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51单片机的红外遥控系统设计

2020-12-20 23:47编辑: www.jxszl.com景先生毕设
目 录
一 引言 1
二 理论知识 2
(一)51系列单片机 2
(二)NEC红外收发模块 2
三 整体结构说明 4
(一)系统原理 4
(二)系统模块组成图 4
四 模块设计 5
(一)发射端设计 5
(二)接收端设计 7
五 总结 11
致谢 12
参考文献 12
附录一 元件清单 13
附录二 原理图 14
附录三 PCB图 16
附录四 程序 17
附录五 实物图 20
一 引言
随着电子技术的不断发展,越来越多的家用电器走入人们的视野,解放了人类的双手 ,让人们拥有了更多自由的空间,而且 效率方面远远高于人力。如此多的优越条件,促使更多的人去 购买电器产品,这便引发了技术厂商间的竞争。新技术不断的被应用,旧技术被淘汰,生产厂家始终想且满足消费者挑剔的口味。遥控技术的在电器设备上的 应用,更是大大的给人类在使用电器时带来了方便。一种产品,如果可以遥控,便在同类产品中备受人们的青睐。在众多的遥控技术中,红外遥控有着巨大的优势,待机能耗低,不易受到外界干扰,适应环境广,遥控距离适中,所以红外遥控在遥控技术中长盛不衰。能够掌握并运用红外遥控技术,是当代科技人才应该具有的能力。
要掌握红外遥控技术,就必须明白其工作原理。最简单的红外遥控系统,由发射部分和接受部分两个模块组成。通过输入设备,产生不同的信号,发射端的微机接受信号,产生不同的编码,通过调制模块然后加载到红外发射端,使要传播的信号发射出去。接下来便是接受端,接收端的红外接受头接收到空中传播的红外信号,经放大电路放大,将接收到的编码传送到解调模块上,编码经解调后,还原成了发射端要表达的信号,接收端的微机再根据对应的信号在输出端产生对应的响应,从而实现两个微机之间的无线通信。
二 理论知识
(一)51系列单片机
图1.1 单片机
所谓的单片机呢,只不过是在生产技术得到提高的同时,对单板机的一个高度的集成化。如图1.1所示,在一块集成电路的芯片上集成了CP
 

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将接收到的编码传送到解调模块上,编码经解调后,还原成了发射端要表达的信号,接收端的微机再根据对应的信号在输出端产生对应的响应,从而实现两个微机之间的无线通信。
二 理论知识
(一)51系列单片机
图1.1 单片机
所谓的单片机呢,只不过是在生产技术得到提高的同时,对单板机的一个高度的集成化。如图1.1所示,在一块集成电路的芯片上集成了CPU、存储芯片、I/O电路,就 构成了单片机。MCS51单片机是Intel公司推出的系列单片机,之后许多公司也推出了许多优秀的单片机,它们都兼容Intel8031单片机,这一系列单片机统称为 51单片机。单片机可以通过C语言、汇编语言进行编程,通过专门给的下载器把程序下载进单片机内部,支持重复下载,从而大大提高了他的实用性。
51系列单片机集成了8位cpu、4k字节的rom、128字节的ram、4个八位并行空口,一个全双工串行口,2个16位定时器/计数器 ,并有较强的布尔处理功能。实现该课题,需要掌握单片机的串口通讯知识,实现单片机与单片机,单片机与红外模块的通信。
串口通信 ,即通过p3.0和p3.1两个引脚来与外部进行通讯,实现串口通讯,只需要对相关的寄存器进行设置即可。
单片机的串口属性如下:

(二)NEC红外收发模块
图1.2 NEC红外收发模块
如图1.2所示为NEC红外收发模块,该模块具有如下特点:
1、具备NEC格式红外发射功能。
2、具备NEC格式 红外编码功能。
3、带红外发射头扩展接口。
4、具备串口通信功能,通信电平为TTL。
5、可控制99%的NEC红外格式设备,包括电视机、电风扇等电子电器设备。
6、支持NEC 编码芯片:(典型编码芯片如 uPD6121, uPD6122, TC9012 以及众多的兼容芯 片型号,如 PT2221, PT2222, SC6121, SC6122,   SC9012 等等)
7、可作为红外无线数据通信、数据传输、红外控制等功能。
根据它指定的通讯协议,还有设置相同的波特率,将串口进行连接,即可实现红外收发模块与单片机之间的通信。
三 整体结构说明
(一)系统原理
1.发射端与接受端的微机分别采用51系列单片机,发射端的单片机负责扫描矩阵键盘的输入情况,内置程序通过读取相应的按键状态,产生对应的编码。
2.然后利用单片机的串口通讯,输出端连接到红外发射模块的输入端,接受端的通讯串口连接红外接受模块的输出端,接收端的单片机对接收到的编码进行处理,产生对应的数码管编码,通过I/O口输出,实现信号的红外无线传送。
(二)系统模块组成图
系统模块组成图如图2.1所示。

图2.1 系统组成图
四 模块设计
(一)发射端设计
1.4*4行列键盘:
图3.1 4x4行列键盘
如图3.1所示为4x4行列键盘,键盘的行线接P1.0-P1.3端,列线接P1.4-P1.7端,每个按键对应一个八位二进制编码,分别在数码管上显示0-F。用户通过键盘按键发出不同的信号,接收端的单片机内的程序不断地扫描键盘,由此获取键盘的输入状态。
扫描程序:
2.发射端的串口通信
发射端单片机的串口与红外模块发射端采用单片机的方式1串口通讯,由通信初始化程序完成,程序如下:

3.发射端发送的信息格式:
射模块采用参见的NEC红外编解码模块,该模块支持单片机串口通讯,使用简单,由资料查询得到了他的通信协议(表4.1):
表4.1 指令组成
地址位
操作位
用户位1
用户位2
指令位

A1(F1)
XX

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