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基于单片机遥控开关的设计与制作 
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基于单片机遥控开关的设计与制作
 摘要:随着科技和经济的不断发展,红外遥控技术经历了需要专用的芯片到普通的单片机就可以实现的转变,从一对一的遥控发展为应市场需求,设计出一对多的,控制不同种类的的设备的改进,这些都说明了红外线技术还是具有良好的潜力。从1980年代开始,红外遥控作为一项重要的技术手段,迅猛发展起来,因为它具有信息传输可靠,功耗低,成本低,易实现等优点,本文完整的论述了红外遥控器的工作原理,并且在研读理论的基础上还制作出了遥控器实物,从侧面来论证了理论的正确性。
设计的实物为了能采用方便的供电方式而采用了USB供电的方法。红外接收头的型号是HS3880,其最大的特点就是一体化,单片机可以直接与之通信。单片机通过对红外接收头的信号的分析来实现对外部终端的控制。除此之外,论文还详细的论述了红外控制的原理以及在设计中所使用的芯片。目的是为读者制作实物提供参考。
关键词:红外遥控器;89C52单片机;HS3880;

 Design and manufacture of remote control switch
based on single chip microcomputer

ABSTRACT: With the continuous development of science and technology and economy, infrared remote control technology has undergone a transition from a dedicated chip to an ordinary single-chip microcomputer. From the one-to-one remote control to the market demand, one-to-many and control different types have been designed. The improvement of the equipment, which shows that infrared technology still has good potential. Since the 1980s, infrared remote control has been rapidly developed as an important technical means, because it has the advantages of reliable information transmission, low power consumption, low cost, and easy implementation. This paper discusses the working principle of infrared remote control completely. In addition, based on the study theory, we have also produced a remote control object, which demonstrates the correctness of the theory from the side.
The physical object of the meter adopts the USB power supply method in order to adopt a convenient power supply method. The model of the infrared receiver is HS3880. Its biggest feature is its integration. The single chip microcomputer can directly communicate with it. The single-chip microcomputer realizes the control of the external terminal by analyzing the signal of the infrared receiving head. In addition, the paper also discusses in detail the principle of infrared control and the chip used in the design. The purpose is to provide readers with references for making objects.
Key words: Infrared remote control; 89C52 single chip; HS3880;

 


第一章 绪论
1.1背景与意义
遥控技术自从出现开始就受到了青睐,其作为一种容易普及的技术为人们的生活带来了不小的便利,有了遥控技术,以前必须要人工采用按键控制的方式也变成了远程控制。现在,遥控技术已经发展得比较成熟了,其控制信号传输的载体也发展到了超声波、红外线、无线电等等。随着技术的不断成熟,已经有了相当多的电子技术已经实现了从军用到民用的普及,红外遥控就是一种。其也已经成为了生活中必不可少的技术,正是因为有了这种技术,家用电器的使用才变得越来越便捷。
在终端设备上采用红外遥控的方式来进行控制是不会影响到设备的正常工作的,红外遥控是一种高效、便捷的控制方式。红外遥控器的电路一般来说并不复杂,通常其并不用调试,并且,红外光具有诸如波长很短、光波的频率比较高、编码和解码都比较简单等特点,这就使得在电器遥控领域红外光就尤为显示受工程师的欢迎,因为采用红外光不仅可以设计制造出可靠的产品,而且设计的周期和成本代价都比较小。若将单片机与红外技术相结合,不但能实现多路遥控技术,还能够实现对同一个终端的遥控指令个数人为设定,这将更有助于红外遥控的普及。
当前市场上的消费类电子中的红外遥控技术基本都是采用的特定的编解码芯片,其缺点非常突出,那就是能在某一种产品上使用。设计出一种可以在多种设备上所使用的红外遥控器是技术发展的大趋势,而且其也能降低消费者的消费成本。本文就是基于这个目标而设计了一种多通道的红外遥控器,其具有电路结构不复杂、功耗很低、抗干扰能力很强、性价比极高、信息误码率低的特点。
在新中国刚成立的前二十年里,由于以美国为首的西方国家对我国实行技术的封锁而使得我国的电子技术发展尤为缓慢,今天常见的遥控技术、计算机技术在当时都是高大上的技术,那是不可能出现在民用领域的。经过科学研工作者几十年的奋斗,我国的大规模集成电路快速发展,遥控技术也随之一起快速发展,正因为行业的发展才实现了其在军工、计算机、家用电器中的广泛应用。遥控技术中发射的信号想要被终端接受就必须要借助一定的载体进行信号的传输,也就是我们所说的载波信号。在遥控技术的发展历史上,载波信号有电磁波、超声波以及红外光,随着科技的发展,前两种载波几乎已经被淘汰了,现在主流的载波信号就是红外光了。在遥控技术发展的初期,电磁波是作为载波信号来发射的,那时候没有其他技术,也只能采用电磁波。但电磁波有一个比较突出的缺点,那就是非常容易受到干扰,为了攻克这个难题,科研科研工作者把目光转向了其他的载波上,由此就有了超声波和红外线遥控领域的出现。
技术的发展就是为了解决问题的,但是科研工作者在超声波身上也发现了类似于电磁波的缺点,所以其就被弃用了。而红外不一样,相对于超声波其频带宽,传输的信息量也非常大。红外光借助自己的优势而逐渐统一了遥控器市场,成为了实实在在的行业“霸主”。
在同一时期,技术的发展也不局限在遥控技术,单片机技术也实现了完美的蜕变,从1970年开始,单片机的发展大致经过了四个阶段,第一阶段是1976年1978年的自我探索的阶段,第二阶段是1978年到1982年的自我完善阶段,第三阶段是1982年到1990年的微控制器的形成的阶段,第四阶段是1990年到今天的微控制器全面发展的阶段。
在这四个阶段中,单片机依据自身的特点可以划分为不同的类型,比如,依据单片机所能处理的数据的位数来划分,其可分为4位、8位、16位及32位单片机,各自的特点为:
(1)4位单片机:在价格上非常有优势,其一般只需要8位单片机的一半的价格就能买到。但是由于其性能不佳,所以其市场占有率也是在逐年递减。现在,4位单片机主要应用在小型的家用电器和电子玩具上。
(2)8位单片机:其市场占有率至少在六成以上,而且这个比例在逐年的增加。当前8位的单片机功能也在不断的增加,从1985年到现在,8位单片机的容量和可靠性也在不断的提升。其是单片机行业的领头羊。
 (3)16位单片机:16位单片机首次出现是在1982年,从一面世开始其就发展迅速,但是由于其价格比较高,而且在很多场合其功能有能够被8位的单片机完全替代,所以其市场地位一直比较低。加上后面高性能的32位单片机的生产使得其面临的市场压力更大了,到目前为止,16位单片机的市场占有率还不足8位单片机的一成。其主要的应用场合是汽车电子和工业自动化控制。
(4)32位单片机:在信息处理技术要求提高后,32位单片机有了巨大的市场潜力,同时,其也是8位单片机所不能胜任的任务的处理者。32位单片机功能强大,但是它不会像8位单片机那样有很多的品种,其应用的领域会比较窄,主要是那些需要高性能或者实时控制的领域。在未来,32位的单片机将会是嵌入是系统的主流微控制器。
 性能很强的单片机完全能满足红外控制的要求,所以,市场上就是迫切希望能有一种能控制所有的家用电器的红外控制器的出现。显然,专用遥控芯片达不到要求。 因此,对单片机控制的多通道红外遥控的研究已经提上了议事日程。
1.2 本文的研究任务及内容
文章所探讨的任务是设计一种红外遥控器,其能实现对多路继电器的控制,为了突破专业解码芯片只能控制单个终端的局限性。设计包括软件设计和硬件电路图的设计。
   本文的研究思路是:通过汽车的MP3红外遥控器来发射出控制信号,而使用HS3880红外接收头接信号并且将接收到的信号送给单片机,单片机通过对信号的分析来发出相应的控制信号,在驱动电路接收到单片机的控制信号后,其会通过驱动芯片将电流放大,以此驱动继电器闭合,从而达到模拟的效果。
本文的主要工作有:
(1)整体论述了红外编解码理论
(2)进行硬件电路的设计、软件代码的设计
(3)实物的制作,制作并焊接电路板
(4)对电路进行软硬件的调试
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 3
1.1背景与意义 3
1.2 本文的研究任务及内容 5
第二章 系统方案设计 6
2.1系统的组成 6
2.2 方案设计 6
第三章 系统硬件设计 8
3.1 红外遥控设计 8
3.1.1 红外遥控发射设计 10
3.1.2 红外遥控接收设计 11
3.2 驱动控制电路设计 13
3.3 单片机最小系统电路设计 15
第四章 系统软件设计 19
4.1 主体流程框图 19
4.2 程序软件 19
4.3 单片机程序的写入 20
4.4 驱动程序 21
第五章 电路的调试 22
5.1 对发射电路的检测 22
5.2 对接收电路的检测 22
5.3 系统调试 23
第六章 结论及展望 24
6.1 结论 24
6.2 展望 24
致谢 25
参考文献 26
附录 27
参考文献
[1] 杜树春.51单片机很简单-Proteus及汇编语言入门与实例.北京:化学工业出版社,2016.11
[2] 陈永甫.红外探测与控制电路.北京:人民邮电出版社,2004
[3] 何道清.传感器与传感器技术.北京:科学出版社,2004
[4] 何立民.单片机应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1990
[5] 彭为.单片机典型系统设计实例精讲. 北京:电子工业出版社.2006
[6] 戴佳.51单片机C语言应用程序设计实例精讲. 北京:电子工业出版社.2006
[7] 欧阳文.ATMEL89系列单片机的原理与开发实践. 北京:中国电力出版社,2007
[8] 楼然苗,李光飞.单片机课程设计指导.北京:北京航空航天大学出版社,2007.7
[9] 蒋辉平,周国雄.单片机原理与应用设计.北京:北京航空航天大学出版社,2007.9
[10] 唐继贤.51单片机工程应用实例. 北京:北京航空航天大学出版社,2009.1
[11] 洪志刚,单片机应用系统设计.北京:机械工业出版社,2011.2

  
 

 
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