彭建英, 潘雄文, 曾志剛

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一款新型智能紅外遙控系統(tǒng)的設(shè)計

彭建英*, 潘雄文, 曾志剛

(湖南文理學院 物理與電子科學學院, 湖南 常德, 415000)

以AT89S52單片機為核心設(shè)計了智能紅外遙控系統(tǒng), 主要進行了紅外遙控發(fā)射模塊和紅外遙控接收模塊等相應(yīng)硬件電路的設(shè)計. 單片機紅外遙控系統(tǒng)采用紅外線脈沖個數(shù)編碼, 單片機軟件解碼, 實現(xiàn)了對15路燈的開關(guān)控制, 其中一路還可以進行亮度的調(diào)節(jié), 最后進行了系統(tǒng)的軟件仿真.

紅外線遙控器; AT89S52單片機; 解碼; 編碼

目前, 市場上一般設(shè)備系統(tǒng)均采用專用的遙控器編碼及解碼集成電路, 具有制作簡單、價格低廉等特點. 但由于功能鍵數(shù)及功能受到特定的限制, 只適合于某一專用電器產(chǎn)品的應(yīng)用, 應(yīng)用范圍受到限制. 而采用單片機進行遙控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計, 具有編程靈活多樣, 操作碼個數(shù)可隨意設(shè)定等優(yōu)點. 單片機紅外遙控系統(tǒng)采用紅外線脈沖個數(shù)編碼, 單片機軟件解碼, 實現(xiàn)了對15路燈的開關(guān)控制, 其中一路還可以進行亮度的調(diào)節(jié).

1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

系統(tǒng)的紅外發(fā)送模塊原理框圖及紅外接收模塊原理框圖如圖1、圖2所示. 當按下遙控按鈕時, 單片機產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖, 經(jīng)三極管電路放大后, 由紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去.

當紅外接收器接收到控制脈沖后, 經(jīng)單片機處理并判斷是否對電燈進行調(diào)光, 如需調(diào)光則經(jīng)調(diào)光電路處理后實現(xiàn)調(diào)光功能[1—2].

圖1 紅外發(fā)射模塊原理框圖

圖2 紅外接收模塊原理框圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 遙控碼的編碼格式

為了使接收可靠, 第一位碼寬設(shè)為3 ms, 其余設(shè)為1 ms, 遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10 ms. 其編碼波形如圖3所示.

圖3 編碼波形圖

2.2 紅外發(fā)送模塊

紅外發(fā)送模塊電路圖如圖4所示. 其中: P1、P2口作按鍵掃描端口, 具有16個功能按鍵; RST引腳是單片機的復(fù)位腳, 該模塊電路采用簡單的RC上電復(fù)位電路; 發(fā)送模塊單片機P1.6引腳作為紅外線遙控碼的輸入口, 用于輸出40 kHz載波編碼; XTAL1、XTAL2引腳接12 MHz晶振.

2.3 紅外接收模塊

紅外遙控器接收系統(tǒng)電路原理圖如圖5所示. 其控制系統(tǒng)主要由單片機AT89S52、紅外線接收電路、15路電器指示燈電路及調(diào)光控制電路等組成. 遙控器發(fā)射的紅外信號經(jīng)紅外接收處理傳送給單片機, 單片機根據(jù)不同的鍵號進行相應(yīng)控制. 其中P3.1引腳接收紅外信號, P0口和P2口控制15路電器, P2.7引腳為可控硅調(diào)光燈的調(diào)光脈沖輸出, 控制電燈調(diào)光電路, P3.2引腳為中斷輸入口, P3.1引腳用于接收紅外遙控碼輸入信號. 采用紅外接收一體化探頭IRL2, 可以方便簡潔的實現(xiàn)紅外信號的PROTUES仿真.

圖4 紅外發(fā)送模塊電路圖

3 軟件設(shè)計

遙控發(fā)射的主程序過程: 首先初始化程序,然后調(diào)用鍵掃描處理子程序.

紅外信號發(fā)射過程: 首先裝入發(fā)射脈沖的個數(shù)(發(fā)射時為3 ms脈沖, 停發(fā)時為1 ms脈沖), 此時若發(fā)射脈沖個數(shù)是1則返回主程序, 若不是1則發(fā)1 ms脈沖, 然后再停發(fā)1 ms脈沖, 這樣便結(jié)束整個發(fā)射過程[3—4].

遙控接收部分過程: 首先初始化, 然后按照顯示亮度數(shù)據(jù)設(shè)定調(diào)光脈沖延時值, 看第0號調(diào)節(jié)燈光明暗鍵按下的次數(shù), 調(diào)入相應(yīng)的延時程序, 這時P2.7引腳則輸出調(diào)光脈沖然后返回; 若是0則直接返回. 遙控發(fā)射器主程序、遙控接收主程序略.

4 仿真結(jié)果及分析

4.1 紅外遙控器系統(tǒng)編碼解碼仿真

通過示波器比較紅外發(fā)送模塊的編碼波形以及紅外接收模塊的解碼波形, 上面是紅外發(fā)送模塊發(fā)送的遙控碼, 第8號鍵按下編碼解碼對比圖如圖6所示.

圖5 紅外遙控器接收系統(tǒng)電路原理圖

4.2 紅外遙控器系統(tǒng)對電燈亮度的控制

當?shù)?號鍵(燈泡亮度控制鍵)按下9次時, 當時高電平占9等份, 整個周期內(nèi)高電平的占空比為90%, 此時電燈的亮度為9等級, 波形如圖7所示.

圖6 第8號鍵按下編碼解碼對比圖

圖7 第0號鍵(燈泡亮度控制鍵)按下9次的PWM波形

5 結(jié)論

本文設(shè)計了以AT89S52單片機為核心的單片機遙控系統(tǒng), 紅外發(fā)送模塊采用脈沖個數(shù)編碼, 并模擬發(fā)射, 紅外接收模塊通過幀的接收處理解碼, 示波器顯示編碼解碼脈沖波形以及PWM脈寬調(diào)制波形, 使一個遙控器可以代替多個遙控器控制多個電器, 系統(tǒng)仿真結(jié)果表明系統(tǒng)設(shè)計可行.

[1] 裴彥純. 基于單片機系統(tǒng)的紅外遙控器應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2007(4): 87—90.

[2] 梁延貴.遙控電路可控硅觸發(fā)電路語音電路分冊[M]. 北京: 科學技術(shù)文獻出版社, 2002: 20—30.

[3] 李遲生.智能遙控器的設(shè)計[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用, 1997(3): 38—40.

[4] 吳愛萍, 朱曉春.基于AT89S51的多功能紅外遙控器設(shè)計[J]. 儀表技術(shù)與傳感器, 2008(8): 78—80.

Design of the intelligent infrared remote control system

PENG JianYing, PAN XiongWen, ZENG ZhiGang

(College of Physics and Electronics, Hunan University of Art and Science, Changde 415000, China)

With AT89S51 single chip computer as the core, the paper designs the intelligent infrared remote control system. This paper mainly introduces the design of infrared remote control transmitting module and infrared remote control receiving module hardware circuit. SCM infrared remote control system using infrared pulse number coding, decoding, realizes the switch control to the 15 street lamp, one of it can also adjust the brightness. Finally, the system simulation is conducted.

infrared remote controller; AT89S52 SCM; decoding; encoding

TP 274+.2

1672-6146(2014)02-0078-03

10.3969/j.issn.1672-6146.2014.02.017

通訊作者e-mail: 1186198908@qq.com.

2014-04-08

湖南省教育廳項目(13C626); 光電信息集成與光學制造技術(shù)湖南省重點實驗室項目資助; 湖南文理學院重點學科建設(shè)項目資助(光學和無線電物理).

(責任編校:劉曉霞)