基于单片机的红外遥控开关设计

编号：审定成绩：重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的红外开关设计学院名称：通信与信息工程学院学生姓名：刘斌专业：电子信息工程班级：0121006学号：2010210755指导教师：朱治国答辩组负责人：填表时间：2014年5月重庆邮电大学教务处制重庆邮电大学本科毕业设计（论文）-1-摘要随着人们生活水平的不断提高，科技的不断进步。人们对生活的享受也越来越看重了。作为家庭最不可或缺的电灯，也正在随着科技的进步改变其带给人们的舒适度。最基本的照明已经不能满足人们在现代生活的要求了。因此一盏能遥控并且能随意改变其亮暗程度的灯是十分重要的。本次毕业设计的就是基于单片机的红外开关控制，能有效的便捷的通过红外线来控制家庭普通照明灯的开关和控制照明灯的亮度了，这样一来人们就可以根据房间的亮度需求和氛围来控制灯光了。本设计是对等的开关进行红外遥控控制，总的系统分为红外遥控发射端和接收端，中间涉及到进行红外的编码与解码，矩阵键盘，电源电路，可控硅调光电路，过零检测的设计，数码管显示的设计。发射端和接收端都是采用89C51单片机作为核心芯片。通过各种论证和仿真最后实现了对对8路小灯的开关进行控制，对其中一个小灯进行了调光控制，可以改变8种亮度，方便人们的需求。遥控和接收端都设置了显示按键值得数码管，方便人们知道当前控制的是哪个灯。这种红外开关在人们的日常生活中使用性是比较好的，也是比较可靠的，能满足人们对生活方便，快捷，使用性的追求。【关键词】单片机红外遥控编解码灯重庆邮电大学本科毕业设计（论文）-2-ABSTRACTWiththecontinuousimprovementofpeople'slivingstandards,technologicalprogress.Peopleenjoylifemoreandmoreattentiontoit.Asmostindispensablehouseholdlamps,alsowithadvancesintechnologytobringpeopletochangetheircomfort.Themostbasiclightingcannotmeetpeopleinmodernlifedemandsit.Thusonecanremotecontrolandcanarbitrarilychangetheirlightordarklightisveryimportant.Thisgraduationdesignisbasedonsingle-chipinfraredswitchcontrol,andconvenienttobeabletoeffectivelycontrolthebrightnessofordinaryhouseholdlightingswitchesandcontrolsthroughaninfraredilluminator,sothatpeoplecouldbebasedontheneedsandatmosphereoftheroombrightnesscontrollightsup.Thisdesignistheequivalentinfraredremotecontrolswitch,thetotalsystemisdividedintoinfraredremotecontroltransmitterandreceiver,themiddleinfraredinvolvesencodinganddecoding,matrixkeyboard,powersupplycircuits,SCRdimmingcircuits,zero-crossingdetectionofdesign,digitaldisplaydesign.Transmitterandreceiverareused89C51microcontrollerasthecorechip.Finally,throughavarietyofdemonstrationandsimulationtoachievethe8pairsofsmalllightswitchcontrolsonesmalllamponadimmercontrol,youcanchangetheeightkindsofbrightness,easytopeople'sneeds.Remotecontrolandreceiveraresettodisplaybuttonsworthofdigitalcontrol,easyforpeopletoknowthecurrentcontrolwhichlights.Thisinfraredswitchinpeople'sdailylivesisabetterusability,butalsomorereliable,easytomeetpeople'slives,fast,usabilitypursuit.【Keywords】MicroprocessorInfraredremotecontrolEncodinganddecodingLight重庆邮电大学本科毕业设计（论文）-3-目录前言……………………………………………………………………………………1第一章单片机与红外线概述……………………………………………………………2第一节单片机系统简介……………………………………………………………2一、发展历史和发展趋势……………………………………………………………2二、单片机结构……………………………………………………………………2第二节红外线简介……………………………………………………………3一、红外线简介……………………………………………………………………3二、红外线发射原理………………………………………………………………3第二章系统总体设计…………………………………………………………………6第一节方案选择……………………………………………………………6一、功能需求……………………………………………………………………6二、方案论证……………………………………………………………………6第二节总的遥控设计……………………………………………………………7第三章系统硬件设计…………………………………………………………………9第一节硬件介绍……………………………………………………………9一、定时器计数器…………………………………………………………………9二、键盘开关……………………………………………………………………12三、数码管………………………………………………………………………13四、CD4511译码器………………………………………………………………14五、可控硅……………………………………………………………………15第二节电路设计……………………………………………………………15一、发射电路……………………………………………………………………15二、接收电路……………………………………………………………………16三、电源电路……………………………………………………………………17四、过零检测电路………………………………………………………………18五、亮度控制电路………………………………………………………………19第四章系统软件设计…………………………………………………………………21第一节发射和接收部分的工作原理………………………………………………21一、发射部分工作原理…………………………………………………………21二、接收部分工作原理…………………………………………………………21重庆邮电大学本科毕业设计（论文）-4-第二节遥控发射及接收程序控制流程图…………………………………………21一、发射部分流程图……………………………………………………………22二、接收部分流程图……………………………………………………………26结论…………………………………………………………………………………31致谢…………………………………………………………………………………32参考文献…………………………………………………………………………………33附录…………………………………………………………………………………34一、英文原文……………………………………………………………………………34二、英文翻译……………………………………………………………………………40三、工程设计图纸………………………………………………………………………46四、源程序………………………………………………………………………………48重庆邮电大学本科毕业设计（论文）-5-前言随着科技的不断发展，单片机技术，红外线技术也在飞速发展。单片机诞生于1971年，随之得到飞速发展，被运用在各种领域，工业、农业、国防、科研、机关、教育、商业以及家电等。红外遥控也是20世纪70年代才开始逐渐发展起来的一种远程控制技术，原理：是利用红外线来传递信号，对控制对象进行远距离控制。经过几十年的发展，遥控器已经出现在了我们生活中的每一个角落。我们会发现，在我们当今的生活中已经离不开遥控器了，家用电器都配有一个遥控器。这样一来我们会发现，我们家中随处都是遥控器，如：电视，电风扇，空调，冰箱等的遥控器。但是带有遥控器的照明灯还没有流行起来，虽然市场上也有很多这样的照明灯。也正是这样我触发我想对这以课题的研究，如果我们能把家用的所有遥控器都解码出来，用一个遥控器来控制较多电器，这样我们就不需控制家用电器的时候到处找相应的遥控器了，这个技术在目前市场上还没有流行起来，中间还存在许多技术难题，也许在将来会进入我们的家庭生活。本次设计主要是用遥控器来控制家庭的多路开关，能用一个遥控器来控制家中较多的电器电源开关。主要是针对家庭照明灯来设计的，由于我们家中电灯是比较多的，每一个灯都需要设计专门的电路开关来控制，这样以来，浪费了很多电路设计也不利于家庭整体设计的美观。而且每一个灯的亮度都是固定死了的，我们主要是设计一个遥控器来控制我们家中的电灯，并且可以通过可控硅调控电灯的亮度。根据市场需求，这种设计在当今生活中需求性是很高的，其实用价值也是很高的。重庆邮电大学本科毕业设计（论文）-6-第一章单片机与红外线概述第一节单片机的发展历史及趋势一、单片机的发展过程单片机诞生于20世纪70年代末,单片机的发展历史可划分为以下几个阶段:第一阶段(1974年~1976年):为单片机初级阶段,即SCM单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)阶段。主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。第二阶段(1976年~1978年):为低性能单片机阶段,即单片机的控索阶段。以Intel公司的MCS—48为代表。MCS—48的推出是在工控领域的控索,参与这一控索的公司还有Motorola、Zilog等,都取得了满意的效果。“单片机”一次由此得来。此时的单片机由一块芯片构成,但性能低、品种少。第三阶段(1978年~1982年):单片机的完善阶段。Intel公司在MCS—48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS—51。第四阶段(1982年~1990年):8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段,是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS—96系列单片机,将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中,体现了单片机的微控制器特征。第五阶段(1990年~):微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用,出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位16位32位通用型单片机,以及小型廉价的专用型单片机。二、单片机的发展趋势90年代后期至今单片机的发展可以说是进入了一个新的阶段,单片机正朝着高性能和多品种方向发展,发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。其发展趋势主要有以下几个方重庆邮电大学本科毕业设计（论文）-7-面:①制作工艺CMOS化。②更小的光刻