皖西学院2014届本科毕业设计（论文）

按下相应的单片机控制脉冲的按钮，用红外发射出去。 红外接收端示意图：

受控目标电源开关红外接收单片机LED显示器调光电路

图2.6复杂红外接收端

当控制接收通过微控制器发送的红外脉冲将解析到显示器上的控制对象的信息，并确定LED是否调光，调光，如果需要调光跳跃处理的调光电路的功能。 2.4方案比较

以上三套方案中，方案一功能简单过于单一，没有才用单片机控制，只能对一路电器进行简单的开关遥控；方案二和方案三的红外遥控发射器/接收器使用单片机电路，该电路比较简单，实用性强。不过，方案二虽然实现了对多个电器的控制但是只能进行简单的开关变换，功能上来说还是比较单薄。而方案三则不仅实现了多个电器的控制还能对LED进行亮度的调节。所以相比较而言本设计使用方案三。

3硬件部分设计

3.1单片机的选择

本设计所采用的单片机选择用AT89C51来实现。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是闪存2K字节微控制器的可擦可编程只读存储器。单片机的EEPROM可擦除重复1000次。

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基于单片机的电器遥控器设计

该设备采用了高密度非易失性存储器ATMEL公司的制造技术，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。因为CPU8和多功能组合在单个闪速存储器芯片中，ATMEL AT89 C51是用于单片机一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机的灵活、高效、廉价，使它成为嵌入式行业内常用的单片机主控芯片。 3.2显示器的选择

单片机系统使用中应用最多的显示器主要有LED和LCD（液晶显示器）。这2种显示器成本低廉，配置灵活与单片机的I/O接口方便。不过它们之间的使用也是各有特点：LED接口简单不需要专门的驱动程序；LCD显示的字体比较丰富，也清楚，但是LCD的接口复杂要想显示文字还要自己造字库，难度比较大。对于本设计来说用LED表示控制目标的受控状态就够了，故没必要使用LCD。

3.3调光器的选择

本设计中用到的调光功能只是调节LED等的亮暗，因此不用使用复杂的调光控制系统，使用一个光电耦合器就可以完成。光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强．无触点且输入与输出在电气上完全隔离等。本设计使用PS2019光电耦合器。 3.4按键的选择

本设计所控制的电器数目比较少，因此没必要外加键盘，直接使用单片机上的控制接口，使用8个点触式开关就够了。 3.5红外发射管与接收头的选择

LF5038是一种无色透明已经封装完毕的红外线发射管，LF0038F是鼻梁状的一体化红外接收头。LF5038有2个引脚，“A”和“K”是它的阳极和阴极。LF0038F

具有3个引脚：GND为接地端；VCC为输入电源端，正常的工作电压范围在2.7-5.5V之间；OUT为数据输出端，默认未接受状态为输出高电平，使用时一般需要外接一个大于20KΩ的电阻。

LF5038主要参数为：峰值波长940nm；正向工作电压值为1.2V，最大电压

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值为1.5V；一般来收正向工作电流越大LF5038的发射距离越远。

LF0038F的载波频率的值为28kHZ；当红外线发射管的正向电流为300mA时，LF0038F的最小接收距离为15m、接收角度的范围为上下45°；当无信号接收时LF0038F的静态工作电流为0.4mA；若以宽度为600us发射脉冲，在5m的范围内，取50次平均值得到LF0038F的接收脉冲宽度范围是500-700us。 3.6电路设计 3.6.1发射电路部分 3.6.1.1遥控发射

本遥控发射器采用码分制遥控方式，码分制红外遥控就是指令信号产生电路以不同的脉冲编码（不同的脉冲数目及组合）代表不同的控制指令。当不同的指令键被按下时，指令信号电路产生不同脉冲编码的指令信号，也就是进行编码，然后经调制电路调制，变为编码脉冲编码脉冲调制信号，再由驱动电路驱动红外发射器发射红外信号。发射过程示意图：

指令键指令编码红外发射调制驱动

图3.1遥控发射过程

3.6.1.2红外发射电路的载波、数字基带信号的产生

因为一体化接收头的载波频率为38KHZ，所以发射模块需要以38KHZ的载波来发射信号。使用AT89C51单片机可以很简单的产生这种载波信号，但是需要使用单片机自带的一个定时器资源。为了是单片机的利用更加效率，提高性能，我们使用石英晶体多谢振荡器来生成38KHZ的载波信号。

红外发射的数字基带信号也可以用单片机产生。数字基带信号使用单极性非归零（NRZ）的形式编码，通过单片机自带的定时器生成特殊频率的方波信号，并由P3.4端口输出。数字基带信号和载波信号经过“与非”门输出以后成为红外发射端的控制信号。

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基于单片机的电器遥控器设计

下图为输出L和OUT的波形图：

图3.2L和OUT波形

3.6.1.3发射管驱动电路设计

因为输出的电流的最大值能达到25Ma,但是红外发射的有效距离由红外发射管IF的数值决定。所以为了增加有效距离必须要重新设计驱动电路。红外发射管的驱动电路主要有：NPN管构成的驱动电路和PNP管构成的驱动电路。考虑到三极管的最大集电极电流要大于红外发射管的IF，三极管9012和9013都能符合技术要求。

下图为2种驱动电路图：

图3.3发射驱动管电路