2 概述

随着电子科学技术的发展，遥控技术在高科技研究、工农业生产、通讯技术、军事技术、家用电器等诸多领域得到了广泛地应用，特别是随着各类遥控专用集成电路的不断问世，使得各类遥控设备的性能也更加优越可靠，功能更加完善[3]。

遥控种类繁多，有声控、无线电控制、红外线控制等。其中还包含着各种不同类型的控制。我在本次设计中主要研究的是利用单片机的智能红外线遥控电路的设计。

2.1选题背景

随着科学的发展，社会的进步，人民生活水平的提高，工作压力也越来越大，人人都希望回到家或是在办公室都有一个舒适的环境。能得到很好的休息，这就使得自动化技术快速发展。当今，遥控已经很普遍。但不是说就没有他的研究价值，为了进一步满足人们高水准生活的需要，家用电器产品性能也在不断的更新挽代，从始初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因此，彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。与此同时，窗帘作为装修业不可缺少的一部分，也日益火爆起来，目前，常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式，只有一部分高收入的家庭采用是电动遥控轨道。但价格相当昂贵，不能普及。所以，现在的重点是如何研制出功能全、造价省的家用自动控制装置[13]。

同时，单片机也有它突出的优点。从1974年开始，单片机就以它的体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等特点，开始不断发展，并广泛应用于仪器仪表、家电电器、医用设备、航天航空、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。单片机的发展经历了四个阶段。

可预见单片机的发展趋势将是向大容量、高性能话、外围电路内装化等方面发展，也就是对CPU、存储器、片内I/O的改进，低功耗，特别是系统的单片机是目前单片机发展的重要趋势。而从目前国内对单片机的需求来看：在未来几年里，8位、16位单片机将是单片机的发展主流，它的新发展表现在：（1）CPU功能的增加 （2）内部资源的增多 （3）引脚的多功能化 （4）低电压、低功耗。

正因为单片机有着如此多的优点，单片机在工业控制中和家用电器等上的应用中独占鳌头，故又称为微控制器（Microcontroller）

（1） 因为它具有“小、轻、廉、省”的特点，尤其耗电少，又可使供电电源的体积

小、重量轻，所以特别适用于“电脑型产品”，在家电、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品上得到应用。

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（2） 适用于仪器仪表，不仅能完成测量，还具有处理、监控等功能，易于实现数字

化和智能化。

（3） 广泛应用于打印机、绘图仪等许多计算机外围设备，特别是用于智能终端，可

大大减轻主机负担。

（4） 用于各种工业控制，如温度控制、液面控制、生产线顺序控制等[2]。

上述的归纳还不够完整，但已知单片机的应用已渗透到国民经济的各个领域，极大地推动了计算机技术的普及，而且可以预见，随着单片机性能的进一步提高，它的应用将更趋广泛。它对我国许多产品的升级换代、工厂企业的设备更新都将起着十分巨大的作用。所以利用单片机可以实现较多的功能的前提下降低设计、生产成本。

2.2设计思路

2.1.1主要任务

课题名称是“红外通讯遥控电路”，课题设计的主要任务就是实现红外信号的发射和接收。保证发射出的信号要有足够的强度，在传播过程中要能有防止其他无线电信号的干扰能力。同时接收机要能够在足够远的距离上接收到准确的控制信号，起到控制电路工作的作用。 2.1.2工作原理

和用电磁波用作无线电遥控的信号传播媒介一样，在红外遥控电路中用红外线作为红外线遥控的信号传播媒介。借助于红外线具有直线传播的特性，利用专用的红外传感器具有灵敏度高，响应快和光谱范围窄的性能，制成灵敏度高，抗干扰性能良好的红外遥控装置。利用单片机控制的红外遥控电路，它是利用单片机的异步通讯口，用红外发射口和红外接收来实现发射和接收点信号功能。

2.1.3设计方案

单通道遥控开关电路的红外线发射控制电路是利用脉冲发生器产生的高频脉冲方波驱动红外发光管，使其发射出一系列等幅的红外方波脉冲。方波的占空比用1：1或1比几。其目的是在一定的电源电压下，达到尽可能高的脉冲峰值，提高发射机的效率，以增大控制距离，而且节省电源。例如：一个峰值电流为3A的脉冲，占空比为1：3，它的平均消耗电流只有1A。这对于使用干电池作电源的发射机是很有实用价值的。

在接收机方面，由光电二极管或光电三极管将接收到的红外脉冲信号转换成微弱的脉冲电信号，由电压放大级将这个微弱的信号加以放大，使其能够可靠地出发双稳态电路的翻转，有的电路还加以限幅放大，以削去干扰尖脉冲。最后将双稳态电路输出的控制信号

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进行功率放大并驱动继电器，达到控制开关的目的。其结构如图2.1

脉冲发射器 脉冲功放 红外发射 滤波或整形

红外接收 电压放大 限幅放大 双稳触发 继电器

图2.1 红外遥控的基本原理

由于一般的遥控电路，其控制距离都不超过10米。这不仅是由于发射机的发射功率一般都小的原因，而更重要的是因为红外线具有可见光的散射特性，在经过一段距离后它的发射面积增大，使控制信号的能量分散，单位面积上的能量强度减弱，因而失去控制功能。如果在增大发射机发射功率的同时，又将发射光或接收光聚焦，则控制距离可大大增加。本次设计的要求是控制距离为40-50米，所以，一般的遥控电路不能满足要求。所以就要求我们能设计出能适用于中远距离遥控的电路。

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3 红外遥控电路原理及编码解码

3.1电路原理

3.1.1基本电路原理

通常红外遥控系统由发射和接收两部分组成，应用编/解码电路专用集成电路芯片来进行控制操作，如图3.1所示，发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。红外发送每次编码的发送是一个键值，即一个十六进制的数据。为了达到一次能发送一组数据（如车次号，通常为三位十进制数），我们可以采用89C2051的软件编码/解码的方法，先一次性输入一组车号，按下发送键后，全部发送出；同时在接收时，用连续接收方法，一次性解码所有数据[6]。

图3.1 控制系框图

3.1.2 遥控发射器及其编码

现在专用的发射与接收器件越来越多，在这就不做过多的介绍。下面介绍一款用AT89C2051单片机来实现的遥控装置。

工作原理：图3.2为红外线发射电路原理图，K0至K7为遥控按钮，单片机P3.4端口控制红外线的发射。T1作为发射时间控制器，T0作为红外线发射频率控制器。当有按键按下时，控制软件启动定时器T0、T1， T0定时溢出，中断程序使P3.4端口状态反转一次，写入定时器的初值不同，在输出端口就可得到不同的发射频率。T1定时溢出，中断程序关闭T0定时器，停止红外线发射。程序见清单。软件设计参数为：T1定时时间为100ms，K0至K7按

钮所对应的红外线发射频率分别为300、600、900、1200、1500、1800、2100、2400 Hz[21]。

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