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51单片机红外数据收发器设计+设计框图+电路图+流程图+源程序 第2页

更新时间:2010-9-9:  来源:毕业论文
51单片机红外数据收发器设计+设计框图+电路图+流程图+源程序 第2页
摘要随着科学技术的发展,单片机因其高可靠性和高性价比,在智能化家用电器、仪器仪表等诸多领域内得到了极为广泛的应用。当前单片机对家用电器控制呈现出外型简单化、功能多样化、性能优越化的发展趋向。红外遥控器具用使用方便、功耗低、抗干扰能力强的特点,因此它的应用前景是不可估量。
本课题以延伸红外无线遥控技术为目的,提出了一种红外遥控器集中控制的方案,核心是设计出一个无线红外多路遥控发射/接收系统。本设计以红外线作为传递信息的载体,可对8个受控对象的工作状态进行短距离无线控制,适用于工业、医疗、家用电器等设备的开启或关闭遥控,也可以对一种设备的八种工作状态同步进行控制,或对2种设备的4种工作状态同时控制。
该系统可实现的具体参数如下:毕业论文http://www.751com.cn
1. 遥控距离不小于5m,即红外遥控发射机与红外接收机之间的距离不小于5m; 2. 遥控路数为8路,即可对8个受控设备同时进行开关控制; 
3. 工作频率为38KHz,即红外发射和接收的载频为38KHz;
4. 接收端可显示受控状态。
关键词: 单片机 红外数据发送与接收 八路LED开关电路 键盘控制
2 系统分析本文来自辣;文*论,文~网
2.1  设计要求      
2.1.1  整个控制系统的设计要求
1、被控设备的控制实时反映,从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s;
2、整个系统的抗干扰能力强,防止误动作;
3、整个系统的安装、操作简单,文护方便;
4、总体成本低。
2.1.2  红外载波、编码电路设计要求
    1、单片机定时器精确产生38KHz红外载波;
2、根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。
2.1.3 红外解码电路设计要求
1、精确接收红外信号,并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理,最后输出TTL电平信号;
2、对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。
2.1.4 设备扩展模块设计要求
1、直流控制交流;
2、抗干扰能力强;
3、反应迅速不产生误动作;
4、能承受大电流冲击。
2.2  总体设计方案
2.2.1 方案论证
(一)单片机控制器模块
方案一:采用目前比较通用的51系列单片机。
此单片机的运算能力强,软件编程灵活,自由度大,市场上比较多见价格便宜且技术比较成熟容易实现。
方案二:采用凌阳16 位单片机SPCE061A 作为控制核心。
与51单片机相比,SPCE061A具有更加丰富的资源,有32个可编程的I/O口,14个中断源。但考虑到本设计没有用到如此多资源且价格贵,市场比较少见,技术不稳定。
综合分析考虑,选择方案一。
(二)38KHz载波实现
利用载波对信号进行调制从而减少信号传输过程中的光波干扰,提高数据传输效率。以下是对产生38KHz载波的单片机软件与硬件电路进行比较。方案一:单片机T0定时产生38KHz载波
电路原理:STC89C52RC定时器T0产生周期性的26.3us的矩形脉冲,即每隔13us,定时器T0产生中断输出一个相反的信号使输出端产生周期的38KHz脉冲信号。计算公式如2-1所示,脉冲图如图2-1所示。  T=1/38MHz                              (2-1)
图 2-1  38KHz载波信号
方案二:硬件晶振电路产生38KHz载波
电路分析: 晶振Y1,电容C1、C2、U1A、R2 、R3组成38KHz载波振荡电路,MC14011是逻辑与非门。U1B对38KHz的振荡信号取反,同时隔离前后级的信号干扰。如图2-2所示。P11属于单片机P1口用于单片机对受控对象控制信号处理后的数据输出口,数据与38KHz信号与P11端数据逻辑或非门输出,完成信号的调制。 
图2-2  脉冲产生的硬件电路图
     对于产生38KHz脉冲信号的软、硬件电路的实现进行比较选择,软件实现经济有利于产品开发使用,加密性强,电路板元件少,经济实用,便于产品的推广。因而采用方案一,即用软件定时产生38KHz的载波信号。毕业论文http://www.751com.cn

(三)红外解码电路的比较
方案一:采用单片机加专用解码芯片
 其优点是软件设计简单,但增加了外围电路的设计,使得单片机的IO口减少不利于多路开关电路的扩展。
方案二:采用单片机软件解码
其外围电路简洁,空出的IO口多,利于单片机扩展多路开关电路的设计,而编程就会复杂些。
根据实际情况进行选择,采用方案二。
(四)驱动与开关
方案一:采用晶闸管直接驱动。
其优点是体积小,电路简单,外围元件少。但控制电流小,大电流晶闸管成本高,并且隔离性能差。
方案二:采用三极管驱动继电器。本文来自辣;文*论,文~网
其体积大,外围元件多。优点是控制电流大,隔离性能好。
根据实际情况,拟采用方案二。

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