红外遥控技术 讲义

摘 要

本设计主要应用了AT89C2051单片机作为核心，综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识，应用红外光的优点。文章首先介绍了红外遥控的基本原理和应用范围，再对AT89C2051单片机的结构和性能给出简单的说明，接着给出了遥控器的编码格式，及遥控发射器，遥控接受器的电路设计。对于遥控操作的不同，遥控发射器通过对红外光发射频率的控制来区别不同的操作；遥控接收器通过对红外光接收频率的识别，判断出控制操作，来完成整个红外遥控发射、接收过程。最后分别详细介绍遥控系统的发射部分和接收部分的电路原理图和程序流程图。

关键词：单片机；红外线；发射；接收

Abstract

The design is mainly applied AT89C2051 microcontroller as the core, integrated application microcontroller interrupt system, timers, counters and other knowledge, the advantages of the application of infrared light. The article first introduces the basic principles and scope of application of the infrared remote control, then give a simple description of the structure and properties of the AT89C2051 microcontroller, then the encoding format of the remote control and the remote control transmitter, remote control receiver circuit design. To distinguish the type of operation for the remote operation of the type of remote control transmitter via the infrared light-emitting frequency control; remote receiver through the infrared light receiving frequency identification Analyzing a control operation, to complete the infrared remote control transmitter and receiver proc

ess. Finally details transmitting part and a receiving part of the remote control system circuit schematic and program flow chart.

目录

一、第1章 绪论

1.1 课题背景与选题依据 1.2 红外遥控技术简介 1.3 课题研究的目的和意义 二、第2章 方案论证 2.1学习方式 2.2按键模块 2.3显示模块 2.4红外接受模块 2.5微处理器选择

三、第3章 红外遥控的工作原理 四、 第4章 通信协议 五、第5章 硬件电路设计 5.1 显示电路 5.2键盘电路 5.3红外发射电路 5.4红外接受电路 5.5存储电路 5.6单片机控制电路 六、第6章 软件程序编写 七、第7章 调试

八、参考文献

1 绪论

1.1 课题背景与选题依据

进入二十一世纪以来红外线技术进入高速发展阶段，红外线是一种人的肉眼看不见的光线，最近几十年来，红外技术初露头角，在各个领域里获得了广泛的应用。开始应用到生产上，并形成了一门崭新的技术——红外技术。

红外线(IrDA)，简称IR，又称红外光波，在电磁波谱中，波长为0.76um—1000um，由于波长太短，不能绕过障碍物继续传输，只能进行点对点的短距离的无线数据的传输。红外线遥控是把遥控指令经过调制后加载到近红外光中进行传送控制的，用近红外做传输载体，是因为红外发射器件与红外接收器件的发光与受光峰值波长相近，能够很好的匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。

另外，近年来随着计算机技术的快速发展，单片机已在各个领域发挥作用，同时传统控制在单片机的带动下也得到快速发展。传统的遥控器大多数采用了无线电遥控技术，但是随着科技的发展和红外技术的成熟，红外遥控也成为了一种主要的遥控手段。近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。由于红外线抗干扰能力强，且不会对周围的无线电设备产生干扰电波，同时红外发射接收范围窄，安全性较高。特别是在高危、高辐射、高污染的环境下，采用红外线遥控技术能起到很好的作用。红外遥控虽得到广泛应用，但各产商各自为战，生产的产品不能相互兼容。市场上的红外遥控装置一般采用专用的遥控编码及解码集成电路，由于其灵活性较低，应用范围有限。所以设计一种采用单片机进行控制且具有体积小、成本低、功耗低、功能强、可靠性高等特点的红外遥控技术具有广阔的发展前景。

1.2 红外遥控技术简介

遥控技术始于上世纪60年代初，主要利用无线电波、超声波、红外光作为载体进行遥控。无论采用何种方式，准确无误传输信号，最终达到满意的控制效果是非常重要的。最初的无线遥控主要采用的是电磁波传输信号，由于电磁波容易产生干扰，也易受到外界干扰，因此逐渐采用超声波和红外线媒介来传输信号。相比于超声波遥控器，红外遥控器的的波长更短，因此红外线遥控信号不会影响其他家用电器，也不会影响邻近的无线设备；另外，红外遥控不具有无线电遥控那样穿透障碍物去控制被控对象的能力，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必像无线遥控器一样，不同发射、接受器使用不同的频率或编码。否则就会影响到其他的电器或者邻居的无线电设备。所有的红外遥控器，都可以使用相同的频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”现象。这对于大量生产及普及红外遥控器提供极大的帮助。红外光为不可见光，对环境影响很小，同时又具有很强的隐秘性、保密性和安全性。

它具有一下特点：

1.红外线遥控的遥控距离一般为几米至几十米或更远一点。

2.由于为不可见光，因此，对环境影响很小。红外线的波长远小于无线电波 的波长，所以，红外遥控不会干扰其它家用电器，也不会影响近邻的无线电设备。 3.红外为不可见光，具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗，警戒等安全保卫装置中也得到了广泛的应用。

4.红外线遥控具有结构简单，制作方便，成本低廉，抗干扰能力强，工作可靠性高等一系列优点，特别是室内遥控的优先遥控方式。同时，由于采用无线遥控器件是，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在日常工作生活中的应用越来越广泛。

它在技术上的主要优点是：

1.无需专门申请特定频率的使用执照；

2.具有移动通信设备所必须的体积小、功率低的特点； 3.传输速率适合于家庭和办公室实用的网络； 4.信号无干扰，传输准确度高。

它的缺点是：

由于它是一种视距传输技术，采用的连接具有方向性，两个设备之间如果传输数据，中间就不能有格挡物；而且通讯距离较短，此外红外发光二极管(LED)不是一种十分耐用的器件。

1.3 课题研究的目的和意义

本课题的目的是通过对设计要求地认真分析和研究，拿出了几种可行方案，最终选定了一个最佳方案。该方案是采用先进的单片机技术实现遥控的主要手段。我们所设计的遥控器能控制5个电器的电源开关，并且可对一路电灯进行亮度的调节。

由于红外遥控不影响周边环境的、不干扰其他电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。而现代红外线应用非常广泛，红外线遥控的研究能是人们的生活更加方便快捷。

2方案论证 2.1学习方式

方案⑴：红外学习型遥控器主要有两大类型：固定码式学习型遥控器和波形拷贝式学习型遥控器。

固定码式型遥控器。主要应用思想是“不完全归纳法”，也就是对目前在市场上应用的所有遥控器信号进行收集并对他们进行分类，然后对每一种类型的信号都预制一种解码和发射程序。 固定码式遥控器的学习过程： ①采集学习信号; ②判别信号类型； ③编码；

④存储到EEPROM。

优点：这种学习型遥控器的硬件制作简单，对主控制器的频率要求不高。因为所发送的信号的频率和编码都是已知的，只要对所采集到的信号进行辨别即可，同

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