基于A(yíng)T89C51和AT89C2051的紅外遙控系統應用研究

1.引言

隨著(zhù)物質(zhì)文化生活水平的日益提高，人們對產(chǎn)品智能化、方便性等方面的追求也在進(jìn)一步提升。而紅外遙控裝置由于其結構簡(jiǎn)單、成本低廉、制作方便、抗干擾能力強等一系列的優(yōu)點(diǎn)，成為目前使用最廣泛的的一種通信和遙控手段。但是，近年來(lái)，由于各種各樣的家用電器走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)，比如電視機、DVD、錄像機、數字投影機等，因此經(jīng)常需要同時(shí)使用多種遙控器，而不同的設備所遵循的紅外傳輸規約也不盡相同，這些都給使用者帶來(lái)了諸多的不便。本文的設計正是利用單片機的控制指令對不同的設備進(jìn)行控制，因而可以方便快捷的實(shí)現紅外遙控電路的控制功能。

2.紅外遙控系統的硬件設計

2.1 紅外遙控系統的總體設計

紅外遙控系統包括發(fā)射和接收兩個(gè)組成部分。系統的發(fā)送端由單片機將需要發(fā)送的二進(jìn)制信號編碼調制為一系列的脈沖信號，而后通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。在紅外接收端采用一體化紅外接收頭，在接收紅外信號的同時(shí)對信號進(jìn)行放大、濾波、整形，將得到的TTL電平編碼信號傳送給單片機，最后由單片機解碼并進(jìn)行相關(guān)控制。系統的整體設計框圖如圖1所示。

2.2 紅外發(fā)射電路

該模塊采用AT89C2051作為發(fā)射電路的核心處理器并選擇點(diǎn)觸式開(kāi)關(guān)作為控制鍵。同時(shí)，設計中還包括有晶振與簡(jiǎn)單的紅外發(fā)射電路。

發(fā)射電路的主要原理如下，遙控發(fā)射通過(guò)點(diǎn)觸式鍵盤(pán)控制。當不同的按鍵按下時(shí)，可以產(chǎn)生不同的數字編碼脈沖，而后將編碼調制在38KHz載波上，再經(jīng)緩沖放大后送往紅外發(fā)光二極管，使其產(chǎn)生不同的脈沖信號，繼而傳送到遙控接收器上。其中，用于發(fā)射部分的主要元器件為紅外發(fā)光二極管。其內部材料與普通發(fā)光二極管不同，在該元件兩端施加相應的電壓時(shí)可以發(fā)出紅外線(xiàn)。本次設計選用脈沖振幅調制(PAM)對二進(jìn)制脈沖信號進(jìn)行調制。詳細的紅外發(fā)射電路如圖2所示。

2.3 紅外接收電路

該模塊電路主要由一體化紅外接收頭、單片機AT89C51、存儲器、還原調制和紅外發(fā)光管驅動(dòng)電路組成。其中，接收部分的主要元件為紅外接收管。為使紅外接收二極管正常工作，往往需要加反向偏壓，而且反向偏壓可以使其獲得較高的靈敏度。一體化接收頭在該設計中的主要作用為解調紅外遙控信號，即去除38KHz的載波信號后識別出二進(jìn)制碼0、1.在接收到遙控信號后，經(jīng)過(guò)紅外接收頭的前置放大、限幅放大、帶通濾波、峰值檢測以及整形，即可解調出與遙控信號反向的脈沖。

其中，一體化紅外接收頭采用SM0038.

SM0038內置PIN二極管和前置放大器，采用紅外濾波的環(huán)氧兩脂材料封裝。通過(guò)SM0038輸出的解調輸出信號可以直接由微處理器解密。采用SM0038的主要特點(diǎn)是可靠性好，不易受環(huán)境干擾，并可以防止非控制信號的輸出脈沖出現。

3.紅外遙控系統的軟件實(shí)現

系統的初始化工作在主程序中完成，由于整體程序較長(cháng)，所以在本設計中只給出部分的核心設計程序。

3.1 發(fā)射部分的軟件設計

首先要初始化定時(shí)器，其中定時(shí)頻率為：

38KHz.當開(kāi)始工作時(shí)，需要按下按鍵發(fā)送數據“1”.與此同時(shí)，定時(shí)器溢出產(chǎn)生定時(shí)中斷，即可生成38KHz的載波信號。

1)主函數代碼：

4.結語(yǔ)

由于紅外遙控抗干擾性強，電路調試簡(jiǎn)單，編解碼容易等特點(diǎn)，已在實(shí)際生活中得到了廣泛的應用。本文提出的紅外遙控系統的設計方案和程序，為單片機控制產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了非常實(shí)用的參考。但是本電路也有不完善之處，其一，本電路只能通過(guò)單通道來(lái)實(shí)現對多個(gè)設備的控制，因此不能同時(shí)控制多個(gè)設備。其二，由于一體化紅外接收頭一般需要5V的工作電壓，而在實(shí)際情況中，一般遙控器最多需要兩節干電池，即提供3V電壓，因此，本設計在供電能力方面還有需要完善的地方。