【优质文档】红外遥控器的设计用单片机制作通用性电视遥控器.pdf
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1、天津城建大学 课程设计任务书 2013 2014 学年第1 学期 控制与机械工程学院电气工程及其自动化专业2 班级 课程设计名称:单片机原理及应用A 设计题目:用单片机制作通用型电视遥控器 完成期限:自2014年1 月6 日至2014 年1 月10 日共 1 周 设计依据、要求及主要内容: 一程设计的目的 1 进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。 2 掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性,控制方法。 3 通过课程设计,掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。 4 通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 5 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,了解
2、开发一单片机应用系统的全过 程,为今后从事相应打下基础。 二课程设计的基本要求 1.认真认识设计的意义,掌握设计工作程序,学会使用工具书和技术参考资料,并培养科 学的设计思想和良好的设计作风。 2.提高模型建立和设计能力,学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。 3.提高独立分析、解决问题的能力,逐步增强实际应用训练。 4.课程设计的说明书要求简洁、通顺,计算正确,图纸表达内容完整、清楚、规范。 5.课程设计说明书封面格式要求见天津城市建设学院课程设计教学工作规范附表1。 三课程设计具体要求 a) 要求每位同学独立完成设计任务。 b) 原理图设计。 1 原理图设计要符合项目的工作原理,连线要正
3、确。 2 图中所使用的元器件要合理选用,电阻,电容等器件的参数要正确标明。 3 原理图要完整, CPU ,外围器件,扩器接口,输入/ 输出装置要一应俱全。 c) 程序调计 1 根据要求,将总体项能分解成若干个子功能模块,每个功能模块完成一个特定的功能。 2 根据总体要求及分解的功能模块,确定各功能模块之间的关系,设直出完整的程序流程 图。 d) 设计说明书 1 原理图设计说明 简要说明设计目的,原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用,各器件的工作过程及顺 序。 2 程序设计说明 对程序设计总体功能及结构进行说明,对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细 的描述。 3 画出工作原理图,程
4、序流程图如并给出相应的程序清单。 四 设计任务 用 MCS-51系列单片机 AT89C52代替专用遥控芯片的设计方案,通过软件模拟实现了电视 机遥控编码的发射,并且达到“一器多用” 指导教师(签字): 系主任(签字): 批准日期:2014 年 1 月 10 日 目录 一、绪论 0 二、功能要求和设计原理 1 2.1 功能要求 1 2.2 遥控器发射设计原理 1 三、遥控发射器硬件电路及其组成 . 2 3.1 遥控发射器硬件电路图 2 3.2 键盘电路 3 3.2.1键输入原理 3 3.2.2按键结构与特点. 3 3.2.3按键编码 3 3.3 空闲节电模式. 4 3.3.1掉电模式 4 3.3
5、.2红外线发射管和指示灯 . 4 四、 系统软件的设计 5 4.1 系统软件的总体流程图 5 4.2 初始化程序和主程序流程 6 4.3 键盘扫描程序 7 4.3.1键盘的工作方式. 7 4.3.2矩阵键盘具体按键的确定. 8 4.4 红外编码设计. 8 4.5 遥控码的发射流程图. 8 五、小结 . 11 一、绪论 在现在社会及家庭的各种家用电器产品和娱乐设施中,一般都采用红外线遥控技术。红外遥控器电路 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,而且红外遥控编解码容易,还可 以进行多路遥控。 目前红外线遥控技术已经在电视机中得到了广泛的应用。电视机遥控器使用的是专用集成
6、发射芯片来 实现遥控器的发射,如东芝TC9012,飞利浦SAA3010T等。这些芯片价格贵,且互相之间采用的遥控格式 互不兼容,所以各机型遥控器通常只能针对各自的遥控对象而无法通用。本设计利用低成本的MCS-51系 列来实现遥控器的模拟发射,并实现遥控器的通用化。 二、功能要求和设计原理 2.1 功能要求 通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器; 接收部分包括光、电转换放大器、解调电路和解码电路。遥控信号发射装置通过将某个按键所对应的控制 指令调制在38KHz范围内的载波上,然后经放大、驱动红外发射管将信号发射出去。遥控接收头通过对遥 控信号
7、的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。 图 1 红外遥控系统总体框图 本设计采用MCS-51系列单片机AT89C52代替专用遥控发射芯片,通过软件模拟实现了电视机遥控编 码的发射,具有编程灵活多样,操作码个数可随意设定等优点,并且可以达到“一器多用”。 2.2 遥控器发射设计原理 目前市场上一般设备系统采用专用的遥控编码芯片,制作比较简单容易,但由于功能键数及功能受到 特定的限制,只适合用于某一专用电器产品的应用,应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应 用设计,具有编程灵活多样,操作码个数可随意设定等优点。 图 2 遥控发射器总体结构图 +3V 电源 AT89C52 单片机 矩阵键盘
8、 低功率损耗电 路 红 外 线 发 射 管 发射指示灯 三、遥控发射器硬件电路及其组成 3.1 遥控发射器硬件电路图 遥控发射器电路主要由下面几部分组成:AT89C52单片机,低功率损耗电路,红外线发射电路以及由 P0 口和 P2 口搭成 88 按键矩阵。当无键按下时,单片机处于低功耗空闲状态。当有键按下时,产生的外 中断请求信号( 低电平有效 ) 经八输入与非门和非门后送至P3.2 端,使CPU进入中断处理,同时点亮按键 指示灯。系统产生的遥控编码信号通过P3.5 端发出,经放大后驱动发射管发射出去。 图 3 遥控器硬件电路总图 3.2 键盘电路 3.2.1 键输入原理 在单片机应用系统中,
9、除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外,其它按键都是以开关状 态来设置控制功能或输入数据的。当所设置的功能键或数字键按下时,应用系统应完成该按键所设定的功 能,键信息输入是与软件结构密切相关的过程。 对于一组键或一个键盘,总有一个接口电路与CPU相连。 CPU可以采用查询或中断方式了解有无按键 输入,并检查是哪一个键按下,将该键号送入累加器ACC ,然后通过跳转指令转入执行该键的功能程序, 执行完后再返回主程序。 3.2.2 按键结构与特点 机械式按键再按下或释放时,由于机械弹性作用的影响,通常伴随有定时间的触点机械抖动,然 后其触点才稳定下来。抖动时间的长短与开关的机械特性有关,一般
10、为510ms。 在触点抖动期间检测按键的通与断状态,可能导致判断出错,即按键一次按下或释放被错误地认为是 多次操作, 这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判,必须采取去抖动措施。 这一点可从硬件、软件西方面予以考虑。在键数较少时,可采用硬件去抖,而当模数较多时,采用软件去 抖。 3.2.3 按键编码 一组按键或键盘都要通过I/O 口线查询技键的开关状态。根据键盘结构的不同,采用不同的编码。无 论有无编码,以及采用什么编码、最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值,以实现按键功能程序 的跳转。 3.3 空闲节电模式 在空闲工作模式状态,CPU自身处于睡眠状态而所有的外设
11、仍保持激活状态,这种方式由软件产生。 此时将片内RAM 和所有特殊功能寄存器的内容冻结。空闲模式可有任何允许的中断请求和硬件复位终止。 由硬件复位终止空闲状态只需要两个机器周期有效复位信号,在此状态下,片内硬件禁止访问内部 RAM ,但可以访问端口引脚,当复位终止空闲方式时,为避免可能对端口和外部存储器产生意外写入,激 活空闲模式的那条指令后一条指令不应是一条对端口或外部存储器的写入指令。 3.3.1 掉电模式 在掉电模式下,震荡器停止工作。进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令,片内RAM 和特殊功 能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结,去除掉电模式的唯一办法是硬件复位。复位后将重新定义全
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