基于单片机的红外遥控设计

【摘要】时至今日，红外遥控技术已经应用到生产生活各个方面，大到航空航天等高端科技，小到日常所用各类遥控器，故此，设计这个基于单片机的红外遥控模拟系统。该遥控模拟系统主要为了日常家庭使用电器所需要的遥控功能而设计。设计总体任务是LED灯根据遥控信号点亮，并由点亮的方向决定继电器的开关，从而决定外部电路的通断。设计内容主要分为红外发射、接收端，STC89C51单片机引脚连接，LED显示部分和继电器部分硬件设计，然后调试运行。模拟出继电器和LED根据遥控信号工作，把LED显示和外电路通断联系起来。

【关键词】单片机;红外遥控;继电器

Abstract：Today，Infrared remote control technology has been applied to the production of all aspects of life，Big to aerospace and other high-end technology，small to use all kinds of remote control，Therefore，Design the infrared remote control simulation system based on single chip microcomputer.Use the remote control simulation system is mainly for household appliances required function of remote control and design.Overall mission is to design LED lights according to the remote signal light，and determined by the direction of the light relay switch，and the on-off of the external circuit.Design content consists of infrared emission and receiving end，STC89C51 microcontroller pin connection，LED display parts and relay hardware design，then test and operation.Result is that simulate the relay and LED work according to the remote signal，to connect an electric road LED display and the fault.

Key Words：Single chip microcomputer;Infrared remote control;electric relay

引言

常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射红外线部分的主要为红外发光二极管。红外发光二极管实际上是一个特殊的发光二极管，由于红外发光二极管内部用料不同于普通二极管，因而在红外发光二极管两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。即使其他的无线传输方式（如蓝牙）持续被开发出来，这种科技直到现在还持续广泛被使用。

设计是基于STC89C51单片机的遥控器模拟控制系统，利用红外线发射电路即遥控器的发射端发射不同频率的信号，发射后红外线接收器接收，再送入STC89C51单片机内部进行解码，解码后输出到单片机输出端口，输出端口接A、B、C、D、E、F、G、H 等8路LED显示灯显示。

1.硬件部分设计

系统以单片机最小系统为核心，组成一个闭环控制系统。硬件电路由单片机、LED、LCD显示、电源等组成。系统所需要的器件包括 STC89C51芯片一块，继电器1个，LCD合成板1个，100μF的电容1个，1μf电容1个。11.0592MHZ的晶振一个，10K电阻8个，1K电阻8个，2.4K电阻2个，470欧的电阻12个，LED发光二级管8个，4脚的排针1个2脚的排针一个，其它硬件器材若干。

1.1 红外遥控器设计部分

红外遥控由发射和接收两大部分组成，应用编码和解码专用集成电路芯片来进行控制操作。

1.1.1 红外发射部分

以红外遥控发射器专用芯片日本NEC的uPD6121G组成发射电路。当发射器有键按下，即有遥控码发出，按下的键不同遥控编码信号也不同。这种遥控编码信号具有以下特征：采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。 “0”和“1”组成的二进制码进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向外界发射。[1]

1.1.2 红外接收部分

红外线接收器采用一体化红外接收头IRM-3638，它集红外线接收和放大器整形于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，红外接收器适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。

1.2 单片机芯片的选型

设计采用的是一款8位STC89C51单片机，它具有一个4KB的FLASH程序存储器，一个512字节的RAM，16位的定时/计数器，8位的双向可位寻址I/O端口，1个串行口，5个中断源，2个中断优先级。

它相对于其它单片机的优越性：

（1）STC89C51单片机采用串口编程，易于大部分程序的开发;

（2）程序可擦除，重复烧录;

（3）I/O端口具有复用功能，操作者可以通过程序设置相关寄存器，选择相应的功能;

（4）开发方便，是现如今最简便的开发芯片。

1.3 显示部分

液晶显示模块选用LCD1602，与单片机P0口连接;LED分为8路，采用8个发光二极管，分别连接八个1K的电阻再连接到电源，另一端用排线连接到单片机的P1口。

1.4 系统总体电路图

根据模拟系统的方案要求，设计了系统总体电路图，如图1所示。其中，LCD1602显示模块接单片机P0口的P00到P07;LED灯模块接P1口的P10到P17;继电器接P14;红外接收头接P32。

2.软件部分设计

本系统的软件设计面向硬件，选用C语言编程。主要用于红外遥控LED灯，实现与继电器的协同作业，当LED灯走向发生变化，即引起继电器电位变化，从而模拟出遥控器的工作。系统流程图如图2所示。

图2 流程图

主要程序有检查LCD忙状态、LCD初始化、设定显示位置、写指令数据和显示数据到LCD、LED模块控制等。

检查LCD忙状态程序代码如下：

bit lcd_busy（ ）

{

bit result;

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 1;

LCD_EN = 1;

delayNOP（ ） ;

result = （ bit ） （ P0 & 0x80 ） ;

LCD_EN = 0;

return（ result ）;

}

其程序代码略。

3.调试运行

硬件准备齐全，焊接完毕后，即可进入调试运行阶段。该阶段为测试硬件与软件的切合程度，程序与电子元器件的美妙变化。具体步骤如下：

3.1 程序烧录

在keil环境下编辑、调试C文件，生成Hex文件，再把Hex程序烧录到单片机中。

3.2 遥控器选择模式

遥控器按下“Mode”键后，在LCD上显示出选择模式，然后用快进键转换模式，显示“tx-led”，用开始键选择开始LED显示模式，操作显示如图3所示。

图3 操作图

3.3 遥控器遥控LED

开始LED模式后，LED灯第一个亮，此时继电器低电平处于打开状态，外电路不工作。按遥控器快退键选择LED灯上行，LED灯依次亮起，此时按下快进键，LED灯点亮的方向变化，继电器闭合，外电路工作，操作结果如图4所示。

图4 操作图

4.结语

本设计是基于单片机的红外遥控LED显示，采用STC89C51单片机最小系统作为控制核心，运用红外遥控技术实现对LED的点亮控制，并对其亮灯的方向转换来控制继电器，使外电路通断，本设计系统具有控制电路简单，高效节能，使用便捷等优点。系统所实现的功能包括红外发射、继电器开关控制、红外接收、LED灯的遥控等。

参考文献

[1]朱高中.基于单片机的红外遥控解码电路的设计[J].计算技术与自动化，2011，30（2）：68-71.

[2]任艳艳，宗占元.基于STC单片机的红外遥控智能车的设计[J].济源职业技术学院学报，2011，11（1）：29-33.

[3]李爱秋.红外线遥控12位电子密码锁的设计[J].温州职业技术学院学报，2008（8）：11-13.

[4]杨美仙.单片机的发展及其应用[J].科技信息（学术研究），2007，（35）：22-32.

[5]周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2011.

[6]徐爱钧，彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[7]牛力.Visual C++.Net编程宝典[M].北京：北京电子工业出版社，2006.

作者简介：

郭明旺（1990―），男，山东临沂人，大学本科，研究方向：单片机应用。

指导老师：韩晓翠（1971―），女，山东临沂人，硕士，临沂大学汽车学院副教授，主要研究方向：智能控制、计算机技术与应用。