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基于單片機的紅外遙控系統設計

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樓主
本帖最后由 PROTUSE 于 2018-6-24 19:20 編輯

         本設計采用51單片機作為遙控發射接收芯片，HS003B作為紅外一體化接收發射管，在此基礎上設計了一個簡易的智能紅外遙控系統。系統包括接收和發射兩大部分，發射部分有16個按鍵，接收部分含有8盞彩色LED燈、一片二位數碼管和蜂鳴器系統。發射部分通過鍵盤掃描判斷哪個鍵被按下，經過單片機編碼程序進行編碼，控制紅外發射電路發送信號。接收部分解碼信號，實現相應的輸出。本設計方案結合紅外遙控設計簡單、作方便、成本低廉等特點。
總體方案
     紅外遙控系統由紅外發射裝置和紅外接收設備兩大部分組成。紅外發射裝置又由鍵盤電路、紅外編碼芯片、電源和紅外發射電路組成。紅外接收設備可由紅外接收電路、紅外解碼芯片、電源和應用電路組成。 紅外接收端主要包括紅外接收模塊和解調單片機。其中，紅外線接收模塊包括光電轉換放大器和解調電路。
軟件設計
遙控碼的發射   

當某個操作按鍵按下時，單片機先讀出鍵值，然后根據鍵值設定遙控碼的脈沖個數，再調制成38kHz方波由紅外線發光管發射出去。

通常，紅外遙控是將遙控信號（二進制脈沖碼）調制在38KHz的載波上，經緩沖放大后送至紅外發光二極管，轉化為紅外信號發射出去的。為了提高抗干擾性能和降低電源消耗，將上述的遙控編碼脈沖對頻率為38KHz（周期為26us）的載波信號進行脈幅調制（PAM），再經緩沖放大后送到紅外發光管，將遙控信號發射出去。

紅外信號發射過程:首先發射9ms高電平和4.5ms低電平的引導碼，再發送16位地址碼的前8位，16位地址碼的后8位，8位按鍵數據和8位按鍵數據反碼。

在實踐中,采用紅外線遙控方式時,由于受遙控距離,角度等影響,使用效果不是很好,如采用調頻或調幅發射接收碼,可提高遙控距離,并且沒有角度影響。

發射控制程序由主程序和鍵掃描程序、編碼發送程序組成，在主程序中，采用鍵掃描子程序完成各個按鍵的功能，遙控發射主程序的流程圖
紅外接收

紅外遙控解碼程序主要工作為等待紅外線信號出現，并跳過引導信號，搜集連續32位的編碼數據，并存入內存的連續空間。其位信號判別的原則是：以判斷各個位的波寬信號來決定高低信號（0或1）。

位解碼原理如下：
1）解碼為0：高電平寬度0.56ms+低電平寬度0.56ms。
2）解碼為1：高電平寬度0.56ms+低電平寬度1.68ms。

編碼數據讀取后，經過單片機將編碼數據與鍵盤代碼進行比對，即可解調出具體的按鍵值，便可知按下哪個鍵，而做出相應的控制處理，完成紅外遙控的動作。
發射程序


附上proteus仿真工程 程序 論文

單片機源程序如下:
  1. #include <REG51.h>
  2. #include <intrins.h>
  3. #define uchar unsigned char
  4. #define uint  unsigned int
  5. #define SBM   0x80               
  6. #define m9    (65536-9000)            
  7. #define m4_5  (65536-4500)            
  8. #define m1_6  (65536-1630)            
  9. #define m_65  (65536-580)        
  10. #define m_56  (65536-560)        
  11. #define m40   (65536-40000)      
  12. #define m56   (65536-56000)      
  13. #define m2_25 (65536-2250)      
  14. sbit IR  = P3^6;                        
  15. sbit LED = P3^7;                        
  16. uchar KEY(void);
  17. void  SanZhuan(void);
  18. void  ZZ(uchar x);
  19. void  Z0(uchar temp);
  20. void  TT0(bit BT,uint x);
  21. void  YS(uchar time);
  22. void main(void)
  23. { TMOD = 0x01;         
  24.   IR=1;                          
  25.   while(1)
  26.   {SanZhuan();}
  27. }
  28. uchar KEY(void)
  29. {uchar H,L;            
  30. H=0;
  31. L=0;
  32. P1 = 0xf0;            
  33. if(P1!= 0xf0)         
  34.    { YS(10);            
  35.     if(P1!=0xf0)     
  36.       {H  = P1&0xf0;  
  37.        P1 = 0x0f;     
  38.        L  = P1&0x0f;   
  39.       }
  40.        return (H+L);
  41.    }
  42.   return 0;
  43. }
  44. void SanZhuan(void)
  45. { uchar v;
  46. v = KEY();
  47. switch(v)
  48. {case 0x77:ZZ(0x01);v=0;break;   
  49.   case 0xb7:ZZ(0x02);v=0;break;         
  50.   case 0xd7:ZZ(0x03);v=0;break;         
  51.   case 0xe7:ZZ(0x04);v=0;break;         
  52.   case 0x7b:ZZ(0x05);v=0;break;         
  53.   case 0xbb:ZZ(0x06);v=0;break;         
  54.   case 0xdb:ZZ(0x07);v=0;break;         
  55.   case 0xeb:ZZ(0x08);v=0;break;         
  56.   case 0x7d:ZZ(0x09);v=0;break;         
  57.   case 0xbd:ZZ(0x10);v=0;break;         
  58.   case 0xdd:ZZ(0x11);v=0;break;   
  59.   case 0xed:ZZ(0x12);v=0;break;         
  60.   case 0x7e:ZZ(0x13);v=0;break;         
  61.   case 0xbe:ZZ(0x14);v=0;break;         
  62.   case 0xde:ZZ(0x15);v=0;break;         
  63.   case 0xee:ZZ(0x16);v=0;break;         
  64.   default:v=0;
  65. }
  66. }
  67. void ZZ(uchar x)
  68. {  TT0(1,m9);               
  69.    TT0(0,m4_5);        
  70.    Z0(SBM);                                                                                                                    
  71.    Z0(~SBM);
  72.    Z0(x);
  73.    Z0(~x);
  74.    TT0(1,m_65);
  75.    TT0(0,m40);
  76.    while(KEY())
  77.    {  TT0(1,m9);
  78.       TT0(0,m2_25);
  79.       TT0( 1,m_56);
  80.       TT0(0,m40);
  81.           TT0(0,m56);
  82.           LED = !LED;                                       
  83.     }
  84. LED = 1;            
  85. }
  86. void Z0(uchar temp)
  87. {  uchar v;
  88.   for (v=0;v<8;v++)                    
  89.        {    TT0(1,m_65);                           
  90.                       if(temp&0x01) TT0(0,m1_6);
  91.                       else  TT0(0,m_56);     
  92.                       temp >>= 1;               
  93.         }   
  94. }
  95. void TT0(bit BT,uint x)
  96. {
  97.   TH0 = x>>8;               
  98.   TL0 = x;
  99.   TF0=0;                           
  100.   TR0=1;                           
  101.   if(BT == 0) while(!TF0);
  102.   else while(1)                  
  103.          {
  104.                 IR = 0;
  105.                 if(TF0)break;
  106.             if(TF0)break;
  107.                 IR = 1;
  108.            if(TF0)break;
  109.           if(TF0)break;
  110.           if(TF0)break;
  111.                 if(TF0)break;
  112.           if(TF0)break;
  113.           if(TF0)break;
  114.           if(TF0)break;
  115.           if(TF0)break;
  116.           if(TF0)break;
  117.                 if(TF0)break;
  118.                }
  119.   TR0=0;                           
  120.   TF0=0;                          
  121.   IR =1;                       
  122. }
  123. void YS(uchar time)
  124. {    uchar i,j;
  125.         for(i=0; i<time; i++)
  126.      for(j=0; j<247; j++)_nop_();
  127. }
  128. 接收程序
  129. #include<reg51.h>
  130. sbit IRIN=P3^2;
  131. sbit SPK=P0^0;
  132. sbit RELAY=P2^7;
  133. sbit P3_0=P3^0;
  134. sbit P3_1=P3^1;
  135. unsigned char IRDATA[7];
  136. unsigned char tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90};
  137. unsigned char X1,X2;
  138. void IRZ();
  139. void XSQ();
  140. void main()
  141. { EA=1;
  142. EX0=1;
  143. IT0=1;
  144. P1=0xff;
  145. P2=0xc0;
  146. P3_0=0;
  147. P3_1=0;
  148. SPK=1;
  149. IRIN=1;
  150. IRZ();
  151. XSQ();
  152. }
  153. void delay(unsigned char x)
  154. { unsigned char i;
  155. while(x--)
  156. {for(i=0;i<10;i++){}}
  157. }
  158. void fs_d()
  159. {unsigned char i;
  160. for(i=0;i<100;i++)
  161. {delay(4);
  162.   SPK=~SPK;
  163. }
  164. SPK=1;
  165. }
  166. void IR_IN() interrupt 0 using 0
  167. { unsigned char j,k,n=0;
  168. EX0=0;
  169.   delay(20);
  170.   if(IRIN==1)
  171.    {EX0=1;
  172.     return;
  173. }
  174. while(!IRIN){delay(1);}
  175. for(j=0;j<4;j++)
  176. {for(k=0;k<8;k++)
  177. {while(IRIN) {delay(1);}
  178. while(!IRIN) {delay(1);}
  179. while(IRIN)
  180. {delay(1);
  181.   n++;
  182. if(n>=30)
  183. { EX0=1;
  184. return;}
  185. }
  186. IRDATA[j]=IRDATA[j]>>1;
  187. if(n>=8){IRDATA[j]=IRDATA[j]|0x80;}
  188. n=0;}
  189. }
  190. if(IRDATA[2]!=~IRDATA[3])
  191. {EX0=1;
  192. return;
  193. }
  194. else {}
  195. fs_d();
  196. EX0=1;
  197. }
  198. void XSQ()

  200. { while(1)
  201. { X1 =IRDATA[2]/16;
  202.   X2 =IRDATA[2]%16;
  203. P3_0=1;P3_1=1;P2=tab[X1];P3_0=1;delay(200);
  204. P3_0=1;P3_1=0;P2=tab[X2];delay(200);
  205. }
  206. }
  207. void IRZ()
  208. { while(1)
  209.    {
  210.    switch(IRDATA[2])
  211.          {   case 0x01:{P1=0xee;break;}
  212.              case 0x02:{P1=0xdd;break;}
  213.         case0x03:{P1=0xbb;break;}
  214.         case 0x04:{P1=0X77;break;}
  215.          case0x05:{P1=0xf0;break;}
  216.         case0x06:{P1=0x0f;break;}
  217.           case 0x07:{P1=0xaa;break;}
  218.              case 0x08:{P1=0x55;break;}
  219.         case0x09:{P1=0xe7;break;}
  220.             case 0x10:{P1=0xdb;break;}
  221.         case0x11:{P1=0xbd;break;}
  222.              case 0x12:{P1=0x7e;break;}
  223.         case0x13:{P1=0xc3;break;}
  224.         case0x14:{P1=0x3c;break;}
  225.         case0x15:{P1=0x00;break;}
  226.         case0x16:{P1=0xff;break;}
  227.     }
  228.         X1 = IRDATA[2]/16;
  229.      X2 = IRDATA[2]%16;
  230.      P2=tab[X2];P3_1=1;delay(10);P3_1=0;
  231.      P2=tab[X1];P3_0=1;delay(10);P3_0=0;
  232.        }
  233. }
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沙發
ID:1 發表于 2018-6-15 01:32 | 只看該作者
樓主能補一下壓縮包嗎？
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板凳
ID:351137 發表于 2018-6-24 11:31 來自手機 | 只看該作者
admin 發表于 2018-6-15 01:32
樓主能補一下壓縮包嗎？

可以可以，給忘記了
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地板
ID:353024 發表于 2018-6-25 14:31 | 只看該作者
想看！！
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5#
ID:360797 發表于 2018-6-28 21:49 | 只看該作者
樓主能不能給一下注釋啊，有些看不懂
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6#
ID:374869 發表于 2018-7-19 15:07 | 只看該作者
樓主，你好，這個程序好像沒有關機模式（單片機進行掉電模式），遙控器可以關和打開掉風扇嗎
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7#
ID:491250 發表于 2019-3-15 10:20 | 只看該作者
厲害了�。�！
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8#
ID:491285 發表于 2019-3-15 10:51 | 只看該作者
謝謝分享�。。。�！
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9#
ID:660762 發表于 2019-12-10 16:53 | 只看該作者
問一下，這個電路仿真能正常運行嗎
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10#
ID:452928 發表于 2020-1-6 01:50 | 只看該作者
呔，妖怪哪里跑 發表于 2019-12-10 16:53
問一下，這個電路仿真能正常運行嗎

可以的，但是給的程序好像有點和電路不匹配
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