基于AT89C51和AT89C2051的紅外遙控系統(tǒng)應用研究

1.引言

隨著物質(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一步提升。而紅外遙控裝置由于其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、制作方便、抗干擾能力強等一系列的優(yōu)點，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，由于各種各樣的家用電器走進了千家萬戶，比如電視機、DVD、錄像機、數(shù)字投影機等，因此經(jīng)常需要同時使用多種遙控器，而不同的設備所遵循的紅外傳輸規(guī)約也不盡相同，這些都給使用者帶來了諸多的不便。本文的設計正是利用單片機的控制指令對不同的設備進行控制，因而可以方便快捷的實現(xiàn)紅外遙控電路的控制功能。

2.紅外遙控系統(tǒng)的硬件設計

2.1 紅外遙控系統(tǒng)的總體設計

紅外遙控系統(tǒng)包括發(fā)射和接收兩個組成部分。系統(tǒng)的發(fā)送端由單片機將需要發(fā)送的二進制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖信號，而后通過紅外發(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對信號進行放大、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行相關控制。系統(tǒng)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觸式開關作為控制鍵。同時，設計中還包括有晶振與簡單的紅外發(fā)射電路。

發(fā)射電路的主要原理如下，遙控發(fā)射通過點觸式鍵盤控制。當不同的按鍵按下時，可以產(chǎn)生不同的數(shù)字編碼脈沖，而后將編碼調(diào)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(nèi)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可以發(fā)出紅外線。本次設計選用脈沖振幅調(diào)制(PAM)對二進制脈沖信號進行調(diào)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(diào)制和紅外發(fā)光管驅(qū)動電路組成。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(diào)紅外遙控信號，即去除38KHz的載波信號后識別出二進制碼0、1.在接收到遙控信號后，經(jīng)過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(diào)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(nèi)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SM0038輸出的解調(diào)輸出信號可以直接由微處理器解密。采用SM0038的主要特點是可靠性好，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(xiàn)。

3.紅外遙控系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)

系統(tǒng)的初始化工作在主程序中完成，由于整體程序較長，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

首先要初始化定時器，其中定時頻率為：

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

1)主函數(shù)代碼：

4.結(jié)語

由于紅外遙控抗干擾性強，電路調(diào)試簡單，編解碼容易等特點，已在實際生活中得到了廣泛的應用。本文提出的紅外遙控系統(tǒng)的設計方案和程序，為單片機控制產(chǎn)品的開發(fā)提供了非常實用的參考。但是本電路也有不完善之處，其一，本電路只能通過單通道來實現(xiàn)對多個設備的控制，因此不能同時控制多個設備。其二，由于一體化紅外接收頭一般需要5V的工作電壓，而在實際情況中，一般遙控器最多需要兩節(jié)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。